Kẽm oxit là chất hoạt tính được sử dụng phổ biến trong chế biến cao su. Trong quá trình sản xuất cao su, chất thải và tái chế có thể giải phóng hợp chất kẽm, gây hại cho môi trường, do đó cần giảm lượng oxit kẽm trong công thức cao su. Oxit kẽm hoạt tính có kích thước hạt nhỏ, diện tích bề mặt lớn, hoạt tính lưu hóa cao, so với oxit kẽm thông thường, lượng oxit kẽm hoạt động giảm, do đó làm giảm tác hại của kẽm đối với môi trường, phản ánh lợi ích kinh tế và môi trường.
Kẽm oxit hoạt tính được sản xuất bằng quy trình ướt, kết hợp kết tủa và nung, để tạo ra oxit kẽm hoạt tính và oxit kẽm trong suốt, trái ngược với quy trình nung gián tiếp truyền thống được nhiều nhà sản xuất khác sử dụng. Quy trình ướt có độ đồng nhất cao về chất lượng, quy trình này cũng mang lại diện tích bề mặt riêng lớn (40m2/g) và phân bổ kích thước hạt tối ưu cho nhiều ứng dụng, đồng thời hàm lượng tạp chất kim loại nặng thấp là một trong những đảm bảo về môi trường của sản phẩm này.
Quy trình sản xuất của quy trình ướt như sau: phôi kẽm và phản ứng axit sunfuric để tạo ra kẽm sunfat, sau đó phản ứng với natri cacbonat để tạo ra kẽm cacbonat làm nguyên liệu thô cho oxit kẽm. Với kẽm cacbonat làm nguyên liệu thô, oxit kẽm được sản xuất bằng cách rửa, sấy khô, nung và nghiền.
Kích thước hạt trung bình của oxit kẽm hoạt động là 50nm, diện tích bề mặt riêng lớn, khoảng 40m2 / g, và các tinh thể có dạng tổ ong, lỏng lẻo và xốp nên độ phân tán tốt; tốc độ khuếch tán của nó nhanh hơn oxit kẽm thông thường, phân bố đồng đều, trong phản ứng cải thiện hiện tượng kết tụ cầu nối, về cơ bản có thể phản ứng hoàn toàn; hàm lượng kim loại nặng Pb2+, Cu2+, Cd2+, Mn2+, Fe2+ rất thấp, phù hợp với yêu cầu bảo vệ môi trường.
Sử dụng sản phẩm
Kẽm oxit trong ngành cao su chủ yếu được sử dụng làm chất hoạt tính lưu hóa cao su (chất tăng tốc), chức năng của nó là tăng cường kích hoạt máy gia tốc lưu hóa và cải thiện hiệu quả lưu hóa của cao su. Cơ chế phản ứng của nó là: oxit kẽm và phản ứng hóa học gia tốc để tạo ra muối kẽm gia tốc; xúc tiến muối kẽm và phân tử polysulfide để tạo muối kẽm polysulfide; Phản ứng muối kẽm polysulfide và đại phân tử cao su để hoàn thành liên kết ngang hóa học cuối cùng, nhằm thúc đẩy quá trình lưu hóa cao su, kích hoạt và tăng cường vai trò chống lão hóa, đạt được sự ổn định, an toàn xử lý, giảm tỷ lệ lỗi ở mức độ lớn và cải thiện các sản phẩm cao su, chống rách, chống mài mòn và tăng độ giãn dài cố định của cao su lưu hóa và tăng hiệu quả lưu hóa cao su. Và cải thiện ứng suất căng cao su lưu hóa, độ bền kéo và độ giãn dài, giảm biến dạng vĩnh viễn do nén, v.v.
1. Oxit kẽm hoạt tính trong ứng dụng lót bên trong lốp radial bán thép
Trong cùng một điều kiện, tốc độ đóng rắn của cao su công thức oxit kẽm hoạt tính 2 # so với việc sử dụng cao su công thức oxit kẽm 1 # thông thường tăng khoảng 1 lần; Công thức 3 # liều lượng oxit kẽm hoạt tính chỉ là công thức 1 # liều lượng oxit kẽm thông thường là 80%, nhưng tốc độ đóng rắn của cao su công thức 3 # vẫn nhanh hơn nhiều so với công thức của cao su l. 3 công thức tính chất luyện cốc cao su, độ nhớt Menni không khác biệt nhiều.
Công thức thử nghiệm độ cứng của cao su lưu hóa, ứng suất kéo không đổi, độ bền kéo và độ bền xé so với công thức sản xuất cao su lưu hóa được cải thiện, khả năng chống mỏi và mức hiệu suất uốn tương đương, hiệu suất lão hóa nhiệt và không khí giảm nhẹ.
oxit kẽm hoạt tính thay vì oxit kẽm thông thường được sử dụng trong cao su lớp bên trong lốp radial bán thép, tính chất vật lý của cao su và việc sử dụng cao su đóng rắn bằng oxit kẽm thông thường có thể so sánh với cao su, tốc độ lưu hóa cao su được tăng tốc, có lợi cho việc rút ngắn thời gian lưu hóa. Việc sử dụng oxit kẽm hoạt tính có thể làm giảm lượng oxit kẽm, thích ứng hơn với yêu cầu bảo vệ môi trường.
2. Ứng dụng oxit kẽm hoạt tính trong cao su gai lốp radial
Với sự gia tăng lượng oxit kẽm hoạt động, xu hướng tăng trưởng chung của TC10 và TC90. ML và MH không thay đổi nhiều. Điều này có nghĩa là oxit kẽm hoạt tính có thể được sử dụng với số lượng ít hơn.
Độ bền kéo, độ giãn dài 100%, độ giãn dài 300% và độ bền xé của cao su không thay đổi đáng kể khi tăng lượng oxit kẽm hoạt tính. Khi liều lượng vượt quá 5 phần, độ bền xé của cao su lưu hóa giảm đi , nguyên nhân là do mật độ liên kết ngang tăng quá mức. Sau khi lão hóa ở 100oC × 24 giờ, tỷ lệ duy trì hiệu suất của hợp chất cao su với 3 phần oxit kẽm hoạt tính là tốt nhất và với 2,5 phần liều lượng là kém nhất. Nguyên nhân có thể là do số lượng 2,5 phần, cấu trúc lưới cao su lưu hóa không hoàn hảo, điều này cũng được phản ánh ở độ giãn dài tương tự ở vết rách, biến dạng vĩnh viễn ở vết rách, độ cứng Shore và hiệu suất sinh nhiệt nén.
Việc bổ sung hỗn hợp cao su oxit kẽm hoạt tính, TC10 và TC90 dài hơn đáng kể, mô-men xoắn tối thiểu ML, mô-men xoắn cực đại Mn và chênh lệch giữa hai MH a ML tăng, cho thấy độ an toàn xử lý của nó, tốc độ lưu hóa chậm hơn, mức độ liên kết ngang tăng lên, độ bền kéo, độ giãn dài cố định 100%, độ giãn dài cố định 300% và độ bền xé đã được cải thiện, lão hóa 100oC × 24h, đặc tính mẫu của tỷ lệ lưu giữ đáng kể Sau khi lão hóa ở 100oC × 24h, tốc độ duy trì hiệu suất của mẫu được cải thiện đáng kể. Khi sử dụng lượng oxit kẽm hoạt tính giảm, TC90 - TS1 rút ngắn, sự thay đổi ML và MH không đáng kể và tính chất cơ học của sự thay đổi cao su lưu hóa là không rõ ràng; 2,5 phần liều lượng, khả năng chống lão hóa của cao su lưu hóa giảm, do đó có thể giảm lượng sử dụng xuống còn 3 phần liều lượng.
Ưu điểm của oxit kẽm
Qua dữ liệu thực nghiệm của các sản phẩm trên, có thể biết rằng oxit kẽm hoạt tính có thể được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm cao su khác nhau.
(1) Nó có độ phân tán tốt trong vật liệu cao su và các tính chất cơ lý được cải thiện;
(2) Trong quá trình lưu hóa. Thời gian luyện cốc của vật liệu cao su trở nên dài hơn, độ an toàn của quá trình lưu hóa được cải thiện và hiệu quả của quá trình lưu hóa được cải thiện;
(3) Do diện tích bề mặt riêng lớn và kích thước hạt nhỏ của oxit kẽm hoạt tính , nó có thể được sử dụng với lượng giảm khi bổ sung một số vật liệu cao su.
