3.8用含氯化合物硫化
3.8.1用含氯化合物交聯二烯橡膠
以結合形式含活潑氯的化合物能交聯二烯橡膠。假如有關硫化的各種假說是真實的話,當用含氯化合物時,可以形成CC交聯鍵。這已為用活潑氯交聯的硫化膠的老化性能所證實。
用作交聯的化合物如三氯密胺、六氯環戊二烯、八氯環戊烯、三氯甲基磺酰氯、三氯甲苯及共衍生物等。用于交聯的含氯化合物最宜用量約為3份。另外,要加入大約5份氧化鉛和1.5份胺例如三乙醇胺,分別作為氯的接受體和活性劑。
導致生成交聯鍵的基本反應可能如下(見方程式343):

用這個方法交聯的丁苯膠硫化膠,其特征是耐老化性能特別好,相當于過氧物交聯的硫化膠。
硫化膠經過100°C老化12天,硬度僅升高4度。而常規硫化膠,即用硫黃和促進劑制備的硫化膠5則升高17度。對順丁膠的耐老化性能不如對丁苯膠那么好。“氯硫化”制品也有很好的耐壓縮變形性能。
在某些方面,使用含氯化合物不如用過氧化物好。含氯化合物的硫化起步較快,總硫化時間也較長。這對膠料的定伸/時間特性是不利的。雖然在室溫下氯硫化制品減震性能與常規硫化膠大致相同,但隨溫度升高其減震性能增加。
用含氯化合物硫化的丁苯硫化膠,其物理機械性能與常規硫化者大致相同。
恰當選用含氯化合物不會腐蝕煉膠設備。
3.8.8乙烯基吡啶橡膠的交聯
3.8.2.1乙烯基吡啶橡膠的交聯工藝
含乙烯吡啶基的橡膠能夠用含活性氯的化合物交聯。交聯反應與本書共他章節討論的機理完全不同。乙烯基叱啶橡膠有氮原子的有極成季堿反應。因此,含氯化合物是成季堿反應劑。
含氯物質是在煉膠時加入到膠料中作單用交聯劑。可作交聯劑的物質有芐基氯、二氯甲苯、三氯甲苯、雙氯醋酸酯、氯酷酸辛酯等。其中有些能刺激粘膜,需要有效的排氣裝置。還有些能腐蝕輥筒和模型。另外的缺點是容易牢固地粘著模型和需要很長的硫化時間,例如在1590需要硫化5小時。加上其他經濟上的原因,所以含氯物質作為乙烯基吡啶橡膠的交聯劑至今仍未采用。
氮的成季堿作用使硫化膠具有這樣的極性,以致硫化膠有耐汽油、耐油和耐許多溶劑的良好性能。其耐溶脹性能隨含氯添加劑用量的加大而增加。不過在這方面的決定性因素還是成季堿劑的活性。例如用4%的氯醋酸辛酯制造的硫化膠,因其活性低,在異辛烷中溶脹達40%;當用相同量的雙氯醋酸酯或二氯甲苯硫化的硫化膠僅溶脹10%;而用4%三氯甲苯硫化的硫化膠則溶脹不到5%。因此,活性較高的硫化體系可以得到與丁腈膠同樣好的耐溶脹性能。
象對溶脹的影響一樣,成季堿劑的活性也影響硫化度(定伸強度)。上述三氯甲苯成季堿劑對健康危害極大,但硫化膠的抗張強度也最高。
乙烯基叱啶榱膠常與丁二烯共聚,它可以和丁腈膠一樣,用常規硫黃體系硫化,而無需成季堿反應。不過用硫黃硫化的硫化膠耐溶脹性能不太好。
3.8.2.2乙烯基呲啶橡膠交聯的化學機理
上面已經說過,通過聚合作為側基引入的乙烯基吡啶基與含氯物質反應,形成有極鍵。其基本反應據信如下(見方程式344-347)


2-和4-烷基吡啶容易發生醇醛縮合(見方程式346)。
據薩維爾(B.Savⅶile)和穆爾的看法95,二個乙烯吡啶基能以同樣方式相互反應,因而引起橡膠交聯(見方程式347)。
由此可見,雙官能含氯化合物雖然對交聯并非絕不可少,但它們存在時有助于了解怎樣發生交聯。