原材料是指生產某種產品的基本原料。它是用于生產過程起點的產品。原材料分為兩大類。一類是在自然形態下的森林產品、礦產品與海洋產品,如鐵礦石原油等。一類是農產品,如糧、棉、油、煙草等, 以下是為大家整理的關于原材料報告4篇 , 供大家參考選擇。
原材料報告4篇
【篇1】原材料報告
第二章 輪胎原材料
第一節 生膠及其代用品
一、天然橡膠
遠在哥倫布發現美洲(1492年)以前,中美洲和南美洲的當地居民就已經開始了天然橡膠的利用,當時的當地居民用實心膠球玩投石環的游戲,也有用膠制成的鞋子、瓶子和其它用品。
1747年法國工程師關于橡膠可能用途的推測的信件在法國科學院宣讀后,使歐洲人開始認識天然橡膠并進一步研究它的利用價值。
1791年英國的S.Peal取得了用松節油的橡膠溶液制造防水材料的專利權。六年之后,H.Johnson取得用等量的松節油和酒精制造橡膠防雨布的專利權。1823年英國的C.Macintosh取得用橡膠的苯溶液制造雨衣的專利權,并設廠生產雨衣。
在這個時期中,還有許多人研究橡膠的用途,如制造膠管、人造革和膠鞋等。但是,這些產品遇到氣溫高和經太陽曝曬后就變軟和發粘,在氣溫低時就變硬和脆裂,制品不能經久耐用。
在一個偶然的機會,美國人固特異(C.Goodyear)發現了在膠塊上灑上硫黃粉可以避免或減少在曬干過程中膠塊互相粘結成團,而且膠塊與硫黃粉接觸的部位表面變得光滑而有良好的彈性。經過一年多的試驗,固特異終于在1839年發現了橡膠的硫化。從此,天然橡膠才真正被確定具有特殊的使用價值,成為一種極其重要的工業原料。
1888年英國人鄧錄普(J.B.Dunlop)發明充氣輪胎,促使汽車輪胎工業的飛速發展,因而天然橡膠的消耗量急劇增加。
正是由于天然橡膠的利用價值和消耗量的逐步提高,野生天然橡膠的資源畢竟有限,促使天然橡膠栽培業的迅猛發展,特別是在東南亞的栽培成功,逐步形成了現在的天然橡膠資源分布局面。
(一)天然橡膠的基本特征
橡膠樹苗木在定植5~8年后,離地面高為50cm處的樹干圍徑達到50cm時,這些膠樹就可以開始割膠。我國墾區每年每株樹割膠100~130次,少數地區可達140次。東南亞地區氣溫高,膠樹越冬時間較短,每年每株膠樹可割150~160次。
天然橡膠是一種以異戊二烯為主要成分的天然高分子產物,其分子式為 (C5H8)n,n值約為10000左右,分子量分布范圍很寬,分子量絕大多數在3~3000萬之間,分子量分布指數(Mw/Mn)在2.8~10之間。
天然橡膠的分子量分布一般認為具有雙峰分布規律。在低分子量區域20~100萬之間出現一個峰或“肩”,在高分子量區域100~250萬之間出現一個峰。從分子量分布曲線的類型可以直接判斷這種橡膠的操作特性和應用性能。一般認為低分子量的橡膠具有良好的操作特性,高分子量的橡膠具有較好的物理機械性能。
(二)固體天然橡膠的基本特性
1、固體天然橡膠的化學組分
2、物理特性
天然橡膠無一定熔點,加熱后慢慢軟化,到130~140℃時則完全軟化以至呈現熔融狀態,到200℃左右開始分解,到270℃時急劇分解。在常溫下稍帶塑性,溫度降低則逐漸變硬,0℃時彈性大幅度下降,冷到-70℃時則變成脆性物質。
生膠密度特征值為0.913g/㎝3,純膠硫化膠密度特征值為0.970g/㎝3。
天然橡膠具有很好的彈性,彈性模量為2~4Mpa,約為鋼鐵的1/30000,而伸長率為鋼鐵的300倍。天然橡膠的回彈率在0~100℃范圍內可以達到50~85%以上,升溫到130℃時仍能保持正常的使用性能。
天然橡膠是一種結晶性橡膠,自補強性大,具有非常好的機械強度。純膠硫化膠耐曲撓性較好,曲撓20萬次以上才出現裂口。
3、化學性質
天然橡膠因具有不飽和的雙鍵,是一種化學反應較強的物質。每一個雙鍵形成一個活化點,分布在整個橡膠分子的長鏈中,支配著橡膠的化學變化。
(1)硫化
天然橡膠與硫化體系均勻混合后,在一定溫度和壓力下反應一定的時間,由線性結構的生膠變成具有網狀結構的硫化膠。
(2)老化
天然橡膠在空氣中容易與氧進行自動催化氧化的連鎖反應,分子鏈斷裂或過度交聯,橡膠發生粘化和龜裂,使物理機械性能下降,這就是老化。光、熱、曲撓變形和銅、錳、鐵等金屬都能促進橡膠老化,未加防老劑的橡膠在強烈陽光下曝曬4~7天后出現龜裂現象;與一定濃度的臭氧接觸,甚至在幾秒鐘內即會發生裂口。不耐老化是天然橡膠的致命弱點。然而通過添加防老劑,可改善其老化性能。
橡膠在高溫下老化速率加快,一般是按溫度每增加10℃,則時間縮短1倍的規律發展。如超過130℃,使用壽命大大縮短。
(三)顆粒天然橡膠
1、顆粒膠生產的優越性
60年代以前,通用固體天然橡膠的產品只有煙膠片、風干膠片和皺膠片,這三種傳統產品無論在制膠工藝、設備或分級制度上都束縛住天然橡膠事業的發展,特別是對天然橡膠產膠量很大的國家尤為重要。因此,馬來西亞于1965年開始實行標準橡膠計劃,在使用生膠理化性能分級的基礎上發展顆粒膠的生產。生產顆粒膠有如下的優點:
a、使用生膠理化性能分級更能合理區分和判別天然橡膠的內在質量,做到優質優用。
b、機械化程度較高,生產周期短。
c、顆粒膠粒子大小約為1~5㎜,從而獲得干燥表面積比片狀膠的大了幾百倍,大幅度縮短了生產周期,也容易控制產品質量。
d、采用燒油或燒煤熱風干燥,代替木材,保護了森林資源和生態環境。
(四)特制固體天然橡膠
1、粘度固定橡膠
在橡膠中加入化學藥劑,使之與橡膠鏈上的醛基作用,從而抑制生膠儲存硬化,保持生膠的粘度在一個穩定的范圍,分為恒粘、低粘和固定粘度三種橡膠。
2、易操作橡膠
這種橡膠在煉膠時,部分分子間交聯鏈被剪切斷裂而生成短支鏈,因而使混煉膠具有優良的壓出或壓延性能。
3、純化天然橡膠
4、散粒天然橡膠
5、輪胎橡膠
6、充油天然橡膠
7、炭黑共沉膠
8、粘土共沉膠
9、膠清橡膠
二、合成橡膠
(一)丁苯橡膠
丁苯橡膠是較早工業化的合成橡膠。開始生產的均為高溫(50℃)下的共聚物,稱為高溫丁苯橡膠。50年代初,出現了性能優異的低溫丁苯橡膠。目前,低溫乳聚丁苯橡膠仍為主導產品。60年代中期,隨著陰離子聚合技術的發展,溶液聚合丁苯橡膠(簡稱溶聚丁苯橡膠)開始問世,并隨著輪胎節能等方面的要求,用量逐漸增大。
1、分類
丁苯橡膠仍是合成橡膠中產量和消耗量最大的品種。其主要品種系列如下:
典型丁苯橡膠的結構特征:
2、丁苯橡膠的性能
丁苯橡膠與其它通用橡膠一樣,是一種不飽和的烴類高聚物。能進行許多聚烯烴反應,如氧化、臭氧破壞、鹵化和氫鹵化等。在光、熱、氧和臭氧結合作用下,發生物理化學變化,但其被氧化的作用比天然橡膠緩慢,即使在較高溫度下老化反應的速度也比較緩慢。光對丁苯橡膠的老化作用不明顯,但耐臭氧性比天然橡膠差。
(1)丁苯橡膠的缺點
①丁苯橡膠純膠強度低,需要加入高活性補強劑后方可使用。丁苯橡膠加配合劑的難度比天然橡膠大,配合劑在橡膠中分散性差。
②反式結構多,側基上帶有苯環,因而滯后損失大,生熱高,彈性低,耐寒性也稍差。
③收縮大,生膠強度低,粘著性差。
④硫化速度慢。
⑤耐屈撓龜裂性比天然橡膠好,但裂紋擴展速度快,熱撕裂性能差。
(2)丁苯橡膠的優點
①硫化曲線平坦,膠料不易焦燒和過硫。
②耐磨性、耐熱性、耐油性和耐老化性等均比天然橡膠好。高溫耐磨性好,適用于乘用胎。
③加工中分子量降到一定程度后不再降低,因而不易過煉,可塑度均勻。硫化膠硬度變化小。
④提高分子量可達到高填充。充油丁苯橡膠的加工性能好。
⑤丁苯橡膠很容易與其它高不飽和通用橡膠并用,尤其是與天然橡膠或順丁橡膠并用,經配合調整可以克服丁苯橡膠的缺點。
(二)丁二烯橡膠
丁二烯橡膠是1,3-丁二烯的聚合產物。早期以乳液法制得的丁二烯均聚物加工困難,同時對耐磨性改進不大,因此沒有繼續發展。直到發明了定向聚合催化劑以后,可將丁二烯聚合為分子結構排列比較規整的順式聚丁二烯,溶聚丁二烯橡膠迅速成為一種重要的新彈性體(一般稱作順丁橡膠)。
雖然高順式丁二烯生膠的拉伸強度很低,但經補強后的硫化膠具有優良的動態性能及耐磨性。含高順式丁二烯橡膠的輪胎不僅行駛時升溫低,而且有較好的胎面耐磨性,并能改善胎面花紋溝部的龜裂性能。
隨著順丁橡膠在輪胎中的應用,發現這一膠種還存在一個較大的缺點,即抗濕滑性能較差,經過研究發現,當聚合體中含有35~55%的乙烯基結構時,具有較好的綜合平衡性能,于是中乙烯基順丁橡膠得以問世,并逐漸成為順丁橡膠中的一個重要品種。
1、種類
(1)溶聚丁二烯橡膠
①高順式丁二烯橡膠
由鈷系或鎳系所構成的齊格勒—納塔催化體系所制備的丁二烯橡膠,1,4順式含量達到96~98%。我國目前多采用鎳系催化劑體系。
②低順式丁二烯橡膠
低順式丁二烯橡膠是以有機鋰催化劑體系制備的,1,4順式含量一般為35~40%。
③反式—1,4—聚丁二烯橡膠
(2)乳聚丁二烯橡膠
(3)丁鈉橡膠
丁鈉橡膠是用堿金屬鈉等作催化劑,由丁二烯單體進行本體聚合的產物,是丁二烯橡膠最早的品種。
2、高順式丁二烯橡膠的基本性能
(1)優點
①高彈性
高順式丁二烯橡膠是當前所有橡膠中彈性最高的一種橡膠,甚至在很低的溫度下,分子鏈段都能自由運動,所以能在很寬的范圍內顯示高彈性,甚至在—40℃時還能保持。
②滯后損失和生熱小
由于高順式丁二烯橡膠分子鏈段的運動所需要克服周圍分子鏈的阻力和作用力小,內摩擦小,當作用于分子的外力去掉后,分子能較快的回復至原狀,因此滯后損失和生熱小。這一性能對于使用時反復變形,且傳熱性差的輪胎的使用壽命具有一定好處。
③低溫性能好
摻用高順式丁二烯橡膠的胎面在寒帶地區仍可保持較好的使用性能。
④耐磨性能優異
⑤耐屈撓性優異—耐動態裂口生成性能良好
⑥填充性好
與丁苯橡膠和天然橡膠相比,高順式丁二烯橡膠可填充更多的操作油和補強填料,有較強的炭黑潤濕能力,可使炭黑較好的分散,因而可保持較好的膠料性能。
⑦混煉時抗破碎能力強
在混煉過程中高順式丁二烯橡膠門尼粘度下降的幅度比天然橡膠小得多,比丁苯橡膠也小,因此在需要延長混煉時間時,對膠料的口型膨脹及壓出速度幾乎無影響。
⑧與其它彈性體的相容性好
⑨模內流動性好
⑩水吸附性低
(2)缺點
①拉伸強度與撕裂強度較低
高順式丁二烯橡膠的拉伸強度與撕裂強度均低于天然橡膠及丁苯橡膠,摻用該種橡膠的輪胎胎面表現多為不耐刺扎,較易刮傷。
②抗濕滑性不良
③用于胎面時,使用至中后期易出現花紋塊崩掉的現象。
④加工性能欠佳
高順式丁二烯橡膠膠料在輥筒上的加工性能對溫度較敏感,溫度高時易產生脫輥現象。
粘性較差。在輪胎胎面膠中,用量太高時,胎面接頭稍有困難。胎體中用量較高時(大于30份),需加入增粘劑,否則胎體膠料壓延時簾布易出現“露白”現象。
⑤較易冷流
(三)異戊橡膠
聚異戊二烯橡膠簡稱異戊橡膠,它的研究起源于對天然橡膠的研究,而異戊橡膠的工業化則是在其單體和齊格勒型催化劑有了確實保證之后才實現的。
但是直到50年代末期合成橡膠的主流還是丁二烯系的合成橡膠,其原因是:①用異戊二烯制得的合成橡膠質量遠不如天然橡膠,這是由于聚合物微觀結構的差異所致。天然橡膠主要是順式—1,4加成的聚異戊二烯,而合成的異戊橡膠的結構規整性都非常低;②制備異戊二烯單體的技術復雜,成本高,因而在經濟上不合算。立體規整性問題直到齊格勒—納塔型催化劑出現以后才得以解決。
1、異戊橡膠的性能和特征
(1)聚合物的分子結構及物理常數
順式—1,4—聚異戊二烯橡膠也稱作合成天然橡膠,它具有與天然橡膠相似的化學組成、立體結構和物理機械性能,因此它是一種綜合性能好的通用合成橡膠。但天然橡膠和異戊橡膠微觀結構還是有所差別,天然橡膠的主體規整度高,結晶性好;異戊橡膠結晶性能低于天然橡膠,這種結晶性是影響異戊橡膠未硫化膠加工性能和硫化膠性能的一個因素。
橡膠的分子量及分子量分布對其加工特性和硫化膠性能有很大影響。異戊橡膠的分子量及分子量分布會因催化劑的種類、聚合條件等的不同而變。天然橡膠分子量大于異戊橡膠,并在分子量分布圖中在高分子量區域內具有特有的第二峰,即有所謂的超高分子量部分存在。這也是天然橡膠的一個突出特征。可以認為這就是天然橡膠之所以具有優良的加工性和硫化特性的原因之一。
異戊橡膠在合成過程中和其它高分子化合物一樣,不僅會生成直鏈狀分子,也會產生一部分支鏈,甚至還可以進一步生成具有主體網狀結構的凝膠分子,支化度、凝膠成分的存在會改善未硫化膠的耐冷流性和生膠強度,但有時也會使膠料的壓延特性和壓出特性變壞。對硫化膠性能來說,支化和凝膠的存在將會對動態特性造成不利影響。
(2)硫化膠的特性
①優點
a.質量均一,純度高。
b.塑煉時間短,混煉加工簡便。不必象天然橡膠進行預煉,可以節省時間,并減少電力消耗。
c.顏色淺。
d.膨脹和收縮小。
e.流動性好。
②缺點
a.純膠膠料的強伸性能低。
b.與含等量炭黑的天然橡膠比較,異戊橡膠的拉伸強度、定伸應力、撕裂強度較低,硬度較小。
2、應用
異戊橡膠由于具有優良的物理機械性能,一般用作輪胎的胎面膠、胎體膠和胎側膠,以及膠鞋、膠帶、膠管、膠粘劑、工藝橡膠制品及醫療、食品用橡膠制品等。
異戊橡膠可以任意比例與天然橡膠并用于輪胎,可保持其抗老化和耐磨性能不降低,但拉伸強度有所下降。充油異戊橡膠與天然橡膠并用作胎面膠時,輪胎行駛生熱低,且降低成本;與順丁橡膠并用可以改善異戊橡膠的磨耗性能,且耐磨耗性能隨順丁橡膠含量增大而提高,拉伸強度和撕裂強度則隨之下降。當順丁橡膠用量增大時,要適當減少硫黃用量,以改善撕裂強度。異戊橡膠與充油順丁橡膠并用(50:50)時,還能改善老化裂口,生熱較低。
(四)乙丙橡膠
乙丙橡膠分為二元乙丙橡膠(包括充油和非充油)、三元乙丙橡膠(包括充油和非充油)、改性乙丙橡膠和熱塑性乙丙橡膠四大類。其中三元乙丙橡膠按第三彈體的種類不同,又分為雙環戊二烯、乙叉降冰片烯和1,4—己二烯三元乙丙橡膠以及三元乙丙橡膠與丁腈橡膠共混橡膠共四類。改性乙丙橡膠分為溴化、氯化、氯磺化、丙烯腈改性和丙烯酸酯改性等乙丙橡膠。
雙環戊二烯三元乙丙橡膠中,由于第三單體雙環戊二烯原料易得,制備簡單,收率也較乙叉降冰片烯高,故價格較低,早期發展較快。但由于雙環戊二烯中含有次甲基氫,對交聯效率有一定影響,導致雙環戊二烯三元乙丙橡膠硫化速度較慢,很難與高不飽和度的二烯烴類橡膠并用。乙叉降冰片烯三元乙丙橡膠硫化效率高,硫化速度快,加之制備技術的不斷提高,因而發展較快,品種牌號亦較多,已經成為三元乙丙橡膠的主要品種。
1、乙丙橡膠的基本性能
乙丙橡膠是一種無定型的非結晶橡膠,其分子主鏈上乙烯與丙烯單體單元呈無規排列,失去了聚乙烯或聚丙烯結構的規整性,成為有彈性的橡膠。三元乙丙橡膠雖然引入了二烯烴類作第三單體,但由于二烯烴位于側鏈上,主鏈與二元乙丙橡膠一樣,是不含雙鍵的完全飽和的直鏈型結構,故三元乙丙橡膠不但保持了二元乙丙橡膠的各種優良特性,又實現了用硫黃硫化的目的。無龐大側基阻礙分子鏈運動,因而能在較寬的溫度范圍內保持分子鏈的柔性和彈性。
乙丙橡膠的性質是其結構特性的反應,每一類型不同牌號的乙丙橡膠的性能實際上隨其分子結構參數的變化而變化。其參數主要包括:乙烯、丙烯的比例,單體單元及其序列結構,分子量,分子量分布,第三單體的種類與數量等。
2、乙丙橡膠的特性
(1)耐老化性能
乙丙橡膠具有極高的化學穩定性,在通用橡膠中,其耐老化性能是最好的。乙丙橡膠老化與丁基橡膠老化的類型不同,丁基橡膠老化屬降解型,老化后橡膠變軟發粘,而乙丙橡膠老化屬交聯型,老化后橡膠變硬。
①耐臭氧性能
乙丙橡膠具有突出的耐臭氧性能,不但大大優于天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠等通用橡膠,而且也優于一般被認為耐老化性能很好的丁基橡膠。
②耐候性能
乙丙橡膠耐候性好,能長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環境中使用。含炭黑乙丙橡膠硫化膠在陽光下曝曬三年后未發生龜裂,物理機械性能變化亦很小。
③耐熱性能
乙丙橡膠制品在一般情況下,可以在120℃的環境中長期使用,其最高使用溫度為150℃。
(2)耐化學藥品性
由于乙丙橡膠缺乏極性,不飽和度低,因此對各種極性化學藥品均有極大的抗耐性,長時間接觸后性能變化不大。
(3)電絕緣性
乙丙橡膠具有非常好的電絕緣性能和耐電暈性,其電性能接近于或優于丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交聯聚乙烯。
(4)沖擊彈性和低溫性能
乙丙橡膠具有較好的彈性,在通用橡膠中其彈性僅次于天然橡膠和順丁橡膠,在低溫下仍保持較好的彈性和較小的壓縮變形,其最低極限使用溫度可達—50℃或更低。
(5)低密度和高填充特性
乙丙橡膠的密度是所有橡膠中最低的,約為0.860~0.870,可以大量填充油和填充劑(可高達200份),因而可以降低成本。
(6)耐熱水和耐水蒸氣性
乙丙橡膠具有較好的耐蒸汽性能,甚至優于其耐熱性能。其耐高壓蒸汽性能優于丁基橡膠和一般橡膠。
(7)乙丙橡膠的缺點:
①硫化速度慢,不能與二烯烴類橡膠共硫化。
②乙丙橡膠自粘性與互粘性較差,往往給加工工藝帶來很大困難。
③耐燃性能較差,耐氣透性較差,與丁基橡膠并用制作內胎時,會降低丁基橡膠內胎的氣密性。
④對多數油類的抗耐性較差。
(五)丁基橡膠
丁基橡膠是一種線性無凝膠的共聚物(即無支鏈,未硫化膠無交聯),是以異丁烯與少量異戊二烯采用離子型聚合法生產的。
1、丁基橡膠的優點
(1)氣透性
丁基橡膠的氣透性在烴類橡膠中是最低的。丁基橡膠的氣體溶解度與其它烴類橡膠接近,但是它的氣體擴散速度比其它橡膠低得多。這是丁基橡膠最重要的基本性能之一,決定了丁基橡膠在內胎、氣密層等若干方面的主要用途。一般來說,丁基橡膠的品種、硫化程度對氣透性影響不很大,但是操作油和填充劑的用量對氣透性有很大的影響。
(2)耐熱性
丁基橡膠的化學不飽和度低,加上聚異丁烯鏈的不活潑性,使得丁基橡膠的耐熱和耐氧化性能遠優于其它通用橡膠。
(3)耐候性
炭黑補強的丁基硫化膠,耐候性是很突出的,能長時間暴露于陽光和氧氣中而不損壞。
(4)抗臭氧性能
與高不飽和橡膠相比,丁基橡膠耐臭氧性能特別好,典型的丁基硫化膠的抗臭氧性能比高不飽和的天然橡膠、丁苯橡膠等橡膠約高10倍。為提高丁基橡膠制品的抗臭氧性,可采取如下措施:硫化程度要深;橡膠的不飽和度要低;增塑劑和粗粒子的非炭黑填充劑不宜大量填充;防護劑使用要適當;配合劑分散要均勻并浸潤。
(5)耐酸、堿和耐極性溶劑
丁基橡膠特別耐動植物油,在酒精、乙酸等多種極性有機介質中溶脹也甚微,溶脹程度隨硫化程度的提高和填充劑特別是炭黑用量的增大而降低。
(6)電性能
丁基橡膠的電絕緣和耐電暈性能比一般合成橡膠好。
(7)吸水性
丁基橡膠的水滲透率極低,在一般溫度下耐水性能優異,在常溫下的吸水速率比其它橡膠低10~15倍。
(8)丁基橡膠在-30~50℃的溫度范圍內具有良好的減震性能。
2、丁基橡膠的缺點
a、硫化速度慢;
b、自粘性和互粘性差;
c、相容性差;
d、補強填充母煉膠通常需要熱處理才能進一步提高硫化膠的拉伸強度、定伸應力、彈性、耐磨性和電絕緣性等性能。
3、基本性能
丁基橡膠的特性與異戊二烯含量(不飽和度)及門尼粘度(與分子量有關)的變化有直接關系。隨著不飽和度的增大,橡膠特性的變化規律為:①硫化速度相應加快,硫化程度提高,硫化膠的交聯密度增大;②硫化膠的耐熱性變好;③耐化學藥品的侵蝕性逐步降低;④耐臭氧性能下降;⑤電絕緣性能下降;⑥粘著性和相容性變好;⑦拉伸強度和伸長率逐漸降低,定伸應力和硬度逐漸增大。
生膠的門尼粘度間接表示橡膠分子量的高低。門尼粘度愈高,分子量愈大,橡膠的壓縮變形減小,低溫復原性更好,但工藝性能變差,壓出、壓延困難。
4、丁基橡膠的改性
普通丁基橡膠的硫化速度慢,與高不飽和橡膠的相容性差,自粘性和共粘性都不好,因此人們致力于普通丁基橡膠的改性。60年代初,美國ESSO公司開發成功氯化丁基橡膠。隨后,加拿大Polysar公司于七十年代開發出溴化丁基橡膠。上述問題得到比較滿意的解決,從而擴大了丁基橡膠的應用范圍。
(1)氯化丁基橡膠
①制備方法
a、干膠混煉氯化法
在開煉機上將氯載體或氯化劑混入丁基橡膠中,氯載體在加熱下放出氯氣與丁基橡膠發生氯化反應,生成氯化丁基橡膠。
b、溶液氯化法
溶液氯化法生產氯化丁基橡膠是先將丁基橡膠溶于四氯化碳、氯仿或己烷等溶劑中,然后在常溫下通入氯氣進行氯化,即制得氯化丁基橡膠。
②物理性能
氯化丁基橡膠由于具有與丁基橡膠基本相同的分子結構,因此,具有與丁基橡膠類似的優良性能。此外,它還克服了丁基橡膠硫化速度慢、粘合性能差等缺點,解決了與高不飽和橡膠共硫化的問題。
a、氣透性
氯化丁基橡膠的空氣透過率大致與丁基橡膠相同。氯化丁基橡膠與天然橡膠并用膠的氣透率,當天然橡膠的并用比低于40%時,氣透率隨天然橡膠增加而緩慢增大,超過40%后,則隨天然橡膠增加而成正比增大。
b、與高不飽和橡膠的共硫化和粘合性能
氯化丁基橡膠解決了丁基橡膠不能與天然橡膠、丁苯橡膠等高不飽和橡膠共硫化和粘合性能低的問題。但是,與其它橡膠相互之間的粘合相比,氯化丁基橡膠與高不飽和橡膠之間的粘合力還是較低的,粘合膠破壞常發生在界面上。為了使界面形成交聯鍵,氯化丁基橡膠必須與不飽和橡膠并用,并要考慮影響粘合力的各種因素,例如高不飽和橡膠膠料的配方、橡膠的組成和并用比例、硫化體系、填充劑的類型和用量等。
適量添加油能提高粘合力。
氧化鎂為氯化丁基橡膠有效的防焦劑,但用量太大,粘合力會降低。
c、耐熱性
氯化丁基橡膠的耐熱性能優異。氯化丁基橡膠的耐熱性與所采用的硫化體系有關。一般來說,耐熱配方采用氧化鋅、NA-22和樹脂硫化均有良好的效果。炭黑膠料的耐熱性比白色膠料好,炭黑中又以爐法炭黑為好,炭黑的補強性愈高,耐熱性愈好。
d、耐屈撓性
氯化丁基橡膠的耐熱性能優異且硫化膠結構緊密,因此,耐屈撓性能很好。但是滯后損失大,生熱也大。耐屈撓膠料的硫化體系以采用秋蘭姆、NA-22、樹脂或EZ硫化較好。摻用氯化丁基橡膠的膠料能改善屈撓龜裂性能。
e、抗臭氧性能
氯化丁基橡膠的抗臭氧性能與丁基橡膠相等,比天然橡膠、丁苯橡膠和氯丁橡膠優異,但比乙丙橡膠差。硫化體系對抗臭氧性能影響很大。在填充劑的選擇上,以填充爐法炭黑和熱裂法炭黑的膠料抗臭氧性能較好,隨著填充劑用量增大,抗臭氧性能降低。白色填充劑膠料的抗臭氧性能比黑色膠料好。隨著操作油用量的增大,抗臭氧性能下降,芳香油的抗臭氧性能最差,石蠟的抗臭氧性能最好。無論什么配方,提高抗臭氧性能的關鍵是膠料要達到最佳硫化,欠硫和過硫都不好。
f、耐化學藥品性
氯化丁基橡膠不耐石油類溶劑和礦物油,與之接觸會發生溶脹。但是極耐酯、醚、酮等極性溶劑、動物油以及耐酸、堿等化學藥品。
(2)溴化丁基橡膠
①制備方法
溴化丁基橡膠是將丁基橡膠與溴反應而成,溴化反應能在很寬的范圍內迅速進行。
A、干混煉法
在開煉機上將溴化劑加入丁基橡膠中進行熱混煉,使溴化劑放出的溴與丁基橡膠發生反應,生成溴化丁基橡膠。
B、溶液法
將丁基橡膠溶解于氯化烴溶劑中,然后通入約3%的溴,使丁基橡膠溴化生成溴化丁基橡膠。溴化過程是連續的,生產出來的產品質量均勻而穩定。
②物理性能
溴化丁基橡膠由于導入了極性較強的溴原子,同時保留了原丁基橡膠90%的雙鍵,因此,不僅能加快橡膠的硫化速度,而且也解決了膠料粘性差的問題。
A、與丁基橡膠比較
溴化丁基橡膠除保持了丁基橡膠的各種特性外,還具有下列特點:
a、需用硫化劑的量少,硫化速度快;
b、能用各種硫化劑硫化,而丁基橡膠則不能;
c、能與天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠等并用;
d、溴化丁基橡膠本身或與其它橡膠有良好的硫化粘合性能,丁基橡膠則較差;
e、耐熱性能比丁基橡膠優異。
B、與氯化丁基橡膠比較
溴化丁基橡膠和氯化丁基橡膠硫化膠的許多性能基本相同,兩者都保持了丁基橡膠所具有的氣透性低、耐老化、耐候和耐屈撓疲勞等性能,并且能與天然橡膠和其它不飽合橡膠共硫化和粘合。
當兩種鹵化丁基橡膠的應力-應變相近時,老化疲勞壽命相當。兩種鹵化丁基橡膠與天然橡膠并用時,氣透性都隨天然橡膠含量增加而增大,耐熱老化性能和老化后的屈撓性能都逐漸下降。
但是兩種鹵化丁基橡膠之間的性能也有差別:
a、溴化丁基橡膠具有更多的活化硫化點,硫化速度更快。與不飽合橡膠能更好的粘合。
b、溴化丁基橡膠的老化性能優于氯化丁基橡膠,特別是在150℃的高溫下更好。
c、由于溴化丁基橡膠的硫化速度較快,與其它橡膠并用時,如果配方不變,兩者不能完全互換。
d、溴化丁基橡膠的焦燒安全性比氯化丁基橡膠低。
三、生膠代用品
(一)硫化膠粉
當前,在世界范圍內,每年有大量的廢舊橡膠制品被遺棄,如何有效地利用它們,這是關系到節約資源、防止公害的一個重要問題。近年來,除用廢舊橡膠制品生產再生膠外,還將其加工處理制成膠份,作為橡膠、填料、電纜以及建筑材料等產品。
對于橡膠制品生產廠來說,膠料中添加膠份可以降低成本,如果配方適宜,還可以提高橡膠制品的疲勞性能(如屈撓龜裂和抗裂口增長性能),并能改善膠料的工藝性能(如收縮率和流動性),但拉伸強度略有下降。
1、膠粉的分類和性質
(1)膠粉的分類
膠粉按生產方法可分為常溫粉碎、低溫粉碎和超微細粉碎(RAPRA)三大類,不同的粉碎方法,其膠粉的形狀、粒徑和表面形態不同。
(2)膠粉的粒徑和形態
用常溫粉碎法制得的膠粉粒徑在300~1400μm(12~47目);用低溫粉碎法制得的膠粉粒徑在75~300μm(47~200目);用超微細粉碎(RAPRA)制得的膠粉粒徑在75μm以下(200目以上)。
用常溫粉碎法制得的膠粉由于是利用剪切力進行的粉碎,所以在粒子表面有無數的凹凸,呈毛刺狀態(有利于與其它材料結合);用低溫粉碎法制得的膠粉表面比較光滑。
2、膠粉對膠料物理機械性能的影響
(1)冷凍法粉碎的不同粒徑的膠粉對膠料性能的影響
膠粉的粒徑愈小,膠料的拉伸強度、扯斷伸長率和磨耗等性能愈接近未加膠粉的膠料。加有膠粉膠料的耐疲勞性能和抗裂口增長等動態性能均比未加膠粉的膠料有不同程度的提高,而且膠粉的粒徑愈小,提高的幅度愈大。
(2)常溫法粉碎的不同粒徑的膠粉對膠料性能的影響
常溫法粉碎的膠粉,其粒徑愈小,膠料的物理機械性能愈接近沒有添加膠粉膠料的性能,拉伸強度和扯斷伸長率隨膠粉粒徑的增大而降低,但抗屈撓裂口性能有明顯的提高,其余各項性能與未加膠粉的膠料相近。
(二)再生膠
再生橡膠是指廢舊硫化橡膠經過粉碎、加熱、機械處理等物理化學過程,使其從彈性狀態變成具有塑性和粘性的、能夠再硫化的橡膠,簡稱再生膠。
再生膠是黑色或其它顏色的塊狀固體,具有一定的塑性和補強作用,易與生膠和配合劑混合,加工性能好,能代替部分生膠摻入橡膠制品中,降低成本和改善膠料的工藝性能。
1、再生膠的優點
(1)有良好的塑性,易與生膠和配合劑混合,節省工時,降低動力消耗;
(2)收縮性小,能使制品有平滑的表面和準確的尺寸;
(3)流動性好,易于制作模型制品;
(4)耐老化性好,能改善橡膠制品的耐自然老化性能;
(5)具有良好的耐熱、耐油、耐酸堿性;
(6)硫化速度快,耐焦燒性好。
2、再生膠的缺點
(1)彈性差
再生膠是由彈性硫化膠經加工處理得到的塑性材料,其本身塑性好、彈性差,再硫化后也不能恢復到原有的彈性水平,因此,應用時要注意選擇好配合量,特別是制造彈性好的產品,應盡量少用再生膠。
(2)屈撓龜裂大
再生膠本身的耐屈撓龜裂性差,這是因為廢硫化膠再生后其分子內的結合力減弱所致。對屈撓龜裂要求較高的一些特殊制品,摻用再生膠要斟酌使用,并注意使用量。
(3)耐撕裂性差
影響耐撕裂性的因素較多,其中配合劑分散不均,制成的橡膠制品不僅物理機械性能低,耐老化性差,而且抗撕裂性也弱。再生膠在脫硫工藝過程中,由于攪拌不均,再生劑分散不好,也是造成再生膠耐撕裂性差的一個因素。
第二節 硫化劑和硫化助劑
橡膠在未經硫化以前,單個分子之間沒有產生交聯,因此缺乏良好的物理機械性能,實用價值不大。當橡膠經過硫化(交聯)以后由于結構的變化而使其性能大大改善,尤其是橡膠的定伸應力、彈性、硬度、拉伸強度等一系列物理機械性能都會大大提高。這些性能的提高與引起硫化作用的配合劑和硫化條件有關。尤其是硫化配合劑的選擇和配合不僅影響到硫化膠的性能,因而影響到產品的使用性能,而且也直接影響到加工工藝和經濟效益。
根據在硫化過程中的作用不同,硫化配合劑大體可分為硫化劑、促進劑、活性劑和防焦劑四大類,某些產品由于作用比較復雜,有時兼有幾種助劑的作用,為避免重復和復雜,根據我公司實際情況,按主要用途分類并主要介紹在用的配合劑。
一、硫化劑
硫化劑混入橡膠經熱或其它方式處理能使橡膠分子之間產生交聯,形成三維網狀結構,大大改善了橡膠的性能,成為具有寶貴使用價值的硫化膠。
1、硫黃
硫黃粉:
由硫鐵礦煅燒、熔融冷卻結晶而制成的硫黃塊,再經粉碎、篩選而得。淡黃色粉末。易燃,熔點114~118℃,相對密度1.96~2.07,純度≥99%,砷≤0.003%,鐵≤0.01%,pH值≥4.4,加熱失重≤0.3%,灰分≤0.3%,100目篩全通過。
硫黃粉為橡膠最主要的硫化劑。酸會遲延硫化,故硫黃不應含酸。在膠料中的硫黃的溶解度隨膠種而異。室溫下較易溶于天然橡膠、丁苯橡膠。對大多數膠料而言,有非常大的正溶解度系數,即隨著溫度升高,硫黃的溶解度增大。某些促進劑如促進劑M會增加噴硫現象。為了防止未硫化橡膠的噴硫,硫黃宜在低溫下混入。在加硫黃之前加入軟化劑,摻入再生膠、槽法炭黑或以硒代替部分硫黃,均能減少噴硫現象。采用不溶性硫黃也是消除噴硫的主要方法。
不溶性硫黃:
將硫黃粉加熱至沸騰,傾于冷水中急冷,則形成透明的無定形彈性硫黃,即為不溶性硫黃。亦可將過熱硫黃蒸汽用惰性氣體稀釋,噴在冷水霧中冷卻至90℃以下制得;或將硫黃塊溶于氨中立即噴霧干燥獲得。本品大部分(約65~95%)不溶解于二硫化碳。性質不穩定,易轉變成可溶性硫,溫度增高轉化速度加快。為了防止轉化,可加入少量氯、溴、碘、一氯化硫或萜烴。使用不溶性硫黃能避免膠料噴硫,也不易產生早期硫化,并能保持較好的粘性。
膠體硫黃:
將普通硫黃在膠體磨中研磨,或將膠體硫黃溶液沉淀則制得膠體硫黃。主要用于膠乳制品,便于均勻分散,不會沉降。
沉淀硫黃:
將堿金屬或堿土金屬的多硫化物用稀酸分解,或將硫代硫酸鈉用強酸分解,或將硫化氫與二氧化硫反應均能生成沉淀硫黃。
升華硫黃:
硫黃塊用曲頸蒸餾器干蒸,升華的硫黃在冷卻器壁上凝結成黃色結晶粒即為升華硫黃;或將礦石在密閉釜中加熱,使硫黃升華制得。純度較高,通常含有70%的斜方硫,余為無定形不溶性硫黃。
2、含硫化合物
二硫化二嗎啡啉(DTDM):
灰棕色或白色結晶粉末。相對密度1.32~1.38。熔點不低于120℃。干燥時有著火的危險。粉塵—空氣混合物有爆炸危險;中等毒性。用作天然橡膠、合成橡膠的硫化劑、促進劑。作硫化劑時,在硫化溫度方能分解活性硫,其含硫量約27%。操作安全,即使使用高耐磨爐黑也無焦燒之虞。單獨使用硫化速度慢,與常用促進劑噻唑類、秋蘭姆、二硫代氨基甲酸鹽等促進劑并用可提高硫化速度。加入少量硫黃效果更好。硫化膠耐熱、耐老化、變形性能佳。
3、過氧化物
過氧化物交聯應用雖然已久,但只是隨著硅橡膠、乙丙橡膠、聚乙烯—乙酸乙酯橡膠以及聚氨酯橡膠等飽和橡膠的發展,才顯示出重要性。目前也有少量用于不飽和的二烯烴橡膠,從而提高耐熱性能。
4、醌類
5、胺類
6、樹脂類
叔丁基苯酚甲醛樹脂(2402硫化樹脂):
淡黃色到棕色的透明樹脂。可燃,粉塵—空氣混合物有爆炸危險。微毒。儲藏穩定。丁基橡膠、天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠等橡膠的有效硫化劑。主要為丁基橡膠的硫化劑。硫化膠具有優越的耐熱性能,壓縮形變小。本品應在軟化溫度以上混入膠料,混入后操作性能隨之改善。通常需配以鹵化合物以提高其活性。主要用于制造膠囊。
溴甲基烷基苯酚甲醛樹脂(SP—1056):
相對密度1.0~1.1,軟化點49~57.3℃。丁基橡膠用硫化劑,不需活性劑。在通常操作溫度下易分散,易操作。硫化速度快,在166~177℃時10~60分鐘即能充分硫化。焦燒性能良好。可配用一般炭黑,但不能用含強堿的礦物填料。使用本品硫化的丁基橡膠熱老化性能優于其它樹脂。廣泛用于制造耐熱制品,諸如硫化膠囊、輸送帶、墊圈等。熱老化后的硫化膠具有出色的拉伸強度、伸長率及優良的耐臭氧性能。耐屈撓、永久變形及耐力學老化作用亦佳。
7、金屬氧化物
二、促進劑
在橡膠膠料中配入少量促進劑,能大大促進橡膠與硫化劑之間的反應,提高硫化速度,降低硫化溫度,縮短硫化時間,減少硫化劑用量;同時硫化膠的物理機械性能和化學性質也得到相應的改善。
具體來說,使用促進劑的好處有:①由于硫化時間縮短,硫化溫度下降,可增加生產效率,降低成本;②因硫黃用量減少,硫化溫度降低以及有些促進劑具有防老劑的性能,因而能夠增加橡膠制品的使用壽命;③能改善制品特別是厚制品的物理機械性能;④改善制品的外觀質量。
促進劑的選擇和使用應注意以下幾點:
⑴橡膠類型 不同橡膠采用不同的硫化體系。
⑵焦燒性能 促進劑對膠料的焦燒時間起決定性影響。選擇促進劑應使膠料有相當的焦燒時間,這對膠料在混煉、壓延、壓出或注壓過程中的操作安全性、硫化初期膠料的流動性及對織物的附著力皆有重大作用。但過長的焦燒時間會導致總硫化時間的增加,這不但不利于提高勞動生產率,而且對無模硫化制品在硫化過程中的變形也會產生不良影響。
⑶硫化平坦性 促進劑應使膠料在最宜硫化期間有寬廣的硫化平坦曲線。橡膠是熱的不良導體,硫化膠料的表面和內部的受熱情況并不一致,寬廣的硫化平坦性是避免過硫并使制品各部分硫化均勻的保證。
⑷對混煉膠和硫化膠性能的影響
⑸分散性
⑹污染性及著色性
⑺水溶性
⑻毒性
⑼促進劑的并用
(一)二硫代氨基甲酸鹽類促進劑
二硫代氨基甲酸鹽類促進劑是二硫代氨基甲酸的衍生物,有胺鹽和鈉、鉀、鋅、銅、鉍、鉛、鐵、硒、碲等金屬鹽,通常由二硫化碳、仲胺和有機堿或無機堿反應而得。這是一類活性特別高的超促進劑,一般用于快速硫化和低溫硫化制品。主要用于膠乳制品。
(二)黃原酸鹽類促進劑
黃原酸鹽是由醇、二硫化碳在堿的存在下作用而得到的產品。這也是一類活性特別高的超促進劑,促進作用甚至比二硫代氨基甲酸的銨鹽還要快,硫化平坦性窄,只在特殊情況下才用于干膠膠料,一般用于膠乳膠料和低溫硫化膠漿。
(三)秋蘭姆類促進劑
這是一類相當重要的促進劑,它包括一硫化秋蘭姆、二硫化秋蘭姆和多硫化秋蘭姆。二硫化秋蘭姆和多硫化秋蘭姆因在標準硫化溫度下釋出活性硫,亦可作為硫化劑,使膠料不加硫黃即可進行硫化,此即所謂“無游離硫硫化”,通常稱為“無硫硫化”。
作為促進劑,這類物質的活性介于二硫代氨基甲酸鹽和噻唑類促進劑之間,但仍屬超促進劑。一般用作第二促進劑,它對二硫代氨基甲酸鹽的硫化起步稍有遲延作用,但能用來提高噻唑類和次磺酰胺類促進劑的硫化速度。與次磺酰胺類促進劑并用時,開始能遲延膠料的硫化起步,然后硫化進行得特別快,硫化膠的交聯度也比較高,這種并用體系在低硫硫化中特別重要。
二硫化四甲基秋蘭姆(促進劑TMTD、TT):
白色或灰白色粉末,無味,無毒,但有刺激作用,相對密度1.29。
天然橡膠、合成橡膠及膠乳用超促進劑。加熱至100℃以上即緩慢分解析出游離硫,故也可作硫化劑,有效硫黃含量約13.3%。作第一促進劑使用時,需加氧化鋅活化,硬酯酸可以用,但并非特別必須。混煉時應注意早期硫化。是噻唑類促進劑的優良第二促進劑,亦可與其它促進劑并用作連續硫化膠料的促進劑。用硫黃硫化丁基橡膠時,60%的促進劑TMTD和40%的促進劑M及氧化鋅是較好的促進配合體系。配合較大量的促進劑,不僅能克服丁基橡膠硫化困難的缺點,而且抗焦燒性能較用量低時有所改善。作硫化劑時,用量2~4份無焦燒危險,硫化膠老化性能及耐熱性能均佳。
(四)噻唑類促進劑
該類促進劑有2—硫醇基苯并噻唑(促進劑M)、二硫化二苯并噻唑(促進劑DM)、2—硫醇基苯并噻唑的銨鹽和金屬鹽。由于硫化特性較好、硫化膠性能優良,在橡膠工業中至今仍是應用面較廣、消耗量較高的一類促進劑。
噻唑類促進劑是一類半超促進劑,一般活性比較低,抗焦燒性能比較好,但硫化速度比較慢,在膠料中促進劑和硫黃的用量需要適當增加,硫化溫度也要適當提高。
2—硫醇基苯并噻唑(促進劑M、MBT)
淡黃色粉末,有特殊的氣味和苦味,無毒,相對密度1.42,可燃,遇明火會燃燒,儲藏穩定。是一種通用型促進劑,廣泛用于各種橡膠,對天然橡膠和一般硫黃硫化合成橡膠具有快速促進作用,硫化平坦性很寬。硫化臨界溫度低(125℃),混煉操作時有早期硫化之虞,但在氯丁橡膠和無硫硫化體系中又可作為硫化遲緩劑和抗焦燒劑。本品需氧化鋅和脂肪酸活化,秋蘭姆類、二硫代氨基甲酸鹽類、醛胺類、胍類等促進劑及一氧化鉛、氧化鎂、碳酸鎂等都能增加其活性。本品在橡膠中易分散、不污染,但與其硫化膠接觸的物品易著苦味。
二硫化二苯并噻唑(促進劑DM、MBTS)
淡黃色或淡玫瑰色粉末,有苦味,相對密度約1.50,不吸潮,可燃,毒性相對較小。是天然橡膠、合成橡膠、再生膠通用型促進劑,性質和用途與促進劑M基本相似,但硫化臨界溫度較高(130℃),溫度在140℃以上活性增加,有顯著的后效性,無早期硫化之虞,操作安全。本品需配以氧化鋅和硬脂酸,一氧化鉛的活化作用比氧化鋅更強,但操作安全性有所下降。
(五)次磺酰胺類促進劑
次磺酰胺類促進劑是2—硫醇基苯并噻唑的衍生物,就其化學結構來說,它也應屬噻唑類促進劑,但因其有獨特的后效性,以單獨一組得到迅速的發展。加入不同次磺酰胺促進劑的膠料焦燒時間的長短、硫化速度的高低取決于促進劑分子中胺的性質(如堿性強弱和空間效應)以及由其決定的次磺酰胺中的氮—硫鍵的強弱有關,一般來說,胺的堿性越強,硫化速度越快,隨著胺基空間阻礙效應的增加,焦燒時間延長,但硫化速度有所下降。用次磺酰胺類促進劑制造的硫化膠除交聯度比較高、物理機械性能優良外,還有比較寬的硫化平坦性和相當好的耐老化性能,膠料不易過硫。隨促進劑用量的增加,對膠料的焦燒性能沒有多大影響,但能提高交聯度,總硫化時間也有所縮短。如果增加硫黃用量,雖然也能縮短總硫化時間,提高交聯度,但抗焦燒性能有所降低。次磺酰胺促進劑雖然在其熔點以上混入膠料較好,但不宜使溫度過高或采用熱煉工藝,否則促進劑可能產生分解從而喪失操作安全性。
1、N-環己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(促進劑CZ、CBS)
淡黃色粉末,稍有氣味,無毒,相對密度1.31~1.34,熔點不低于94℃,儲藏穩定,但極易產生重新結團現象,結團后一般不影響使用,可燃。是常用后效性促進劑之一,兼有抗焦燒性能優良和硫化時間短兩大優點,即在操作溫度下無焦燒危險,而在硫化溫度下(138℃以上)作用很強。膠料需配以氧化鋅和硬脂酸。常用促進劑TMTD、TMTM、PZ、D或其它堿性促進劑作第二促進劑,也能為促進劑M和DM所活化,與這些促進劑并用時特別適用于合成橡膠,能提高硫化膠的定伸應力和拉伸強度。變色輕微,不噴霜,硫化膠耐老化性能優良。
2、N-叔丁基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(促進劑NS)
淡黃色或棕色粉末,有特殊氣味,相對密度1.29。屬后效性促進劑,在操作溫度下非常安全,可用于天然橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠和天然橡膠之再生膠。使用方法和性質與促進劑CZ基本相似,但在天然橡膠中的后效性稍大。變色及污染輕微。
3、N,N-二環己基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(促進劑DZ、DCBS)
黃棕色粉末,相對密度1.2,熔點不低于90℃,儲藏穩定。天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、異戊橡膠等用后效性促進劑,在橡膠中分散性能良好,操作安全性能更高,硫化平坦性與促進劑CZ相近。硫化膠機械性能尤其是動態性能比較好,彈性和定伸應力高。在次磺酰胺類促進劑中,含本品的膠料與鍍黃銅鋼絲簾線粘合的效果最好。
4、N-氧聯二亞乙基-2-苯并噻唑基次磺酰胺(促進劑NOBS、MBS)
淡黃色粉末,相對密度1.34~1.40,熔點80~86℃,毒性較促進劑M及促進劑CZ大。后效性快速硫化促進劑,用法與促進劑CZ基本相似,但焦燒時間更長,操作更安全,達硫化溫度時(138℃以上)作用強。硫化膠物理性能及老化性能優良。本品易分散,不噴霜,變色輕微。
(六)醛胺類促進劑
醛胺類促進劑是由脂肪族醛與氨或胺(脂肪族胺或芳香族胺)縮合而得到的產品,這一類促進劑在其硫化特性與工藝性能方面有很大差別。
六亞甲基四胺(又名烏洛托品或甲醛胺)(促進劑H、HEXA)
白色至淡黃色結晶粉末,味甜,對皮膚有刺激作用,相對密度1.3,稍有潮解性,易燃,基本無毒。弱促進劑,促進作用緩慢,硫化臨界溫度140℃。硫化溫度較低時不太活潑,焦燒危險性小。氯化鋅可增加其活性,陶土及炭黑對其有抑制作用。不變色,不污染,不易分散。本品與間苯二酚、二氧化硅一起并用構成HRH(間甲白)體系促進橡膠與纖維的粘合。
(七)胍類促進劑
胍類促進劑的活性比較低,促進作用比較慢,膠料有很好的操作安全性和儲藏穩定性,另外,由于該類促進劑在膠料中作用持續時間較長,可使膠料長時間進行硫化,這對制品的均勻硫化有較大的意義。一般用作第二促進劑。
二苯胍(促進劑D、DPG):
白色結晶粉末,有毒,與皮膚接觸時有刺激性,相對密度1.13~1.19,熔點不低于144℃。天然橡膠與合成橡膠中速促進劑,硫化臨界溫度141℃,硫化平坦性較差。使用本品時,需配以氧化鋅,硬脂酸超過1份時,能延緩硫化,拉伸強度亦低。根據本品用量的多少,硫化膠的定伸應力可高可低,所得制品耐老化性能好。變色中等。
三、活性劑(促進助劑)
配以橡膠后能增加促進劑活性,因而能減少促進劑用量或縮短硫化時間的物質稱為活性劑或促進助劑。加入少量活性劑亦可大大提高硫化膠的交聯度。分為無機活性劑和有機活性劑兩類。
(一)無機活性劑
1、間接法氧化鋅(ZnO):
白色粉末,無味,無毒,相對密度5.6,粒徑0.1~0.27μm,一般規格:氧化鋅≥99.0%;金屬鋅≤0.008%;氧化鉛≤0.15%;錳≤0.0003%;氧化銅≤0.0005%;灼燒減量≤0.4%;100目篩全過。本品為金屬鋅在高溫下熔融蒸發出的鋅蒸汽經過氧化而得到的產品,主要用作天然橡膠、合成橡膠及膠乳活性劑,其次用作補強劑和著色劑,亦可用作氯丁橡膠硫化劑及增加導熱性能的配合劑。可以直接加入橡膠,亦可以水分散體的形式加入膠乳。本品為最重要的無機活性劑,既能加快硫化速度又能提高交聯度。用量在3~5份(根據其粒子大小而異)時對硫化即有充分的活化作用。用量再增加,因出現填充效應,定伸應力仍能提高。但用量相當高,特別是用細粒子氧化鋅時,膠料有明顯的變硬傾向。鉛、鐵、銅能使制品變色,鎘能阻止氧化鋅對某些促進劑的活化作用,銅、錳能損害制品的耐老化性能,吸附的二氧化硫對硫化亦有妨礙,因此橡膠工業用氧化鋅中,上述雜質的含量應盡量降低,尤其不宜含鉛與鎘。
2、直接法氧化鋅:
本品系鋅精礦經還原、焙燒、氧化而得的產品,功用及配合與間接法氧化鋅相同,但活性稍差,重金屬含量較大。
3、活性氧化鋅:
主要有兩種制備方法:
(1)利用85%左右的低級氧化鋅制備粗制硫酸鋅,制得碳酸鋅,然后經壓濾、漂洗、干燥、研磨并于400℃焙燒所得。
(2)用碳酸氫鈉、硫酸鋅制備碳酸鋅,然后研細經420℃焙燒所得。
活性氧化鋅的共同特點是粒徑小、比表面積大、活性高、分散性優良、能加速硫化,可制得透明度較高的橡膠制品。
(二)有機活性劑
1、硬脂酸[CH3(CH2)16COOH]:
白色或微黃色顆粒或塊狀物質,稍有脂肪味,無毒,相對密度0.9,不溶于水。天然橡膠、合成橡膠(丁基橡膠除外)及膠乳廣泛應用的硫化活性劑,亦可作增塑劑和軟化劑,作活性劑時可以得到酸型活化作用,并能與金屬氧化物形成可溶性鹽,增加金屬氧化物對促進劑的活化能力。在膠料中硬脂酸是氫離子和硬脂酸根離子的來源,在硫化體系中起緩沖作用,尤其當氧化鋅存在時,本品亦為游離基反應氫離子的源泉。在膠料中作物理性軟化劑時,能減少混煉時的粘輥現象,有助于炭黑的分散。本品能影響橡膠的結晶速度,提高純膠膠料的T50值。用量過多時,能噴出于膠料表面,減低粘著性,并能遲延硫化作用。
2、硬脂酸鋅〖CH3(CH2)16COO-Zn-OOC(CH2)16CH3〗:
純白色粉末,有特殊氣味,無毒,但吸入肺部有刺激作用,相對密度1.05~1.10,熔點115~120℃。本品主要用作活性劑,其次是脫模潤滑劑、增塑劑和軟化劑。適于天然橡膠、合成橡膠及膠乳。能直接加入橡膠。作活性劑時可得酸型活化作用,并能改善加工性能。
四、防焦劑(硫化遲緩劑)
防焦劑能防止膠料在操作期間產生早期硫化,同時一般又不妨礙硫化溫度下促進劑正常作用。加入該類物質的目的是提高膠料操作安全性,增加膠料或膠漿的儲藏壽命。該類物質配入后對膠料性能多少有些不良影響,所以使用該類配合劑乃不得已而為之。但在調整硫化體系難以達到理想的操作安全性時,加入防焦劑往往可以很簡便地滿足膠料對焦燒性能的要求。
N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺(防焦劑CTP、PVI):
淺褐色結晶,熔點90℃以上,相對密度1.25~1.35,儲藏時應避免過高或過低的溫度和濕度,可燃,低毒。合成橡膠和天然橡膠的防焦劑,可以和所有的次磺酰胺類或噻唑類促進劑并用,以控制操作的安全性,防止早期硫化,同時又不影響硫化特性和硫化膠的性能,本品可以顯著地改進未硫化膠料的儲藏穩定性,在習慣用的促進劑和本品的組合中再加入有效的活性劑,可以非常妥善地兼顧操作的安全性和提高硫化速率兩方面的要求,從而提高模壓生產率。
第三節 防老劑
某些橡膠含有不飽和基團,由于這些基團的活性,可以使用硫黃進行硫化;另一方面,也正是由于這些不飽和活性基團的存在,使得橡膠容易與氧、臭氧及其它活性物質反應而使橡膠鏈產生斷裂、交聯等。即使在硫化以后,仍含有不飽和基團而受上述因素的影響。溫度越高,這些因素的作用就越強。在橡膠過硫時,這些現象尤為嚴重,這時,橡膠中的游離雙鍵也可以和游離硫進行反應而使硫化膠變硬,即所謂“后硫化”。在合成橡膠內也會由于進一步聚合和分子內交聯(環化)而使材料變硬、變脆。此外,橡膠制品在使用過程中也經常出現表面龜裂、泛白、物理機械性能下降等,這些現象統稱為“老化”。
橡膠老化不是一個簡單的過程,而是橡膠及其制品使用性能衰退過程的總稱。導致老化的因素主要有熱氧化作用、機械應力參與的氧化作用(屈撓龜裂)、機械應力參與的臭氧化作用(臭氧龜裂)、光和紫外線參與的氧化作用(細微龜裂效應)、重金屬參與下的氧化作用(橡膠毒物的加速老化)、熱水、蒸汽和水分的水解作用(水解老化)、單純熱作用(熱分解、后硫化、環化、硫化返原)以及霉菌的腐蝕等。
為了制造經久耐用的橡膠制品,就要在膠料中配入一些能夠抑制上述各種老化現象的物質,這些物質概稱為“防老劑”。
一、醛-胺反應生成物
二、酮-胺反應生成物
2,2,4-三甲基-1,2-二氫化喹啉聚合體(樹脂狀)(防老劑RD):
琥珀色至灰白色樹脂狀粉末,無毒,軟化點不低于74℃。天然橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠及膠乳用抗氧劑,能抑制條件較苛刻的氧化、熱老化及天候老化,但對屈撓龜裂效果較差。對金屬的催化氧化有較強的抑制作用。本品一般對硫化無影響,但能增加氯丁橡膠的硫化活性。本品不噴霜,有污染性但不顯著,在淺色制品中仍可少量使用;由于本品分子量較高,擴散損失少,防護性能的保持性較長,宜用于高溫受熱設備和熱帶地區使用的橡膠制品。
三、二芳基仲胺
(一)苯基萘胺
N-苯基-α-萘胺(防老劑甲、防老劑A):
黃褐色至紫色結晶塊狀物質,純品為無色片狀結晶,因含有少量甲萘胺及苯胺,有毒性,不可與皮膚接觸,相對密度1.16~1.17,熔點不低于52℃。暴露在日光及空氣中漸變紫色,易燃。是通用型防老劑,對熱、氧、屈撓、天候老化、疲勞(如制品長期承受機械應力所出現的早期裂口)有良好的防護作用,在氯丁橡膠中兼有抗臭氧老化的性能,對有害金屬亦有一定的抑制作用。
N-苯基-β-萘胺(防老劑丁、防老劑D):
淺灰色至淺棕色粉末,純品為白色粉末,相對密度1.18,熔點不低于104℃,暴露在日光及空氣中漸變為灰黑色,易燃。是通用型防老劑,對熱、氧、屈撓龜裂及一般老化有良好的防護作用,并稍優于防老劑甲。對有害金屬有抑制作用,但較防老劑甲弱。不適用于淺色制品。
(二)取代二苯胺
(三)對苯二胺衍生物
對苯二胺衍生物是一組最重要而且最有發展前途的防老劑,它們的作用范圍極廣,對氧、熱、臭氧、機械疲勞、有害金屬皆有優良的防護作用。
N,N′-二苯基對苯二胺(防老劑H、DPPD、PPD)
灰褐色粉末,純品為銀白色片狀結晶,相對密度1.18~1.22,溶點不低于140℃,儲藏穩定,但暴露于空氣及日光下易氧化變色,易燃。通用型防老劑,具有優良的抗屈撓龜裂性能,對熱、氧、臭氧、光老化特別是銅害和錳害防護作用甚佳,尤其適于天然橡膠與合成橡膠的并用體系。本品變色及污染嚴重。在橡膠中的溶解度低:在丁苯橡膠中最高為0.7%;在天然橡膠中為0.35%;在順丁橡膠中溶解度更低,若用量超過其溶解度時,膠料表面即出現噴霜泛白現象。本品易分散,對硫化速度影響不大,能提高硫化膠的定伸應力。
N-異丙基-N′-苯基對苯二胺(防老劑4010NA、IPPD):
紫灰色片狀結晶,微有毒性,能引起皮膚過敏性,使用時應避免直接接觸,相對密度1.17,儲藏穩定,在日光下會引起變色,但不影響效能。通用型優良防老劑,對臭氧、屈撓龜裂防護性能特佳,亦為熱、氧、光等及一般老化的優良防護劑,也能抑制銅、錳等有害金屬的催化老化作用,在硫化膠、混煉膠、生膠中均有效,本品對硫化一般影響不大,但能活化促進劑CZ和DM,本品有使未硫化膠稍微變硬的傾向。因熔點較低,易分散,噴霜性較小,所得硫化膠在光照時變色很強,通過遷移對與其接觸的材料污染也相當嚴重。
N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基對苯二胺(防老劑DMBPPD、6PPD、4020)
灰黑色固體,皮膚與眼睛應避免與其接觸,相對密度0.986~1.00,熔點40~45℃,儲藏穩定,但溫度超過35~40℃時會慢慢結團。天然橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠用抗臭氧劑和抗氧劑,對疲勞和臭氧龜裂防護性能優良,其效力介于防老劑4010和4010NA之間,如與臘并用,能增加靜態時的防護效能,本品對熱、氧和銅、錳等有害金屬亦有較好的防護作用。因其熔點較低,易混入橡膠,分散性良好,用量超過2.5份時,對膠料微有軟化作用,對硫化影響不大,用量低于2.5份時,對硫化膠機械性能無甚影響,若高于2.5份,拉伸強度和定伸應力稍有下降,本品變色嚴重,污染中等。
N-環己基-N′-苯基對苯二胺(防老劑4010、CPPD):
灰白色粉末,純品為白色粉末,對皮膚有刺激性,相對密度1.29,溶點不低于110℃,暴露于空氣中和日光下稍變深色,但效力不減。天然橡膠與合成橡膠優良的通用型防老劑之一,尤其適用于天然橡膠和丁苯橡膠,對臭氧、熱、氧、光等老化防護性能優良,本品易分散,對未硫化膠(尤其是合成橡膠)有顯著的硬化效應。用量超過1份時可產生噴霜,制品遇光變色嚴重,也能通過遷移污染與其硫化膠接觸的材料。
(四)烷基芳基仲胺
這類防老劑污染性比較小,但對老化的防護作用較弱,目前很少使用。
(五)芳香二仲胺
此類防老劑效能較弱,品種也少,實際上已不常使用。
(六)取代酚
取代酚是所有防老劑中不污染、不變色性最好的一類,主要作抗氧劑,因其防護作用較弱,通常只用于對老化防護要求不太高的制品。一般來說,2,4,6-三烷基苯酚比取代基少的或3,4,6-三烷基苯酚效力高,一個或兩個鄰位上有龐大的取代基而使羥基空間阻礙過大時也會降低抗氧作用。
(七)硫代雙取代酚
該類防老劑系2mol取代酚與1mol二氯化硫縮合而成,其防老性能較取代酚及多元酚高,但污染性差。
(八)烷撐雙取代酚及多取代酚
該類防老劑系非污染型,由1mol脂肪醛或酮與2mol取代酚縮合而成,有優良的抗氧性能,其防護作用在取代酚和胺類防老劑之間,有些產品的防護作用甚至不低于苯基萘胺類防老劑,其缺點是抗屈撓龜裂性能較差,不污染、不變色性不及取代酚。
(九)多元酚
多元酚類防老劑主要是氫醌類衍生物,不變色、不污染性雖不及取代酚,但防護作用稍有增加。
(十)防護蠟
防護蠟主要分石蠟(工業石蠟和高熔點石蠟)和地蠟(合成地蠟和提純地蠟)。石蠟主要由飽和直鏈烷烴組成,地蠟主要是飽和異構烷烴。
防護蠟系物理防老劑,當其在膠料中的用量超過在橡膠中的溶解度時,硫化后即噴出于制品表面,形成一物理保護膜,能有效地防止制品的臭氧龜裂。蠟對橡膠的防護效果取決于蠟在橡膠中的遷移(擴散型)、保護膜中蠟結晶狀態、與橡膠的粘著牢度及屈撓性。石蠟的遷移速度快,易成膜,但晶粒大,防護性能差。地蠟結晶均勻,蠟膜與橡膠的結合牢度高,屈撓性能較好,成膜后的防護性能優良。在實際使用中以含少量石蠟的地蠟為宜。防護蠟一般對靜態的臭氧龜裂防護有效,但由于化學抗臭氧劑在蠟中的溶解度較在橡膠中高,而且蠟的遷移速度又較化學抗臭氧劑快,膠料加入防護蠟后有助于化學抗臭氧劑的擴散,因此防護蠟與化學抗臭氧劑并用時,制品動態條件下抗臭氧龜裂的性能也有顯著增加。
第四節 補強填充劑
一、炭黑
(一)炭黑的性質
1、炭黑粒子大小和表面積
炭黑的粒子大小通常以平均粒徑或表面積表示。橡膠用炭黑的粒徑一般在11~500nm之間,測定炭黑粒徑及表面積的方法有電子顯微鏡法、低溫氮吸附法、大分子吸附法(CTAB法)以及碘吸附法等。炭黑粒徑越小(表面積越高),這種炭黑的補強性能就越高,所以炭黑的粒徑或表面積是評價炭黑性能的主要指標之一。
2、炭黑的結構性
炭黑的結構性是指炭黑粒子連接成長鏈并熔結在一起而成為三度空間的聚集傾向,這種聚集體是在制造過程中由粒子與粒子間熔合在一起的,這些聚集體(一次結構)也可形成疏松的締合物或稱“二次結構”,它們容易破壞,故稱暫時結構。測定炭黑結構通常是用單位重量炭黑中聚集體之間空隙總體積來評價,即測定填充這一空隙所需要的鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的體積數,此即炭黑的DBP吸收值。現多用壓縮后的DBP值(即所謂的24M4法)。DBP值越高,說明炭黑結構越高,膠料的粘度、定伸應力及硬度就會增加,加工性能改善。
3、炭黑化學組成及其性質
炭黑由90~99%的元素碳組成,其余有氫、氧及由它們組成的各種官能團,還有少量結合硫及其它雜質,其雜質包括硫、灰分、焦油和水。
(1)氫
炭黑中一般含有0.3~0.7%的氫。這是在炭黑生成時由芳香族多環縮合不完全而剩余下來的,其中一部分以烯烴(或烷烴)的形式結合在晶體層面末端的碳原子上(槽黑),或集中于無規則碳上(油爐炭黑);另一部分則與氧結合形成官能團而存在于粒子表面。
(2)氧
炭黑中的氧是在炭黑粒子形成后與空氣接觸而自動氧化結合的,以羥基、羧基、酮基和醛、酮的形式結合于炭黑粒子上,部分氧以二氧化碳形式吸附于表面上。這些活性基團的存在會影響到炭黑的化學性質,使炭黑在橡膠中易于分散,并影響炭黑的pH值及膠料的硫化速度。
(3)揮發分
炭黑中所含有的氫和氧在隔絕空氣的條件下加熱,則放出氫、一氧化碳和二氧化碳等,即為揮發分。
(4)硫
在烴類燃燒、裂解生成炭黑時,原料中的部分硫結合于炭黑中或形成含硫表面基團和吸附硫,炭黑中的結合硫不會引起橡膠的交聯。
(5)灰分
炭黑中的灰分主要來源于原料中所含的灰分,還有設備腐蝕、急冷水中所含的鹽分和固體殘渣。灰分中的銅、錳等化合物對硫化膠的老化可能有影響。
(6)水分
炭黑中的化合水很少,主要是吸附水。其含量對炭黑的應用性能有一定的影響。
(7)篩余物
指通不過100目篩的硬粒雜質,篩余物的70~80%是由碳構成的粒徑為100~200μm的焦粒,常呈片狀、碎石油焦狀和球狀,俗稱硬炭,炭黑中硬炭增加對硫化膠性能有不利影響。
(8)溶劑抽出物
一般用丙酮作為抽出溶劑以鑒定炭黑中可抽出物的含量,稱丙酮抽出物。溶劑抽出物是存在于炭黑表面上的焦油狀物質,它是高分子量的復雜多環烴,它的存在對膠料性能沒有明顯影響,但非污染炭黑和污染炭黑就是據此而劃分的。
4、炭黑粒子表面粗糙度
炭黑粒子形成后因高溫氧化氣體侵蝕的結果,在其粒子表面生成的大小為零點幾納米到幾納米的微孔,這種微孔可以從表面延伸到粒子里面,因此,受氧化侵蝕的炭黑其表面積可以很高,因為炭黑粒子上存在著大量的“非石墨化碳”,才使這種不均勻氧化成為可能。在工業上可用炭黑內表面積(低溫氮吸附法)與外表面積(CTAB法)的比值來表示炭黑的粗糙度(系數)。由于這種微孔很小,以致橡膠分子難于進入。
5、炭黑粒子的微觀結構及其形態
炭黑是由準石墨微晶構成的,而且這種微晶是同心取向,越向外層越規整,故稱“同心取向準石墨結構”。多數炭黑正是由多個生長的同心取向石墨層組成一個最小“單元”,與“單元”一詞相同的名稱還有“一次結構”、“聚集體”、“聚熔體”、“永久結構”,意在說明這些成串粒子的不可分的整體性。這一不可分的整體在平面和空間上均構成一定的形態,這種形態的大小對膠料的加工性能及最終性能有明顯影響,如硫化膠的滯后性能和強度性能(撕裂強度、拉伸強度和耐磨性)隨聚集體尺寸的減少而增加;而定伸應力則隨聚集體不規整性增加而增加;壓出膨脹隨聚集體不規整性的增加而減少。
6、炭黑的光學性質
炭黑的黑度、著色強度、光散射非對稱性和色相等特性,都是炭黑的光學性質。炭黑粒徑、結構、表面性質都對炭黑光學性質由不同程度影響,故在一定程度上,上述性能可用來估價炭黑粒子大小及聚集體尺寸。
(二)炭黑的分類和命名
ASTM的分類和命名系統由四個符號組成,如第一個符號“N”字代表正常硫化速度的爐法炭黑,而“S” 字代表慢硫化速度的槽法炭黑或改性爐法炭黑,隨后第二個符號標明炭黑平均粒徑范圍的分組號。
二、含硅化合物類
(一)白炭黑(二氧化硅)(SiO2·nH2O):
本品有沉淀法白炭黑和氣相法白炭黑,均以SiO2為主要成分,系白色無定形粉狀物,質輕而松散,有吸潮性。因制造條件和牌號不同,質量有很大區別。氣相法白炭黑:SiO2含量99%以上,平均粒徑8~15nm,表面積200~380m2/g,相對密度2.10,pH值3.9~4.0,水分1.0~1.5%,吸油值1.50~2.00 cm3/g;沉淀法白炭黑:SiO2含量87~95%左右,平均粒徑16~100nm,表面積40~170m2/g,相對密度1.93~2.05,pH值5.7~9.5,水分6%左右,吸油值1.60~2.40 cm3/g。
白炭黑在橡膠工業中主要作補強劑,補強效果超過任何一種其它白色補強劑。補強性能主要取決于表面積、結構性和表面化學性質。氣相法白炭黑與沉淀法白炭黑相比,前者的膠料有較高的硬度、定伸應力、拉伸強度、撕裂強度。含有氣相法白炭黑和氣相法白炭黑/炭黑并用膠料的耐磨性比沉淀法白炭黑膠料高很多,但含氣相法白炭黑膠料的永久變形較高。
白炭黑與炭黑相比,表面積更高,粒子更小。表面積大,則活性高,硫化膠拉伸強度、撕裂強度、耐磨性也高,但彈性下降,混煉膠的粘度增大。白炭黑的表面官能團與炭黑的表面官能團完全不同,白炭黑表面上有硅氧烷或硅烷醇基團,其表面具有很強的親水性(炭黑一般具有疏水性),易吸水,吸水多時,膠料門尼粘度下降,并促使“焦燒”時間縮短。白炭黑在膠料中會吸附促進劑,使膠料硫化遲延。當pH值在8以上,硫化速度很快,當pH值在5以下,硫化速度很慢。采用密煉機混煉,可使白炭黑分散均勻。白炭黑用量高時,會使膠料變硬,故需加入軟化劑,常用的軟化劑有硬脂酸、凡士林、古馬隆樹脂等。
白炭黑適用于天然橡膠和合成橡膠,在NR/SBR、NR/BR并用的載重胎面中,加入5~10份沉淀法白炭黑代替部分炭黑能改善膠料的撕裂強度,減少崩花、掉塊。在使用偶聯劑的SBR1712/BR并用的乘用胎胎面膠料中,用沉淀法白炭黑代替N339炭黑后,膠料定伸應力、拉伸強度、撕裂強度等可達到用炭黑的水平,而且可降低生熱,耐磨性也可接近用N339炭黑的水平。在胎體膠料或簾布膠料的粘合配方中,采用白炭黑可提高膠料與骨架材料的附著力,所謂直接粘合體系就是采用間苯二酚/六亞甲基四胺/白炭黑體系。
在使用白炭黑的配方中,可根據需要選用適當的偶聯劑,以使膠料得到更好的性能。膠料中加入適當偶聯劑后,一般可使混煉膠粘度下降,正硫化時間縮短;硫化膠拉伸強度、定伸應力、撕裂強度、耐磨性(包括路面磨耗指數)提高;硫化膠生熱、永久變形及伸長率下降;硫化膠硬度變化不大。
1、白炭黑生產流程:
粗礦石+NaCO3→熔爐加熱(華氏2700度)→加水形成硅酸鈉→加酸中和形成沉淀物→沖洗、過濾、干燥→無定形水合SiO2
2.白炭黑應用特點
(1)沒有硅烷偶聯劑偶聯
— 提高抗撕裂性能
— 提高抗割口增長
— 提高粘性作用
— 抗老化性能
— 中性顏色
— 硬度/挺性
(2)有硅烷偶聯劑偶聯
— 提高彈性
— 提高高頻滯后性
— 改善磨耗性能
— 抗老化性能
— 中性顏色
— 硬度/挺性
(3)重要的膠料方面影響
— 高粘性
— 較低的硫化速度
— 較低的300%模量
3、通用白炭黑對膠料的影響
(1)當白炭黑表面積增大時,膠料性能:
— 粘性↑
— 永久變形↑
— 生熱↑
— 抗撕裂性能↑
— 回彈性↓
— 耐磨耗性↓
— 硫化(Ts2、T50)↑
(2)有無硅烷偶聯劑偶聯時,物性影響:
4、沉淀法白炭黑的表面基團
(1)白炭黑是一種具有表面活性基團的高極性粒子
— 通過表面Si-OH基團形成氫鍵
(2)白炭黑表面由于有多種官能團而具有親合力
— 硅烷基
— 胺基
— 醇基/二元醇類
— 水
— 金屬鹽
— 極性碳氫烴類
— SiO2粒子
— 脂肪族碳氫化合物
5、白炭黑的基礎研究
a、確定定性的白炭黑性能和使用獨立橡膠配方的膠料物性數據庫
b、對可用的白炭黑的測試
c、確保嚴格的布拉本德混煉工藝
— 配合劑使用的連續性
— 電子監控所有的混煉參數
d、檢測重要輪胎膠料物性
硫化、應力/應變、撕裂、割口增長、動態粘彈響應
e、對相關的數量關系進行計算機分析
— 白炭黑和橡膠的工藝性能
— 白炭黑和橡膠的物理性能
6、膠料的數據庫
在標準配方中評價物性
標準的加入次序和混煉時間,發展使用帶有班伯里絞刀的電控布拉本德混煉機
標準的CM64實驗
— 混煉能量
— 分散速度
— 流變儀(焦燒、硫化時間、轉距)
— 強度與伸長率(模量、扯斷伸長率、扯斷強度)
— 23和100℃硬度
— 23和100℃下回彈
— 撕裂強度(破壞能)
— 德墨西亞屈撓試驗
— 流變儀
— G’(補強作用)G’’(滯后作用)
7、沉淀法白炭黑的優點
(1)在胎冠膠中
有偶聯劑
— 低滾動阻力
— 好的濕抓著力
— 好的胎冠撕裂
沒有偶聯劑
— 抗屈撓、疲勞
— 抗冠脫、崩花、撕裂
(2)在白胎側中
— 白色
— 撕裂強度
— 耐磨性
(3)帶束層下填充膠中
— 挺性
— 低滯后
(4)帶束層中
— 挺性
— 低滯后
— 與鋼絲粘合和自粘性
— 抗屈撓疲勞性
(5)胎體中
— 膠線粘合
— 自粘
(6)鋼圈隔離膠中
— 挺性
— 低滯后
(7)內襯層
— 低滯后
— 抗屈撓疲勞性
(8)子口包布及三角膠條
— 挺性
(二)陶土(粘土、白土、皂土、高嶺土、瓷土)
組成:含水硅酸鋁
分子式:Al2O3·SiO2·nH2O
由天然陶土經風選、漂洗、溶解沉淀制得,淺灰色至灰黃色粉末,含SiO2 50~70%,含Al2O3 18~34%,325目篩余物不大于1~2.5%,DPG吸著率4~10%,pH值5.0~8.0,沉降體積不小于3.0~4.0%。
陶土屬于半補強類礦物填充劑,一般可用作天然橡膠、合成橡膠、膠乳、樹脂的補強填充劑,含本品的膠料加工容易,壓出物表面光滑。可提高膠料的粘度,增大挺性和減少收縮率。是炭黑和石墨的良好分散劑。因DPG吸著率較大,對膠料硫化速度有一定影響。陶土多用作工業制品膠料的填充劑,一般性能較好,粒子較細的硬質陶土(一般2μm以下占80%以上稱硬質陶土)有一定的補強作用,如提高膠料的拉伸強度、定伸應力、硬度,并改善耐磨性、耐水性及耐化學藥品的性能。活性陶土是經水玻璃和硬脂酸等作活化劑處理過的陶土,它的補強性能也較好,可提高膠料的拉伸強度、定伸應力、硬度,并降低生熱和壓縮永久變形。
(三)滑石粉
組成:含水硅酸鎂
分子式:3MgO·4 SiO2·H2O
用工業原料滑石經機械研磨而成,白色或淡黃色片狀結晶,屬于單斜晶系,呈六方形或菱形的片狀顆粒,粒徑2~6μm,相對密度2.7~2.8,化學性質不活潑,有滑膩感,在橡膠工業中主要用作隔離劑和表面處理劑。
(四)云母粉
組成:白云母系鋁硅酸鉀鹽 分子式:KAl2(AlSi3O10)(OH)2
黑云母系鋁硅酸鉀鎂鐵鹽 分子式:K(Mg·Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
金云母系鋁硅酸鉀鎂鹽 分子式:KMg3(AlSi3O10)(OH)2
由天然硅酸鹽礦石制得,組成復雜,含有不同的金屬鹽,由不同的色澤。橡膠中常用的云母粉呈白色、淡黃色、淡棕色或粉紅色,相對密度2.76~3.1;黑云母為黑色、深棕色或深綠色,相對密度2.8~3.2;金云母為黃色至深棕色,相對密度2.86。云母具有優良的耐熱性、耐酸性、耐堿性和電絕緣性。在橡膠工業中大量作為隔離劑、脫模劑、表面處理劑使用,也可用作填充劑。
(五)硅灰石粉
組成:硅酸鈣
分子式:CaSiO2·SiO2·nH2O
由天然硅灰石礦粉碎制得的白色粉末,CaO含量48.3%,SiO2含量51.2%,相對密度2.8~2.9,細度有200目和325目,產品粒子為針狀,長徑比3:1~20:1。硅灰石粉系天然硅酸鈣,是天然橡膠、合成橡膠、樹脂的填充劑,在橡膠中的性能與碳酸鈣相似,對非結晶橡膠有一定的補強作用,混煉容易,并可縮短硫化時間。
三、碳酸鹽類
輕質碳酸鈣(沉淀碳酸鈣)
組成:碳酸鈣
由石灰石煅燒后加水、通二氧化碳而制得,無味、無毒的白色輕質粉末,CaCO3含量在96%以上,沉降體積2.5~2.8ml/g,相對密度2.4~2.7。在橡膠工業中只作為白色填充劑使用,補強效果很小,在膠料中分散容易,不影響硫化,硫化膠物理性能略高于填充重質碳酸鈣的硫化膠。
四、硫酸鹽類
硫酸鋇(沉淀硫酸鋇):
用可溶性鋇鹽與硫酸鹽經復分解制得的白色粉末,無味,無毒,相對密度4.499,BaSO4含量98%,pH值6~8。在橡膠工業中用作填充劑及著色劑,耐酸性好,含本品的硫化膠永久變形小,撕裂強度高。
五、金屬氧化物
氧化鐵:
硫酸亞鐵經高溫煅燒而成的無定形粉末,紅色,故又名鐵氧紅或鐵紅,相對密度2.6~5.2。在天然橡膠和合成橡膠中主要作紅色著色劑,也可作填充劑,含本品的膠料耐高溫、耐酸、耐堿,并能增加與金屬的附著力。
第五節 增塑劑
凡能改善高聚物的加工性能,提高其柔性或拉伸性能的物質均稱增塑劑。高聚物中加入增塑劑后能降低其熔體粘度、玻璃化溫度或彈性模量。
增塑劑按其作用機理可分為物理增塑劑和化學增塑劑兩類。物理增塑劑習慣上稱作軟化劑;化學增塑劑習慣上稱作塑解劑。
一、物理增塑劑(軟化劑)
物理增塑劑在橡膠中的增塑機理是增大橡膠分子鏈間的距離,減少分子之間的作用力,并產生潤滑作用,使分子鏈之間容易滑動,從而增加膠料的塑性。
物理增塑劑應具有如下條件:①增塑效果大、用量少、速度快;②與橡膠相容性好;③揮發性小;④不遷移;⑤耐寒性好;⑥耐水、耐油和耐溶劑;⑦耐熱、耐光性能好;⑧電絕緣性能好;⑨耐燃性好;⑩耐菌性強;⑾無色、無味、無嗅、無度;⑿價廉易得。
物理增塑劑按其來源不同,可以分為以下五類:
(1)石油系增塑劑;
(2)煤焦油系增塑劑;
(3)松焦油系增塑劑;
(4)脂肪油系增塑劑;
(5)合成增塑劑。
(一) 石油系增塑劑
石油系增塑劑是石油加工過程中所得的油品,主要包括芳烴油、鏈烷烴油、環烷烴油;其它通用的油品還有機械油、柴油、重油、凡士林、石蠟、瀝青和石油樹脂等。
石油系增塑劑對膠料性能和成品使用性能的影響取決于它們的組成和性質。油品中烴的種類不同對膠料和硫化膠的性能產生不同的影響。烷烴和環烷烴對膠料的增塑作用較芳香烴大,而且含量越高,增塑效果越明顯。芳香烴能增加膠料的粘合性。烷烴和環烷烴能改善硫化膠的生熱、彈性和耐寒性能,而芳香烴能使硫化膠保持較高的強力。
為了改善膠料加工性能而在混煉時加到橡膠中的石油系油品,稱為“操作油”或“加工油”;在合成橡膠生產時,為了降低成本和改善膠料的某些性能,直接加到橡膠中的油品,其用量在15份以上時稱為“填充油”,14份一下時也稱作“操作油”。
1、石油系增塑劑的性質
(1)物理性質
①相對密度、初沸點
相對密度指各組分平均值,它與粘度相關聯,并影響膠料的相對密度。初沸點表示油的揮發性,沸點低容易在膠料中形成氣泡。
②粘度
粘度既影響膠料的塑性,也影響硫化膠的物理機械性能。低粘度能使硫化膠具有較低的硬度和較高的彈性,高粘度會使硫化膠的拉伸強度、伸長率和生熱增大,定伸應力、耐寒性和彈性降低,但耐熱性能較好。石油系增塑劑的粘度主要取決于環烷烴和芳香烴的含量,含量越高,粘度越高。
③凝固溫度
凝固溫度取決于增塑劑的分子量及烴的種類、含量和結構。低凝固點的增塑劑能使膠料具有良好的工藝性能,并便于在不同季節中使用。
④閃點
閃點表示石油系增塑劑中存在低沸點餾分的情況。
⑤苯胺點
苯胺點是測定石油系增塑劑中烴類含量的指標。苯胺點越高,含烷烴越多;苯胺點越低,含芳香烴越多;苯胺點高,分子量也高。
(2)化學性質
①瀝青質
是石油系增塑劑中不溶于正戊烷的含少量S、O、N的碳氫化合物。瀝青質含量高會使膠料變硬,在膠料中不易分散并有污染性。
②氮堿
是除去瀝青質后用85%冷硫酸處理的不溶于正戊烷的含有吡啶、硫醇、羧酸、醌等極性化合物的部分。這類物質對膠料有軟化和增粘效果,并對硫化有弱促進作用,硫化曲線平坦,但有污染性。
③第一親酸物
是石油系增塑劑中與97%冷硫酸作用不溶于正戊烷的部分。它是增塑劑在硫化時消耗硫黃的重要部分。
④第二親酸物
是第一親酸物的液體殘留物,其不飽和度比第一親酸物小,與所有橡膠的相容性好,沒有污染性,對硫化無影響。
⑤飽和烴(烷烴、環烷烴)
石油系增塑劑中不與發煙硫酸作用的飽和烴部分,其中主要是環狀飽和烴。該組成除丁基橡膠外,與其它橡膠相容性都低,但在天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠中有利于膠料的混煉和壓出,對粘著性起有效的抑制作用。烷烴由直鏈烷烴、帶側鏈烷烴及環烷烴等組成,其中環烷烴與橡膠的相容性較鏈烷烴好,不易噴出。
高芳烴油:
相對密度0.95~1.034,芳烴碳原子數含量一般為60~85%,最低40%。芳烴油與鏈烷烴油、環烷烴油相比加工性能最好,在橡膠中的配合量也可較前兩種高些。作填充油用量可達30份以上,但具有一定程度的污染。
環烷烴油:
相對密度0.86~0.96,芳烴碳原子數含量16~49%。本品作為橡膠軟化劑性能介于鏈烷烴油及芳烴油之間,污染性比芳烴油小。
鏈烷烴油(石蠟油):
相對密度0.85~0.95,芳烴碳原子數含量10~40%。本品與橡膠的相容性差,加工性能差,但對橡膠物理機械性能的影響比較好,用作一般的軟化劑,用量小于15份,用于飽和性橡膠的效果更好,污染小或不污染。
機械油:
棕褐色油狀體,無污染性。相對密度0.91~0.93。本品為潤滑性增塑劑,工藝性能較好,但用量過多或質量變動時會噴出表面,影響粘合力。
石油瀝青:
黑色固體或半固體物質,有污染性,高軟化點(120~150℃)瀝青稱為礦質橡膠,相對密度1.0~1.15。本品為溶劑型增塑劑,能提高膠料的粘性和挺性,可改善膠料的壓出性能及硫化膠的抗水膨脹性,在含炭黑膠料中,用量一般為5~10份,對橡膠制品兼有一定的補強作用,用于不飽和的非極性橡膠,其用量達10份而不會降低硫化膠強度,但會降低彈性和提高硬度。本品與硫黃作用后生成不溶性物質,故有遲延硫化的作用。
(二)煤焦油系增塑劑
煤焦油系增塑劑包括煤焦油、古馬隆樹脂和煤瀝青等,此類增塑劑常含有酚基或活性氮化物,因而與橡膠相容性好,并能提高橡膠的耐老化性能,但對促進劑有抑制作用,對硫化有影響,同時還存在脆性溫度高的缺點。
(三)松油系增塑劑
此類增塑劑包括松焦油、松香、松香油及妥爾油等,松油系增塑劑多含有有機酸基團,能提高膠料的粘著性和有助于配合劑的分散,一般對硫化過程有遲緩作用。
(四)脂肪油系增塑劑
此類增塑劑包括由植物油及動物油制取的脂肪酸、甘油和黑油膏、白油膏等。植物油的分子大部分由長烷烴鏈構成,因而與橡膠的互溶性低,僅能提供潤滑作用,它們的用量一般很小,主要用于天然橡膠中。脂肪酸(如硬脂酸、蓖麻酸等)有利于炭黑等活性填充劑的分散,能提高耐磨性,同時它又是硫化促進助劑。
(五)合成增塑劑
此類增塑劑按化學結構一般可分成八類:①苯二甲酸酯類;②脂肪二元酸酯類;③脂肪酸酯類;④磷酸酯類;⑤聚酯類;⑥環氧類;⑦含氯類;⑧其它。
二、化學增塑劑
通過化學作用增強生膠塑煉效果,縮短塑煉時間的物質,稱為化學增塑劑。與物理增塑劑比較,它具有增塑效果強,用量少,對制品的物理機械性能幾乎沒有影響的特點。
化學增塑劑在塑煉過程中的增塑作用有兩種情況:一種是增塑劑本身受熱、氧作用產生游離基,使橡膠大分子裂解;另一種是封閉塑煉時生膠分子斷鏈的端基,使其喪失活性,不再重新結聚。
一般來說,化學增塑劑的增塑作用隨溫度增高而增大。
化學增塑劑除用于生膠的塑煉外,還可用作再生膠的再生活化劑。
某些硫化促進劑,如促進劑M、DM和二枯基過氧等,對天然橡膠有一定的增塑作用,也可作為增塑劑使用。
五氯硫酚:
具有松節油氣味的灰色粉末,相對密度1.70~1.83,熔點200~210℃。無污染性,應在低溫干燥處貯存。天然橡膠、丁苯橡膠和丁腈橡膠(中等丙烯腈含量)的塑解劑,無毒,使用安全。在100~180℃下能充分發揮其效能,當加入硫黃時,塑解作用即終止。該品也可作合成橡膠的再生活化劑使用。
第六節 骨架材料
一、鋼簾簾線及鋼絲
(一)鋼絲簾線的結構和分類
自1948年法國米其林公司發明鋼絲子午線輪胎以來,經過半個世紀的考驗,鋼絲簾線已成為世界輪胎行業中的主要骨架材料。同時,鋼絲簾線的結構是不斷發展的,較早使用的是兩種老結構,即7×3×0.147(21絲)、3+9+9×3×0.147(39絲)。這兩種結構單絲較細(僅0.147mm),且柔軟性好,但生產效率低,成本高。以后,不再強調柔軟性,在全面權衡性能價格比的基礎上,發展了一系列新的結構,趨向于加粗單絲的直徑(0.15~0.38mm),從而減少簾線中單絲的根數;加粗簾線的直徑,以提高簾線的剛性;兩線的結構趨于簡單,采用密集型結構的鋼絲簾線等,這樣可以把磨蝕疲勞降低到最小程度:為了滿足輪胎的輕量化的要求,鋼絲簾線應提高其本身的強度,因此,高強度鋼絲簾線應運而生。
1、鋼絲簾線結構的表示法
鋼絲簾線結構是按鋼簾線制造的程度表示的,即從最里層股或絲開始向外層推移,表示格式如下:
(N×F)×D+(N×F)×D+(N×F)×D+F×D
最內層 + 中間層 + 最外層 +外纏層
式中:N——股數
F——單絲數
D——單絲直徑
例如:(1×3)×0.22+(9×1)×0.22+(15×1)×0.22+1×0.15,里層為1股(芯股),由3根絲組成,單絲直徑為0.22mm;向外推移第二層為9股,每股為1根單絲,單絲直徑為0.22mm;第三層為15股,每股為1根單絲,單絲直徑為0.22mm;最外層為1根外纏絲,外纏絲直徑為0.15mm。
當N(股數)或F(絲數)等于1時,則N或F以及括號在表達式中可以省略,如上例可簡化為:3×0.22+9×0.22+15×0.22+0.15;當在兩個或兩個以上的程序中D(絲徑)相同時,則D只需在最后一個程度中表示出來,而外纏絲的直徑通常是分開表示的,所以上式還可以簡化為:3+9+15×0.22+0.15
還有一種情況,當芯股(或絲)與其鄰近的股(或絲)是相同的,則表達式中股的組成和括號可以省去,以該相同的股(或絲)的總數表示。例如:4+(6×4)×0.175+0.15可以簡化為7×4×0.175+0.15。
特殊結構鋼絲簾線可在上述表達式后加注相應的英文字母,例如:高伸長率簾線加注HE(英文High Elongation的縮寫),高強度簾線加注HT(High Tensile Strenth),開放型簾線加注OC(Open Cord),密集型簾線加注CC(Compact Cord)等。外纏結構常用W或Wr(英文Wrapping的縮寫)表示,例如:3+9+15×0.22+0.15,也可表示為3+9+15×0.22W或3+9+15×0.22Wr。
2、鋼絲簾線的分類
按照不同的分類方法,鋼絲簾線可以分為許多不同的品種。
按用途可分為子午線輪胎用鋼絲簾線、運輸帶用鋼簾線、選型帶用鋼簾線等;子午線輪胎用鋼絲簾線又可分為乘用胎、輕卡胎和載重胎用鋼絲簾線;按用于輪胎的不同部位,又可分為帶束層用鋼絲簾線和胎體用鋼絲簾線。
按不同的強度等級可分為普通強度鋼簾線、高強度鋼簾線和超高強度鋼簾線。
按不同的鍍層性能可分為普通鍍層鋼簾線、薄鍍層鋼簾線和低銅鍍層鋼簾線。
按捻制結構可分為普通結構鋼簾線和特殊結構鋼簾線。特殊結構鋼簾線又可分為開放型、密集型和高伸長率等。
盡管分類方法很多,但最具實質性的分類方法是根據斷面結構和捻制方法,把鋼絲簾線分為兩大類,即股型鋼簾線和層型鋼簾線。
(1)股型鋼簾線
由若干根單絲捻制成股(或繩)或再由若干根股捻制成繩,前者稱單股型,后者稱多股型。
單股型簾線是一次捻制成型的,可分為:
普通型:單絲有規律排布,互相之間呈線接觸,如1×4,1×5。
開放型:與普通型不同的是單絲之間存在5—8um的縫隙,使橡膠容易滲透進去,改善了鋼絲簾線的粘合性能和耐腐蝕性能,如1×4OC,1×5OC。
密集型:由許多根單絲一次捻制成型,捻距較大,單絲之間互成不太規范的線接觸狀態,如1×12+1。簾線內的單絲雖呈無規律排布,但在輪胎加工過程中各根單絲卻可得到最穩定的良好位置。這種結構不僅成本較低,而且大大改善了耐疲勞性能,如1×12×0.20+0.15,其疲勞壽命可達15000次左右,但絲數和絲徑與它接近的3+9×0.22+0.15,其疲勞壽命約5000次。
多股型簾線先由單絲捻制成股,再由若干股捻制成繩,可分為:
交互捻:股和繩的捻向相反,即絲在股中的捻向與股在繩中的捻向相反,如7×4×0.22,股是左捻,繩是右捻,用S/2表示。
同向捻:股和繩的捻向相同,如3×7×0.20HE,股和繩都是左捻,用S/S表示。同向捻、小捻距的高伸長率簾線,其破斷伸長率可達5—10%,故能承受較大的沖擊,而且具有較高的耐疲勞性能,如3×7×0.20HE,其疲勞壽命可達到15000次左右。高伸長率簾線常用于輪胎帶束層中的最外一層,即保護層。
(2)層型鋼絲簾線
單絲由里向外呈層狀分布,有2層,也有3層。按各層單絲直徑的異向又可分為同徑和異徑。
同徑:除了外纏絲的直徑通常為0.15mm,各層單絲直徑相同,如3+9+15+1等。
異徑:各層單絲直徑不同,如3×0.20+6×0.35。
此外,在簾線表面螺旋形地纏繞一根單絲,就成為外纏結構。外纏絲的直徑一般為0.15mm,捻距有3.5mm和5mm兩種,以3.5mm居多。外纏絲的作用是增強簾線的彎曲剛度,減少了簾線在輪胎成型過程中的回彈力,提高簾線的耐疲勞性能,便于加大簾線的捻距,提高與橡膠的粘合力等。但是也有人認為,在胎體中,外纏絲和外層絲之間的摩擦和磨損,容易引起粘合力的破壞,所以對外纏結構尚有一定爭議。
(二)鋼絲簾線的性能
1、鋼絲簾線的線性尺寸和結構特性
(1)簾線粗度和單絲直徑
簾線粗度指的是簾線外接圓的直徑。它不僅與單絲直徑和絲數有關,也與結構特性有關,如外纏結構,開放型結構等會使粗度加大。
一般來說,簾線粗度相同,其單絲直徑越細則單絲根數便越多,當簾線受彎曲時鋼絲之間的相對滑動便越容易,簾線的柔軟性便越好。但從簾線生產成本考慮,單絲直徑加大較為有利。
(2)捻距和捻向
捻距指的是簾線中的股(絲)或股中的絲繞,其中心轉360°的軸向距離。捻距是簾線生產中的一項重要參數。捻距大,生產率高,但耐疲勞性能下降;捻距小,耐疲勞性能改善,伸長率提高,但強度的捻制損失大,生產效率也降低。以3×4×0.22HE與3+9×0.22相比較,前者的捻距(3.15S/6.3S)比后者的捻距(6.3S/12.5S)小一倍,雖然兩者的單絲直徑和絲數是一樣的,但前者的破斷伸長率可達5—10%,后者僅為2%;從實物測試數據看,前者的破斷拉力為912N(標準≥830N),疲勞次數為7676次;后者破斷拉力為1280N(標準≥1130N),疲勞次數為4150次。高伸長率簾線的強度捻制損失往往20%以上。
捻距越大,簾線在捻制中單絲的扭轉變形程度就越小,其彈性恢復力較大,這種彈性恢復力如果得不到消除,會使簾線的耐疲勞性能下降,使用壽命縮短,所以捻距不能過大。
捻向指的是簾線中股的(絲)或股中的絲的螺旋走向。當將股或簾線垂直放置時,如果圍繞股或簾線中心軸的螺旋線與字母“S”中心部位的傾斜方向一致,稱該股或簾線為“S”捻或左捻;如與字母“Z”的中心部位的傾斜方向一致,稱該股或簾線為“Z”捻或右捻。
(3)線密度
單位長度簾線的質量,以克/米(g/m)表示。這是一個與計算簾線生產率和輪胎重量有關的物理量。
(4)定長
每個工字輪上簾線的標準長度,以米表示。在輪胎制造過程的壓延生產線上,有100多個工字輪同時放線,如果各輪簾線長度差別太大,則每次換輪時勢必留下過多不能再用的簾線而造成浪費,所以要求定長供貨。其定長允許偏差如下表:
也可根據用戶的要求供貨。
2、鋼絲簾線的力學及工藝性能
(1)殘余扭轉和平直度
將規定長度的簾線其一端固定,而另一端任其自由轉動時,所旋轉的次數即為殘余扭轉。一定長度的簾線在特定的距離內不偏離其中心軸的特性。殘余扭轉值小,平直度通常是好的;殘余扭轉值大,平直度通常是不好的。這是因為兩者都取決于在捻制過程中是否有效地消除了內應力。未能有效消除內應力的鋼絲簾線,在輪胎制造過程中所做的簾布平整性不好,在裁剪后簾布翹曲,在成型時對接困難,無法保證輪胎質量。
(2)端部松散(散頭)
簾線端部切斷時絲或股端部的散開程度,以松散部分的長度(mm)表示。端部松散在輪胎制造過程中會引起過線板堵孔、不好穿絲、簾布裁口不平整以及成型時對接困難等弊端。散頭主要也是在捻制時內應力未能有效消除引起的。
(3)焊接頭
國家標準規定焊接頭的破斷拉力應不小于簾線原破斷拉力的40%,焊接頭的直徑應不大于簾線原直徑的120%,每個B40或B60成品工字輪上的焊接頭數不能超過3個,或合同中注明。
(4)破斷拉力和破斷伸長率
鋼絲簾線試樣在被拉伸試驗中,在試樣上施加負荷至斷裂時的最大力,用牛頓(N)表示。破斷力決定于單絲強度和簾線結構。
破斷伸長率是指簾線試樣拉斷后,標距部分增加的長度與初始標距長度的百分比。普通結構鋼絲簾線的破斷伸長率一般為
【篇2】原材料報告
玉米漿
外文名 corn steep liquor 狀????態 黃褐色的液體 總氮 3.33~3.67 7.36~8.33
灰分 8.04~10.43 12.98~13.74 干????物 46.80~49.60 90.37~91.74
玉米漿是制玉米淀粉的副產物。制造玉米淀粉須將玉米粒先用亞硫酸浸泡,浸泡液濃縮即制成黃褐色的液體,叫玉米漿。
玉米漿中含有豐富的可溶性蛋白、生長素和一些前體物質,含大約40%~50%固體物質。味道:微咸。在玉米浸泡過程中若長有乳酸菌和酵母菌,則提高玉米漿的質量;若長有腐敗性細菌則降低玉米漿的質量。玉米漿是微生物生長很普遍應用的有機氮源,它還能促進青霉素等抗生素的生物合成。
灰分總氮
乳糖 11.60~19.30 15.06~17.72?
酸度(ml 0.1mol/L NaOH/10g) 108~144 169.0~198.0
揮發酸(ml 0.1mol/L NaOH/10g) 0.1~1.1 0.50~1.35
鐵 0.009~0.027
磷 1.5~1.9 2.6~2.8
鈣 0.02~0.07
鉀 2.0~2.5
鋅 0.005~0.012
SO2 微量~0.02
沉淀固體 38.4~52.9
PH 4.0~4.7 3.0~3.6
氨基酸含量(%總氮)
Alanine 11.2 11.7
Arginine 3.3 4.0
Aspartic acid 5.5 5.6
Cystine 1.9 2.2
Glutamic acid 17.5 14.0
Glycine 5.1 6.1
Histidine 2.8 3.7
Idoleucine 3.6 3.6
Leucine 11.3 9.5
Lysine 2.5 3.0
Methionine 1.9 2.1
Phenylalanine 4.4 3.7
Proline 8.0 10.0 Serine 4.6 3.6 Threonine 4.0 4.5 Tyrosine 3.4 2.8 Valine 5.8 6.2
玉米漿干粉
制作工藝 以鮮玉米漿為原料經低溫瞬間加熱噴霧干燥而成,其水溶性蛋白質保存完好,保持了玉米漿液的所有特性,加熱方式為蒸汽加熱,產品無雜質、無焦化現象。
玉米漿干粉同玉米漿相比優點
玉米漿干粉內在質量同玉米漿相同,只是水份含量少( 10% 以下)因為產品主粉狀固體,便于運輸、貯存及使用,產品不易變質,使用方便。對所生產產品收率及質量穩定,而玉米漿因為是液體大桶包裝,運輸、貯存及使用均不方便,由于蛋白質、微量元素含量高,在氣溫稍高時極易發酵變質,影響使用效果。
用途 玉米漿干粉用途 廣泛用于抗生素工業(青霉素、紅霉素、慶大霉素、大觀霉素、金霉素等)維生素(Vc、VB2等),氨基酸(味精、賴氨酸、苯丙氨酸等),酶制劑(淀粉酶、糖化酶等)等發酵工業,在生物發酵過程中作水溶性植物蛋白及水溶性維生素等營養元素補充劑。
二 玉米漿干粉質量標準(企業標準Q/IQQN01-2006)
1 感官指標
項目 要求
色澤 褐色至淡黃色
氣味 具有本品特有的氣味,無發酵,霉變及其他異味。
組織形態 粉狀或者直徑1CM左右塊狀
雜質 無外來有害雜質
2
理化標準
項目 指標
水份, % ≤10。0
蛋白質(DS)% ≥42。0
三、玉米漿干粉用途
玉米漿干粉廣泛用與抗生素(青霉素、紅霉素、慶大霉素、大觀霉素、金霉素等),
維生素(Vc、Vb2等)、氨基酸(味精、賴氨酸、苯丙氨等酸),酶制劑(淀粉酶、糖化酶等)等
發酵行業,在生物發酵過程中做水容性植物蛋白及水容性維生素等營養素補充劑。
四、新沂恒惠玉米漿干粉質量穩定原因
1、玉米浸泡前經過除雜質、洗滌,將玉米表面雜質去處。
2、玉米浸泡液在濃縮前經過過濾,將不溶性雜質去處。
3、采用四效蒸發濃縮,較采用單效及雙效濃溶設備濃縮時受熱時間短,有效成分破壞少。
4、干燥前經過過濾,部分焦化雜質去處,采用低溫噴霧干燥,產品無焦化現象,有效成分未破壞。
5、出廠前經破碎處理,便于使用,水溶速度快,能溶解完全。
6、采用三層包裝,外袋為涂膜編織袋,內有兩層塑料袋,在貯存期間不會發生吸潮現象,
7、貯存期不易結塊(夏天氣溫高時易結塊)。
五、 玉米漿干粉同玉米漿相比優點
玉米漿干粉內在質量同玉米漿相同,只是水份含量少(10%以下)因為產品為粉狀固體,
便于運輸、貯藏及使用,產品不易變質,使用方便。對所生產產品收率及質量穩定,而玉米漿因為是液體大桶包裝,運輸、貯存及使用均不方便,由于蛋白質、微量元素含量高,在氣溫稍高時極易發酵變質,影響使用效果。
缺點是采用低溫噴霧干燥技術,生產成本(主要為高能耗)較高,對于采購玉米漿方便
(離玉米淀粉生產廠較近)的發酵廠家很難接受,適合遠離玉米淀粉產地的發酵生產企業。
酵母浸膏
酵母浸膏,現在在國內指膏狀酵母浸出物(因工藝與用途與酵母抽提物YE-yeast extract有一定區別,國內酵母標準起草單位將其簡稱為YEF——Yeast extract fermentation。酵母浸膏富含完全蛋白質,均衡的必需氨基酸以及B族維生素、核苷酸、微量元素等,是最為理想的生物培養基原料和發酵工業中的主要原料,其功效與8倍的酵母相當,可以大大提高菌種的生產速率及發酵產品得率。
1基本信息中文名稱:酵母膏
中文別名:酵母萃取物;酵母提取物;酵母抽提物
英文名稱:yeast
英文別名:Radix scutellariate = Root of Baikal Skullcap; L-linalyl acetate
2百科名片酵母浸膏根據中華藥典之規定采用新鮮酵母乳液自溶、酶解、分離、濃縮等現代生物高新技術精制而成的一種棕黃色可溶性膏狀(酵母浸膏)或淺黃色粉狀(酵母浸粉)純天然制品。
酵母浸膏從原料來源可分為面包酵母浸膏、啤酒酵母(釀造啤酒的副產物)和假絲酵母。其中以純培養的面包酵母為原料生產的酵母浸出物最為清潔安全,符合食品藥品認證標準。
3產品特點1、營養物質豐富,能基本滿足微生物生長代謝需求。
2、營養成分降解較完全,可有效提高微生物生長代謝水平。
3、產品品質穩定,性價比極高,是一般性工業發酵的基本選擇。
4制備過程在國外,很大一部分酵母被制成酵母浸膏而作為.人類食品或用于微生物培養基的制備。所采用的酵母全部是主發酵酵母。其制作過程可分為自溶、分離、去苦和蒸發四步。
(1)自溶:這一步決定產品的得率以及產品的風味和質量。活的酵母細胞內,絕大部分蛋白質是不溶性的,不能透過細胞膜而排出體外。所謂自溶就是控制有限的熱量應用,既能殺死酵母細胞,又不破壞其蛋白酶活力,即在控制一定的溫度和pH條件下,使酵母蛋白被分解為可溶解的肽類和氨基酸。
(2)分離:酵母自溶產生了不溶性酵母菌體和可溶性酵母分解物的混合體,可采用離心機使酵母菌體與酵母分解物分離。
(3)去苦:去苦即是去除酵母中的不良成分,去苫的主要機制是采用吸收、吸附、離子交換、沉淀等措施,使苦味排除。過去的老方法是在酵母自溶之前,采用pH緩沖液,洗脫苦味物質(主要是異一口一酸),也能達到一定的去苦效果。
(4)蒸發:蒸發是指排除抽提物中的水分,蒸發的關鍵問題在于不使酵母抽提物的風味改變。酵母抽提物的濃度愈高,對熱的敏感性愈強,很易導致風味改變。因此,酵母抽提物的蒸發應采用多效真空蒸發罐,使蒸發的沸點逐步降低[1]?。
5應用領域發酵工業原料:氨基酸,抗生素,原料藥,VC及肌苷等
微生物培養基:假單胞桿菌、醋酸桿菌、葡萄糖酸桿菌、大腸桿菌、枯草桿菌、乳酸鏈球菌、葡萄球菌、酵母及支原體
生化試劑
6酵母浸膏成分酵母浸膏一般的用量為0.2%~2.0%。
7產品參數工業領域
1、酵母膏是以優質啤酒酵母乳液經(酶解)分離、濃縮得到的純天然制品,富含均衡的各種人體必需氨基酸、B族維生素、核甘酸、多肽及微量元素,是各種微生物所必需的生長元素。
2、酵母膏是棕黃色濃厚粘稠液體產生,具有特殊的臭味,但無腐敗氣味。
3、能溶于水,溶解呈黃色至棕色,反應呈弱酸性。
4、經酶解方法處理的酵母浸膏氨基氮含量較高,更有利于細菌的培養。
感官指標
理化指標
用途
1、泛用于生化試劑、微生物培養基,對假單胞桿菌、醋酸桿菌、葡萄糖酸桿菌、枯草桿菌、乳酸鏈球菌、葡萄球菌、酵母的培養有極高的促生長效應。
2、增稠劑;穩定劑;乳化劑。
主要參數
8主要作用為生物工程教學以及實驗室研究設計,也有利于提高基因重組工程菌的產物代謝或蛋白表達水平,產品品質穩定,使用重復性好,可充分滿足轉基因藥物、透明質酸、疫苗、干擾素等生物工程尖端領域的產業化生產需要。為工業化生物發酵而生產的優質天然復合有機氮源。在新型醫藥、氨基酸、有機酸、酶制劑、生物防腐劑、生物材料、維生素、基因工程、有機酸、胞外多糖等生物工程產業有廣泛的應用。
9注意事項應置于陰涼、干燥通風處密閉保存,開袋后盡快用完,用畢扎緊袋口。本品系高溫噴霧干燥生產,常規高溫制粒無影響。
酵母提取物酵母提取物(又稱酵母味素,英文名稱為Yeast extract),為了便于記憶,根據國際通用用法,將其縮寫為YE.別????名酵母味素
廣泛的用途
1簡介編輯YE( 酵母提取物)是根據中華藥典之規定采用以蛋白質含量豐富的食用酵母為原料,采用自溶、酶解、分離、濃縮等現代生物高新技術,將酵母細胞內的蛋白質、核酸等進行降解后精制而成的一種棕黃色可溶性膏狀或淺黃色粉狀純天然制品。主要成分為多肽、氨基酸、呈味核苷酸、B族維生素及微量元素。是一種優良的天然調味料,在食品行業中具有廣泛的用途。也是最為理想的生物培養基原料和發酵工業中的主要原料,其功效與8倍的酵母相當,可以大大提高菌種的生產速率及發酵產品得率。
2生產工藝編輯◆干食用酵母(Dried food yeast)
干食用酵母的生產工藝比較簡單,直接將洗凈的酵母乳質壁分離后進行滾筒干燥,得到的產品即為干食用酵母。該產品有30%的可溶物質,含有豐富的VB,蛋白質和膳食纖維,微量元素等。可應用于健康食品,粉末調味品等產品。
◆干自溶酵母(Dried autolysed yeast)
干自溶酵母是酵母質壁分離后先經過部分自溶,然后進行滾筒干燥后得到的產品。該產品有50%的可溶物質,含有豐富全面的營養和風味。可用于薄脆餅干,肉制品等提高產品的口感和風味。
◆酵母抽提物(Yeast extract)
酵母抽提物是酵母通過質壁分離后利用自身水解酶系完全自溶后,去除細胞壁和不溶性分子后的產品。生產過程中嚴格控制酵母自身蛋白質的水解程度來滿足不同的應用需要;最后將酵母抽提物濃縮為半膏狀、膏狀產品,油包埋、微膠囊和微顆粒的粉末化產品以適合不同的應用需要。
◆風味化酵母抽提物
利用美拉德反應生產具有各種風味濃郁的香料,如雞肉風味、牛肉風味、蔬菜風味、海鮮風味等等,大大豐富了酵母抽提物的應用范圍
3食品添加劑編輯食品添加劑使用衛生標準(GB2760)的封面和末頁,其中末頁明確指出,酵母提取物作為酵母類制品(16.04)屬于食品類別可以直接食用,且沒有添加限制,在食品工業的添加中具有天然、安全的優勢。
4酵母提取物國標編輯酵母提取物的行業標準已于2003年10月1日正式實施,目前最新版本為《GBT 23530-2009 酵母抽提物》。
5國內外的發展情況編輯全球產能情況
最新數據表明, 近年來,中國的酵母提取物年均需求增長率高于10%,而在美國和歐洲市場的增長速度大約在5%。目前全球酵母提取物的年生產規模在16萬噸左右。目前YE全球產能前十名企業主要被國外生產廠商所占據,國內酵母行業龍頭安琪酵母股份有限公司目前以年產2.6萬噸酵母抽提物的能力排在亞洲第一,世界第三的位置,但從數據看國內其他酵母抽提物生產企業還未進入前十名,由此可見國內廠家還有很長一段路要走。
國外發展
國外的酵母抽提物應用非常廣泛,市場也比較成熟,年產銷量超過10萬噸。歐洲和日本的抽提物產品有一定的差別。歐洲的產品除了普通的純酵母抽提物以外,還有一些特殊的風味型產品,是采用酵母抽提物加上合適的香精制成,往往具有肉類、煙熏味等特有的風味特征。在應用上,歐洲通常將酵母抽提物作為酸水解植物蛋白和MSG的替代品。日本的產品一般顏色較淺、溶解性很好,并且在營養上作了強化(例如高谷胱甘肽含量的酵母抽提物)。日本國內的酵母抽提物主要應用在方便面調料、家用調味料等方面。
國內發展
國內最早生產酵母抽提物的是上海酵母廠,當時的酵母抽提物叫做“酵母浸膏”,色澤棕黑,溶解后溶液深褐,有濃厚的酵母氣味,主要是供微生物檢驗和作抗菌素廠的發酵培養基;由于產品質量的限制,一般不適合在食品工業中使用。
上世紀80年代以后,隨著國內酵母生產企業的建成和發展,陸續出現了多家酵母抽提物的生產企業。國內目前最大的酵母抽提物生產企業為安琪酵母股份有限公司,目前酵母抽提物年產能在2.6萬噸,據調查,目前安琪公司正在新建另一個2萬噸酵母抽提物生產線,建成后安琪將達到4.6萬噸年產能。從數據上看將躍居成為世界第一酵母抽提物供應商。
目前應用酵母抽提物最多的是食品加工業和生物培養基,在方便面料包、雞精粉、醬油、肉制品、食用香精等產品中,酵母抽提物已經得到了較好的應用推廣,在醬類、膨化食品、餅干糕點、營養保健食品等產品中的應用也在進一步拓展中。
隨著國內酵母抽提物市場的不斷擴大,有關部門對酵母抽提物產品的生產、品質等方面也在進行著規范和引導。酵母抽提物的行業標準已于2003年10月1日正式實施。相信隨著標準的頒布和實施,酵母抽提物行業將得到更規范和持續的發展,酵母抽提物的市場也會進一步擴大。
6應用領域編輯食品領域
由于酵母抽提物營養豐富、加工性能良好,在一些食品加工中往往能起到有效增強產品鮮美味、醇厚感,同時緩和產品咸味、酸味,掩蓋異味等作用,酵母抽提物在很多食品加工業中都得到了較好的應用。
1、方便面
調料0.5—4.0
面身0.5—1.5
調料包中添加可增強產品的鮮味、醇厚感,提高產品適口性和營養。
面身中添加可以改善和提高面餅的口感,增加營養。
2、雞精
0.5—4.0
有效提高雞精中的氨基氮、總氮及呈味核苷酸含量,更容易達到標準要求。有效增鮮,使雞精的香味純正,口感醇厚、鮮美,提升產品檔次。
3、食用香精
2-15%
作為香精基料,提供口感及香氣的載體,使香精效果更充分體現
4、肉制品
0.2—1.0
增強色澤;烘托肉風味,掩蔽不良氣味;增強產品鮮美感,改善產品肉質原味及醇厚味,提高象真度;改善切片性能;使組織更致密,切面更光滑
5、醬鹵制品
0.6—4.0
增強色澤;強化風味,增強產品鮮味、肉質感及厚味,增進食欲。
提高了鹵水老湯的利用率。
6、餐飲火鍋
0.2—5.0
增強鮮美感及醇厚感、掩蓋肉腥味
7、焙烤食品
1.0以內
提供風味,改善口感及結構
8、膨化食品
0.5—5.0
協調各種香辛料的香氣;平衡各種滋味料的口感;增強醇厚感,豐富味道。
9、醬油
0.4—1.5
掩蔽加工中產生的不良氣味,突出產品醬香。
協調、平衡滋味,緩和產品直沖感,使口感更自然柔和、醇厚。
提高產品氨基酸態氮等質量指標。
生物發酵領域
發酵工業原料:氨基酸,抗生素,原料藥,VC及肌苷等
微生物培養基:假單胞桿菌、醋酸桿菌、葡萄糖酸桿菌、大腸桿菌、枯草桿菌、乳酸鏈球菌、葡萄球菌、酵母及支原體
化妝品領域
酵母經破壁后將其中蛋白質、核酸、維生素等抽提,再經生物酶解的富含小分子的氨基酸、肽、核苷酸、維生素等天然活性成分的淡黃色粉末。其中氨基酸含量30%以上,總蛋白50%以上,核苷酸10%以上,在化妝品中具有保濕、賦活等功效。
氨基酸是皮膚角質層中自然保濕因子(NMF)的主要成分,易被皮膚吸收,使老化的表皮恢復彈性,延緩皮膚衰老。核酸及核苷酸是人體的主要遺傳物質,具有促進新陳代謝、提高蛋白質合成速度等作用,增強免疫機能、增強SOD活性,提高皮膚抗自由基能力。此外,產品中少量的維生素和礦物質等營養元素還可以為皮膚提供充足的營養。
應用于化妝品領域的酵母提取物標準更高,制備工藝最復雜,成本也高。目前國內可應用于本領域的原料供應有雅素生物、安琪紐特。
7最新科研成果編輯近年來,隨著對人們對酵母抽提物認識的加深,酵母抽提物市場越來越大,應用范圍也越來越廣,而食品生產廠家對酵母抽提物的相應要求也越來越高,這促進了安琪酵母抽提物在研制和應用方面的發展。酵母抽提物在研制和應用方面出現了這樣一些進展和趨勢。
1、高純度高蛋白型酵母抽提物:由于拓展國際市場和滿足國內高端市場的需要,酵母抽提物生產廠家已經通過調整改進生產工藝和設備,生產出淺色、溶解性好的高純度酵母抽提物(如安琪FA02型號)。相比較以前的抽提物產品,新的高純度酵母抽提物產品在理化指標、溶解性能、加工性能等方面更加接近國際同類產品,這就為產品進入國際市場提供了保證。另一方面,國內的一些使用進口酵母抽提物的客戶在比較國內外酵母抽提物的性價比后,也開始在產品中嘗試使用國產酵母抽提物。
2、高I+G型酵母抽提物:高I+g含量的強鮮型酵母抽提物隨著調味行業對天然、營養、健康的強烈鮮味劑的大量需求而出現并受到普遍關注。由于中國人對鮮味的偏愛,市場上銷售的各種調味品往往都會突出一個鮮字,因而各種鮮味增強劑如味精、I+G等產品都具有較大的市場。一般的酵母抽提物雖然在整體呈味上比味精強,但往往給人鮮度不夠的感覺;高I+G含量的強鮮型酵母抽提物通過在自溶過程中控制核酸的降解,使產品中呈味核苷酸(I+G)的含量增加,從而提高產品的鮮度,再加上酵母抽提物天然、營養的特性和良好的加工性能,這樣就大大提高了酵母抽提物在與其他鮮味劑競爭中的優勢。目前,國際上酵母抽提物中的I+G含量一般在14%左右,安琪酵母是國內首家也是目前唯一一家通過自主研發獲得了I+G含量達18%(如安琪FIG18型號)的YE產品的企業。早在2009年,省科技廳組織專家就對 “高I+G酵母抽提物”進行了科技成果鑒定。專家組一致認為:安琪“高I+G酵母抽提物”的研究達到了國際先進水平。
3、風味型酵母抽提物:酵母抽提物開始向風味化方向發展。與普通酵母抽提物和香精都不同,風味化酵母抽提物由于在酵母抽提物基礎上糅合了熱反應技術,且其主要原料就是酵母抽提物,因此其可以看作是酵母抽提物和香精的結合體。風味化酵母抽提物既具有酵母抽提物呈味好的優勢,又具有熱反應香精主體風味突出的特點,深受廣大客戶的喜愛。
4、 方便面行業開始嘗試在干脆面的面身中使用酵母抽提物。方便面行業在調料中使用酵母抽提物已經形成了一種共識,而一些廠家在其即食干脆面面身中使用酵母抽提物也獲得了滿意的效果。相信隨著應用技術的逐步提高,面身中使用酵母抽提物也一定會得到越來越多廠家的認可。
8其他領域編輯工業級酵母抽提物
酵母膏是以新鮮啤酒酵母乳液經(酶解)分離、濃縮得到的純天然制品,富含均衡的各種人體必需氨基酸、B族維生素、核甘酸、多肽及微量元素,是各種微生物所必需的生長元素。
酵母膏是棕黃色濃厚粘稠液體產生,具有特殊的臭味,但無腐敗氣味。能溶于水,溶解呈黃色至棕色,反應呈弱酸性。經酶解方法處理的酵母浸膏氨基氮含量較高,更有利于細菌的培養。
醫藥發酵領域
? 標準型 TPJG703
高氮型 TPJG703H
精制型 高氮 TPJG703MH
低氮 TPJG703ML
9注意事項編輯應置于陰涼、干燥通風處密閉保存,開袋后盡快用完,用畢扎緊袋口。本品系高溫噴霧干燥生產,常規高溫制粒無影響。
10法規文件編輯? 國家食品藥品監督管理局關于規范中藥生產經營秩序嚴厲查處違法違規行為的通知
關于征求保健食品化妝品監督管理工作意見和建議的函
關于報名參加保健食品化妝品生產經營企業座談會的通知
湖北省藥品使用質量管理規定
國家食品藥品監督管理局辦公室關于加強餐飲服務環節禁用亞硝酸鹽監管工作的通知
11酵母提取物中B族維生素的主要功效編輯1. 維生素B1的營養作用是糖在體內的代謝進一步代謝。其次,脂肪和碳水化合物的另一中間代謝物a酮戊二酸也需要維生素B1才能進一步代謝。此外,維生素B1可促進胃內容物的排空,幫助消化。所以當食欲不振時,醫生常開給一些維生素B1。
2. 維生素B2的一般作用:1,促進發育和細胞的再生; 2,促使皮膚,指甲,毛發的正常生長; 3,幫助消除口腔內,唇,舌的炎癥; 4,增進視力,減輕眼睛的疲勞; 5,和其他的物質相互作用來幫助碳水化合物,脂肪,蛋白質的代謝.
3. 維生素B6對小兒的作用有以下幾點:1.構成代謝系統的輔酶。2.參于蛋白質與脂肪的代謝。3.參與腦細胞的發育。4.是糖代謝中的輔助因素。它可協助谷氨酸代謝,生成γ-氨基丁酸。后者可抑制神經系統活動,避免神經系統過度興奮。缺乏維生素B6可引起低色素性小細胞性貧血及口角炎、皮炎、食欲不振、嬰幼兒發育遲緩、驚厥等病癥。
4. 維生素B12在胃中吸收時需要一種胃粘膜分泌的“內因子”配合,才能發揮作用。因此,當一些長期腹瀉、萎縮性胃炎等疾病影響“內因子”分泌時,容易引起維生素B12的缺乏,產生惡性貧血。維生素B12是促進生長、保持神經組織的健康及形成正常的紅細胞(紅血球)所不可缺少的物質。當骨髓形成有核紅細胞(紅細胞的前身)時,需要維生素B12提供甲基,以合成脫氧核糖核酸,否則細胞就無法分裂而只能繼續不斷合成蛋白質,使紅細胞體積越來越大,變成巨紅細胞形成惡性貧血。維生素B12的另一生理功能是維持神經系統的正常功能,促進神經髓鞘磷脂的合成。故缺乏時,患兒可以出現表情呆滯、少哭少鬧、對周圍環境反應遲鈍,有的病兒可以有下肢肌張力增強,膝反射亢進等體征。[1]?
如何檢測缺乏維生素B族:
經常感覺的疲倦,眼睛容易布滿血絲,口角容易發炎及貧血癥。
注意事項:
1、維生素B族必須每天補充。因為維生素B族屬水溶性維生素,多余的維生素B族不會貯藏與體內,而會完全排處體外。
2、維生素B族之間有協同作用,也就是說,一次攝取全部B族的維生素,要比分別攝取效果更好。
3、維生素B1、B2、B6按1:1:1的比率攝取,協同作用效果更好。
4、在日常生活中,由于各種各樣的不良飲食習慣,使一些人容易造成B族維生素缺乏,如食用精米及過分燜、煎、炸、煲等烹調手段,這都會導致大量寶貴維生素B族的流失。
酵母粉、酵母浸膏、酵母浸粉用于生物發酵行業的區別?
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酵母粉一般是指滅活的酵母,產品成分主要是失去活性的酵母菌體,營養成分包括仍然包裹在菌體內部的粗蛋白、胞壁多糖以及豐富的維生素、生長素、微量元素等。酵母粉的使用成本比較低,但微生物對酵母粉的營養物質利用率與利用速率較低,發酵完畢后不能利用的殘留物(粗蛋白與菌體細胞壁)較多,難以處理。??
酵母粉分糖蜜酵母粉與啤酒渣酵母粉兩大類,前者專門發酵生產并干燥制成,以糖蜜為主要原料,品質好且質量穩定;后者采用啤酒生產的廢料-廢啤酒酵母泥為原料,一般采取滾筒干燥制成,成本較低,但雜質較多,酵母細胞較老化,微生物不易吸收利用,品質不穩定。??
酵母浸膏以酵母為原料,采用自溶法或加酶水解法工藝,經分離、脫色(或精制濃縮、噴霧干燥)而成的,含氨基酸、肽、多肽及酵母細胞水溶性成分的產品。包含粉狀、與膏狀的產品。?
?
酵母浸粉是粉狀酵母浸膏中應用于生物發酵產業的部分品種產品的習慣名稱。?
酵母浸粉的主要成分是經過降解的蛋白質、氨基酸、核甘酸;維生素、生長素、微量元素等營養物質含量也比較豐富,并最符合微生物生產所需的營養配比。??
酵母浸粉的生物利用度高,微生物的利用速率快,特別有利于對發酵培養基比較挑剔的營養缺陷型、基因重組工程菌的吸收利用,有助于縮短發酵周期,提高微生物發酵效價;同時發酵殘留非常少,有利于發酵廢液的環保處理。??
酵母浸粉同樣可以采取糖蜜發酵的糖蜜酵母和啤酒生產的廢啤酒酵母泥為原料生產。??
糖蜜酵母生產的酵母浸粉一般品質較高,這一方面是糖蜜酵母發酵經過專業的生產控制,原料品質就比較高,另外糖蜜為原料也有利于酵母積累更豐富的天然營養成分。另外一方面是以糖蜜酵母為原料的酵母浸粉生產規模可以做的很大,生產廠家可以充分采用先進的生產工藝設備與技術,從生產技術的角度保證酵母浸粉產品的高品質。??????
國內最大的糖蜜酵母生產企業是安琪酵母、廣東一品鮮、廣東江門生物技術開發中心有。?
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廢啤酒酵母泥生產的酵母浸粉品質一般要大大差于糖蜜酵母浸粉,這主要是因為廢啤酒酵母泥本身是啤酒生產的副產物,不存在什么質量控制;另外一方面是廢啤酒酵母泥不能長途運輸,生產廠家一般只能依賴周邊啤酒廠的有限供應,生產規模難以擴大,因此限制了廠家的投資規模,一般只能土法上馬,難以把生產技術裝備以及所能采取的技術手段提升到理想的狀態,導致產品色澤較深、不溶性雜質較多,維生素、生長素等微量營養物質的含量也比較欠缺。?
酵母,酵母粉,酵母提取物,酵母細胞壁,酵母培養物,酵母膏,之間的區別:??
酵母抽提物:是酵母破壁以后除去酵母細胞壁以后細胞內容物質的東東,主要成分是氨基酸,小肽,核甘酸,b族維生素等,可以當作營養源去理解.酵母細胞壁:酵母細胞經過破壁以后,去除前面說的抽提物保留細胞壁成分,再對細胞壁成分進行特定工藝降解純化生產出來的富含貝塔葡聚糖和甘露寡糖的東東,可以作為免疫促進劑用于人的保健品或者動物飼料添加。又叫免疫多糖.?酵母培養物:特定的酵母發酵以后連同培養基一起干燥的東東,這種酵母必須具備分解大分子有機物的功能,但是現有的酵母培養物只是一種酵母液體發酵再用載體干燥,最后再復配一些有機微量元素和酶混合而成.并不是酵母直接固體發酵而成的.可以通過鏡檢酵母細胞總數來驗證這個觀點.?
酵母粉:酵母粉分幾種,一是酵母液體純培養干燥后的一種性狀(不含載體),活菌當作益生菌來理解或者死細胞做蛋白原料理解.二是酒精廠啤酒廠的發酵后的酵母殘渣(含載體)粉碎而成,按照蛋白原料來理解.三是特種酵母固體發酵后干燥粉碎而成(含載體),如山東,河北等地生產較多的“飼料酵母”,可按照酵母物來理解.?
酵母:具有特定功能的活的酵母菌,添加量相對較小,在飼料中使用可按照益生菌理解。酵母根據特性在微生物分類學上有很一千多個種。根據各自的功能、特性有很廣泛的用途,也是人工生產中唯一年超百萬噸的微生物。在飼料的應用中,作為微生物飼料添加劑在國外已經廣泛使用,國內的生產和推廣廠家目前已有一家,據說已經有了奶牛專用,畜牧專用,水產專用,禽類專用的專業菌種,且主要用于出口.?
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酵母粉和酵母浸粉的概念有一些人容易混淆。酵母浸粉和酵母粉在發酵中所起到的作用差不多,都是為微生物提供有機氮源以及維生素、生長素等營養。酵母粉是酵母沒有經過分解,但酵母浸粉的營養物質得到過分解,微生物吸收利用的速度和效率更高,發酵殘留少;目前的生物發酵研究基本上采取酵母浸粉、酵母浸膏為多,酵母粉主要在傳統的抗生素等發酵行業應用較廣泛。?
???酵母浸粉又稱為粉狀酵母抽提物,它營養豐富,蛋白質含量高,并且含有18種人體必須的氨基酸以及功能性多肽(包括谷胱甘肽),某些類型還含有膳食纖維葡聚糖和甘露聚糖,人體不可缺少的核酸(RNA)及核苷酸、B族維生素,富含多種微量元素,是一種營養價值很高的天然調味劑。?
???市場上與酵母抽提物同為鮮味料且又是競爭對手的主要是:味精;動植物浸出物;植物水解蛋白(HVP)和動物水解蛋白(HAP)。酵母抽提物鮮味比味精醇厚,后味好,相比之下味精雖能立刻感覺到鮮味,但持續時間短,缺乏滿足感,而使用酵母抽提物可大幅度提高和改善鮮味的表現力,延長味感持續時間,使人獲得味覺上的滿足。不過由于味精價格低廉,長期以來都是中國大陸市場的首選鮮味劑,因此短時間內,味精還將占據中國市場的較大份額,酵母抽提物還不能與之相抗衡。然而隨著人們生活水平的提高和“祟尚自然、回歸自然”生活理念的形成,味精將在中國大陸鮮味劑市場上逐步減少所占的市場份額
【篇3】原材料報告
原材料市場調研報告
調研報告是整個調查工作,包括計劃、實施、收集、等一系列過程的總結,是調查研究人員勞動與智慧的結晶,也是客戶需要的最重要的書面結果之一。下面是為大家的原材料市場調研報告,歡迎閱讀。
由于人們長時間半生活活動于室內,因此現代室內設計,或稱室內環境設計,相對地是環境設計系列中和人們關系最為密切的環節。室內設計的總體,包括藝術風格,從宏觀來看,往往能從一個側面反映相應時期社會物質和精神生活的特征。隨著社會發展的歷代的室內設計,總是具有時代的印記,猶如一部無字的史書。這里由于室內設計從設計構思、施工工藝、裝飾材料到內部設施,必須和社會當時的物質生產水平、社會文化和精神生活狀況聯系在一起;在室內空間組織、平面布局和裝飾處理等方面,從總體說來,也還和當時的哲學思想、美學觀點、 * 、民俗民風等密切相關。本論文主要是針對市場上的裝飾材料的種類和市場價格進行調查。
裝飾材料的分類:
一、瓷磚
現在市場上裝飾用的瓷磚,按照使用功能可分為地磚、墻磚腰線磚等。地磚花色品種非常多,可供選擇的余地很大
1、釉面磚
釉面磚是裝修中最常見的磚種,由于色彩圖案豐富,而且防污能力強,因此被廣泛使用于墻面和地面裝修
2、通體磚
通體磚的表面不上釉,而且正面和反面的材質和色澤一致。通體磚是一種耐磨磚,雖然現在還有滲花通體磚等品種,但相對來說,其花色比不上釉面磚。由于目前的室內設計越來越傾向于素色設計,因此通體磚越來越成為一種時尚,被廣泛使用于廳堂、過道和室外走道等裝修項目的地面;一般較少會使用于墻面。多數的防滑磚都屬于通體磚。
3、拋光磚
拋光磚就是通體磚坯體的表面經過打磨而成的一種光亮磚,屬于通體磚的一種。相對通體磚而言,拋光磚的表面要光潔的多。拋光磚堅硬耐磨,適合在除洗手間、廚房以外的多數室內空間中使用。在運用滲花技術的基礎上,拋光磚可以做出各種仿石、仿木效果。
4、玻化磚:
為了解決拋光磚出現的易臟問題,又出現了一種玻化磚。玻化磚其實就是全瓷磚。其表面光潔但又不需要拋光,所以不存在拋光氣孔的問題。
5、馬賽克
馬賽克的體積是各種瓷磚中最小的,一般俗稱塊磚。馬賽克給人一種懷舊的感覺,因為它曾是十幾年前裝飾墻地面的材料。馬賽克組合變化的可能非常多,比如在一個平面上,可以有多種表現方法:抽象的圖案、同色系深淺跳躍或過渡、為瓷磚等其他裝飾材料做紋樣點綴等等。對于房間曲面或轉角處,玻璃馬賽克更能發揮它小身材的特長,能夠把弧面包蓋得平滑完整。缺點是耐磨性較差。
二、地板
木地板:木地板分實木地板、實木復合地板、強化木地板等
1、實木地板是木材經烘干、加工而成,具有花紋自然,腳感舒適,使用安全的特點,是臥室、客廳、書房等地面裝飾的理想材料。實木的裝飾風格返璞歸真,質感自然,在森林覆蓋率下降、大力提倡環保的今天,實木地板則更顯珍貴。
2、實木復合地板分三層實木復合地板、以膠合板為基材的實木復合地板等。
3、強化木地板(浸漬紙層壓木質地板)屬于木材衍生材料,分為耐磨層、裝飾層、基材層與防潮層四層。
地板裝修一般市場價格:
(一)地板(菠羅格、某牌、一等品90cm×9cm×18cm)150元/m2
擱柵(落葉松,3cm×5cm、干燥不帶樹皮)850元/m3
地板漆(某牌、亮光、漆三度)185元/組
水柏油、地板釘(某牌、3英寸)l.5元/m2
人工:鋪地板(含擱柵加防腐)20元/m2,油漆8元/m2(三度)
材料市場調查報告優秀范文
(二)①地板(菠羅格、某牌、一等品90cm×9cm×1.8cm)150元/m2
擱柵及輔科(落葉松、3cm×5cm、某牌釘、帶防腐)10元/m2人工20元/m2
②油漆(某牌三度)32元/m:(含人工)
三、涂料
(一)、涂料的分類:
1、內墻涂料:外墻涂料:2防火涂料:3防水涂料:4地面涂料:5木器涂料:
四、吊頂板
耐火紙面石膏板耐水紙面石膏板防水石膏板吸聲石膏板礦棉板礦棉吸聲…高晶天花板硅鈣天花板金屬天花板條形天花板鋁天花板礦棉天花板阿姆斯壯礦棉天花板吸音天花板鋁扣板吊頂石膏吊頂。
飾面板材
飾面板材也叫貼面板,是裝飾單板貼面膠合板(簡稱裝飾板)的俗稱。他是家庭裝修中一種主要的面層裝飾材料,屬膠合板系列,是以膠合板為基礎,表面貼各種天然及人造板材貼面。它具有各種木材的自然紋理和色澤,廣泛應用于家庭及公共空間的面層裝飾。
基層板材
基層板材是相對于飾面板而言的。他是從裝飾材料的使用功能上進行區分的,在實際運用中,任何板材均可作為基層板材。一般來說,基層板材料具有造價低、強度大、不易變形、附著力強,可滿足造型及以后貼面施工需要等特點。
細木工板的優缺點是什么?如何挑選?
細木工板的優點是:規格統一,易于加工,不易變形,可粘貼其他材料,重量輕,便于施工等,使家庭裝修中墻體、頂部裝修和木工制作的必不可少的木材制品。
細木工板的缺點是:由于上下兩層是夾板,中間為小塊木條壓擠的芯材,有時中間有空隙,熱脹冷縮后易開膠、鼓面、變形。
結束語
這次的暑期社會實踐讓我學到了很多課本上沒有的知識,通過這次社會實踐增強了我的社會工作能力、交流能力,同時讓我對以后的工作充滿了向往和信心。在實踐過程中我深深的體會到了知識都是相通的,學科之間沒有絕對的界限。雖然我是學化學的,但在裝飾這方面有很多東西都與化學是有很大相關的。比如說,雖然我們沒有參加裝飾材料的生產,但是在使用這些材料時我可以很清楚的知道這些材料的性能及其毒性(是否適合用于家居裝飾)等。
內容僅供參考
【篇4】原材料報告
原物料---瓦楞紙箱一:什么是瓦楞紙板、瓦楞紙箱
瓦楞紙板是由面紙、里紙、芯紙和加工成波形瓦楞的瓦楞紙通過粘合而成。由瓦楞紙板制作而成的紙箱叫瓦
楞紙箱二:瓦楞紙板、紙箱的特點、優點和用途
1.瓦楞紙板和瓦楞紙箱的生產始
于19世紀末期,在20世紀初期得以迅速發展。瓦楞紙箱重量輕,價格便宜,可以大規模生產多種尺寸,使用前儲存空間很小,并能印刷各種圖案,因此在制成品包裝運輸上得到廣泛運用。
2.結構特點:由單層或多層波浪形
的瓦楞紙板和平坦紙粘合而成;3.性能特點:瓦楞有良好的抗壓強
度和防震性能,能承受一定的壓力、沖擊和振動;4.六個優點:
4.1抗壓防震;4.2適合印刷;4.3易于成形
4.4重量較輕;4.5利于環保;4.6成本低廉(較其它包材而言)5.紙箱的四大作用:
5.1保護商品;5.2方便儲運;5.3廣告宣傳5.4促進銷售;6.紙箱的生產工藝:
a分紙---壓線----印刷---開槽----打釘/貼盒
7.彩箱的生產工藝:a面紙:切紙---印刷---表面處理(過uv)---裱坑---啤制---打釘/開槽
三:瓦楞紙板的分類:
根據商品包裝的需求,瓦楞紙板可以加工成單面瓦楞紙板、三層瓦楞紙板、五層、七層、十一層等瓦楞紙板
單面瓦楞紙板:一般用作商品包裝的貼襯保護層或制作輕便的卡格、墊板以保護商品在貯存的運輸過程中
的震動或沖撞
三層—五層瓦楞紙板:這兩三種紙板為常用紙板,用于普通商品的包裝。
七層--十一層瓦楞紙板:主要為機電、烤煙、家俱、摩托車、大型家電等制作包裝箱。四:原材料介紹(識別)
1.原紙:即生產/制造紙板(紙箱)的原料紙的簡稱,也叫卷紙或大炮紙。
原紙的幅度一般情況下有:最小為29″,最大為55″,共14個奇數幅寬,原紙生產成紙板則有14個紙度(沿坑紋方向的紙板寬度)
即29″、31″、35″、37″、39″??55″。特殊紙度:有57″、59″、63″、66″、67″、70″、74″、78″、82″、87″、90″、94″、98″等十三種紙度。
2.原紙的分類(克重和代號)
k紙:250g/m2t紙(白):200g/m2a紙:175g/m22紙:125g/m2b紙:125g/m23紙:105-115g/m2c紙:127g/m26紙:200g/m2
g紙:300g/m2f紙:112g/m28紙:310g/m2
w紙:180g/m29紙(白):125g/m2kw(140g/m2)又叫牛底白1紙:112g/m2
m紙:160g/m25紙:150g/m2m27紙:260g/m23.不同紙的優缺點
一般來說,市場上用來制作紙板的紙根據產地來分,有九龍紙、臺牛紙、美牛卡、加拿大牛卡、南非牛卡、俄羅斯牛卡、巴西牛卡等。國產紙與進口紙最大的區別在于紙板的物理性能。進口紙的物理性能優于國產紙。如美牛紙在耐破和抗壓方面比其它紙要好,并且適合印刷,但是成本較高;加拿大牛卡在抗壓和耐破方面都優于九龍紙,但不適合印刷,因其表面較粗糙;而九龍紙表面較光滑適合印刷。臺牛紙的優點在于耐破要比其它紙較好,但抗壓相對較差。五.瓦楞紙的楞形
瓦楞楞形即瓦楞的形狀,一組瓦楞由兩個圓弧及其相連接的切線所組成。楞形可分為v形、u形和uv形三種。其中uv形為現在絕大多數瓦楞紙板的楞形,最為常用,兼有緩沖和粘接牢固性的特點。
1、瓦楞紙板的楞形
楞型一般有a、b、c、e四種較為常用。a楞:a楞特點是單位長度內的瓦楞數目少而瓦楞高度大,a楞紙箱適于包裝易損物品有較大的緩沖力;
如:玻璃杯、陶瓷之類等。b楞:b楞與a楞相反,單位長度內的瓦楞數目多而瓦楞高度小,所以b楞紙箱適合包裝較重和較硬的物品,多用于罐頭飲料等瓶裝物品的包裝;另外,由于b楞紙板堅硬且不易破壞,可用制造形狀復雜的組合箱。c楞:c楞單位長度內的瓦楞數目及楞高,介于a、b型之間,性能則接近于a楞,而紙板厚度小于a楞,所以可以節省保管及運輸費用,歐美各國多采用c楞。
e楞:e楞在單位長度內的瓦楞數目最多,瓦楞高度最小,具有厚度更小更堅硬的特點,用它制造的瓦楞折疊紙盒比普通紙板緩沖性能好,而且開槽切口美觀、表面光滑,可以進行彩色印刷。
瓦楞紙板的楞型結構及尺寸要求
楞型楞高,mm楞數,個/300mm
ACBE
4.5-5.03.5-4.02.5-3.01.1-2.0
34±240±250±296±4
六、紙板制作
加工紙板的設備叫瓦楞機(亦稱坑機或雙面機)瓦楞機實際上是一系列機器,用來制造瓦楞芯紙,使之與箱板紙粘合,加上另一層箱板紙,可根據不同的要求制出雙瓦楞或三瓦楞紙板,然后在瓦楞紙板上壓線并切割紙板,成為瓦楞紙板容器的原材料,(見下圖),使用淀粉粘合劑將瓦楞頂部與箱板紙粘合。瓦楞機七、常見紙板耐破強度和邊壓強度的標準可參照紙板物理指標。
優等品
種類
代號
耐破度
邊壓強度
代號
一等品耐破度
邊壓強度
代號
合格品耐破度
邊壓強度
S-1.1
單瓦楞紙
板
63878511771570785117715701960
4.55.06.07.06.57.08.09.0
S-2.1S-2.2S-2.3S-2.4D-2.1D-2.2D-2.3D-2.4
410686980137368698013731765
4.04.55.06.06.06.57.58.0
S-3.1S-3.2S-3.3S-3.4D-3.1D-3.2D-3.3D-3.4
392588784117758878411771570
3.54.04.55.05.56.06.57.0
S-1.2S-1.3S-1.4D-1.1D-1.2D-1.3D-1.4
雙瓦楞紙
板
八、紙箱尺寸的測量:
a內尺寸:內徑尺測量,最小尺寸:釘條距另一側的距離為長。b外尺寸:最外輪廓尺寸。一般可用卷尺寸測量。
九、紙箱抗壓與含水率的關系
1、根據相關的實驗表明,紙箱抗壓強度與含水率的關系如下:p=a*0.9x
p表示紙箱抗壓強度a表示0水份時抗壓強度x表表示含水率的100倍
通過以上工式計算當含含水率從10%上升到14%時,紙箱抗硬度下降30%以上2、瓦楞紙箱含水率與空氣濕度的關系:(從下表可以看出空氣濕度對我們瓦楞紙箱生產影響非常大。十:檢驗要求




