Tlenek cynku jest powszechnie stosowanym środkiem aktywnym w przetwórstwie gumy. Podczas produkcji gumy, odpady i proces recyklingu mogą uwalniać związki cynku, powodując szkody dla środowiska, dlatego należy zmniejszyć ilość tlenku cynku w recepturze gumy. aktywny tlenek cynku ma mały rozmiar cząstek, dużą powierzchnię, wysoką aktywność wulkanizacyjną w porównaniu ze zwykłym tlenkiem cynku, ilość aktywnego tlenku cynku jest zmniejszona, zmniejszając w ten sposób szkodliwość cynku dla środowiska, odzwierciedlając korzyści środowiskowe i ekonomiczne.
Aktywny tlenek cynku jest wytwarzany w procesie mokrym, będącym połączeniem wytrącania i prażenia, w celu wytworzenia aktywnego tlenku cynku i przezroczystego tlenku cynku, w przeciwieństwie do tradycyjnego procesu pośredniej kalcynacji stosowanego przez wielu innych producentów. Proces mokry charakteryzuje się wysokim stopniem powtarzalności jakości, efektem jest także duża powierzchnia właściwa (40m2/g) i optymalny rozkład wielkości cząstek dla wielu zastosowań, a niska zawartość zanieczyszczeń metalami ciężkimi jest jedną z gwarancji środowiskowych tego produktu.
Proces produkcyjny metodą mokrą przebiega następująco: reakcja wlewka cynkowego i kwasu siarkowego w celu wytworzenia siarczanu cynku, a następnie jego reakcja z węglanem sodu w celu wytworzenia węglanu cynku jako surowca do tlenku cynku. W przypadku węglanu cynku jako surowca tlenek cynku wytwarza się poprzez przemywanie, suszenie, kalcynowanie i kruszenie.
Średnia wielkość cząstek aktywnego tlenku cynku wynosi 50 nm, powierzchnia właściwa jest duża, około 40 m2/g, a kryształy mają kształt plastra miodu, są luźne i porowate, więc dyspersja jest dobra; jego prędkość dyfuzji jest większa niż w przypadku zwykłego tlenku cynku, rozkład jest równomierny, w reakcji poprawiającej zjawisko aglomeracji mostkowej zasadniczo można całkowicie zareagować; zawartość metali ciężkich Pb2+, Cu2+, Cd2+, Mn2+, Fe2+ jest bardzo niska, zgodnie z wymogami ochrony środowiska.
Zastosowanie produktu
Tlenek cynku w przemyśle gumowym stosowany jest głównie jako aktywny środek wulkanizujący gumę (przyspieszacz), którego funkcją jest zwiększenie aktywacji przyspieszacza wulkanizacji i poprawa efektu wulkanizacji gumy. Mechanizm reakcji jest następujący: reakcja chemiczna tlenku cynku i przyspieszacza, w wyniku której powstaje sól cynku przyspieszacza; przyspieszacz soli cynku i cząsteczek polisiarczku w celu wytworzenia wielosiarczkowej soli cynku; reakcja makrocząsteczek wielosiarczku cynku i gumy w celu zakończenia końcowego sieciowania chemicznego, aby promować wulkanizację gumy, aktywację i wzmocnienie roli przeciwdziałającej starzeniu, aby osiągnąć stabilność, bezpieczeństwo przetwarzania, duży stopień redukcji wadliwości oraz poprawić produkty gumowe, odporność na rozdarcie, odporność na ścieranie i zwiększyć stałe wydłużenie wulkanizowanej gumy oraz zwiększyć efekt wulkanizacji gumy. I poprawić naprężenie rozciągające wulkanizowanej gumy, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie, zmniejszyć trwałe odkształcenie ściskające itp.
1. Aktywny tlenek cynku w zastosowaniu półstalowej wykładziny wewnętrznej opony radialnej
W tych samych warunkach szybkość utwardzania gumy z aktywnym tlenkiem cynku 2 # w porównaniu ze zwykłą gumą z tlenkiem cynku 1 # wzrosła około 1-krotnie; 3 # formuła dawki aktywnego tlenku cynku to tylko 1 # formuła zwykłej dawki tlenku cynku wynosząca 80%, ale szybkość utwardzania gumy w formule 3 # jest wciąż znacznie większa niż formuła gumy l. 3 formuły właściwości koksujących gumę, lepkość Menniego nie różni się zbytnio.
Formuła testowa twardości wulkanizowanej gumy, stałe naprężenie rozciągające, wytrzymałość na rozciąganie i wytrzymałość na rozdarcie w porównaniu z formułą produkcyjną wulkanizowanej gumy uległa poprawie, odporność zmęczeniowa i poziom wytrzymałości na zginanie są porównywalne, wydajność starzenia cieplnego i powietrznego nieznacznie spadła.
aktywny tlenek cynku zamiast zwykłego tlenku cynku stosowany w gumie wewnętrznej warstwy opony radialnej półstalowej, właściwości fizyczne utwardzania gumy i zastosowanie zwykłego tlenku cynku, poziom utwardzania gumy jest porównywalny z poziomem gumy, prędkość wulkanizacji gumy jest przyspieszona, co sprzyja skróceniu czasu wulkanizacji. Zastosowanie aktywnego tlenku cynku pozwala na zmniejszenie ilości tlenku cynku, co pozwala lepiej dostosować się do wymogów ochrony środowiska.
2. Zastosowanie aktywnego tlenku cynku w gumie bieżnika opon radialnych
Wraz ze wzrostem ilości aktywnego tlenku cynku ogólna tendencja wzrostowa TC10 i TC90. ML i MH niewiele się zmieniły. Oznacza to, że aktywny tlenek cynku można stosować w zmniejszonej ilości.
Wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie 100%, wydłużenie 300% i wytrzymałość na rozdarcie gumy nie zmieniały się istotnie wraz ze wzrostem ilości aktywnego tlenku cynku. Gdy dozowanie przekracza 5 części, wytrzymałość wulkanizowanego kauczuku na rozdarcie natychmiast spada , co jest spowodowane nadmiernym wzrostem gęstości usieciowania. Po starzeniu w temperaturze 100 ℃× 24h, najlepszy współczynnik zachowania właściwości użytkowych mieszanki gumowej z 3 częściami aktywnego tlenku cynku jest najlepszy, a najgorszy z 2,5 częściami dawki. Przyczyną może być ilość 2,5 części, struktura siatki z wulkanizowanej gumy nie jest idealna, co przekłada się również na takie samo wydłużenie przy rozdarciu, trwałe odkształcenie przy rozdarciu, twardość Shore'a i wydajność wytwarzania ciepła przy ściskaniu.
Dodatek aktywnej mieszanki gumy z tlenkiem cynku, TC10 i TC90 znacznie wydłużył się, minimalny moment obrotowy ML, maksymalny moment obrotowy Mn i różnica między dwoma MH a ML wzrosły, co wskazuje, że bezpieczeństwo przetwarzania, mniejsza prędkość wulkanizacji, zwiększony stopień usieciowania, wytrzymałość na rozciąganie, 100% stałe wydłużenie, 300% stałe wydłużenie i wytrzymałość na rozdarcie, starzenie 100 ℃ × 24h, próbka właściwości współczynnika retencji znacznie Po starzeniu w temperaturze 100 ℃ × 24h, współczynnik retencji wydajności próbki znacznie się poprawia. Gdy aktywny tlenek cynku stosuje się w zmniejszonej ilości, TC90 - TS1 ulega skróceniu, zmiany ML i MH nie są znaczące, a właściwości mechaniczne wulkanizowanej gumy nie są oczywiste; 2,5 części dawki zmniejsza się odporność wulkanizowanej gumy na starzenie, dlatego ilość można zmniejszyć do 3 części stosowanej dawki.
Zalety tlenku cynku
Z danych eksperymentalnych powyższych produktów można dowiedzieć się, że aktywny tlenek cynku może być szeroko stosowany w różnych wyrobach gumowych.
(1) Ma dobrą dyspersję w materiale gumowym, a właściwości fizyczne i mechaniczne są ulepszone;
(2) W procesie wulkanizacji. Czas koksowania materiału gumowego wydłuża się, poprawia się bezpieczeństwo wulkanizacji i poprawia się wydajność wulkanizacji;
(3) Ze względu na dużą powierzchnię właściwą i mały rozmiar cząstek aktywnego tlenku cynku, można go stosować w zmniejszonej ilości z dodatkiem niektórych materiałów gumowych.
