一、 眾樂牌高分散活性氧化鋅性能說明
1、納米活性氧化鋅由于顆粒微細(xì)，表面電荷多且活躍，顆粒彼此之間的吸力較強(qiáng)，容易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，而且是極性分子，在高分子材料中的分散性和相互融合性也不好，在一定的工藝條件下使用表面活性劑對(duì)納米氧化鋅進(jìn)行表面處理，可以降低顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象，提高納米活性氧化鋅的分散性，流動(dòng)性，提高納米活性氧化鋅與高分子材料如橡膠、有機(jī)聚合材料（EVA、PVC、PE等等）的相融性，從而提高高分子制品的各項(xiàng)物理性能。
2、我公司的高分散活性氧化鋅是在一定的溫度壓力條件下，使用多種表面活性劑溶液浸沒活性氧化鋅進(jìn)行表面處理而得到的高分散活性氧化鋅產(chǎn)品，在橡膠、塑料等高分子制品中使用具有更高的分散性、流動(dòng)性和相融性，可以使橡膠、塑料等高分子制品的各項(xiàng)物理機(jī)械性能得到提高，并且可以改善加工性能，提高硫化速度。
3、高分散活性氧化鋅在橡膠、塑料等高分子制品中使用的方法和加量與間接法（99.7%）、直接法（99.5%）、活性氧化鋅（95%-98%）的一樣，不改變生產(chǎn)廠家原有的操作條件和操作習(xí)慣。但是價(jià)格上具有明顯的優(yōu)勢。
4、由于鋅原子的電子結(jié)構(gòu)，會(huì)形成典型的4，5，6配位的絡(luò)合物。在與二硫代氨基甲酸酯及三唑的促進(jìn)劑的硫化反應(yīng)中，就可以獲得與脂肪酸的絡(luò)合物。而且在鋅原子與簡單烯烴之間也能形成π或π烯丙基型絡(luò)合物。
5、所以認(rèn)為鋅離子通過其電子層的擴(kuò)張和收縮來引起絡(luò)合物的活化，并且這就是其硫化反應(yīng)中的推動(dòng)力。
6、以S,O的陰離子與硫磺形成的雙錐式絡(luò)合物以及用硫磺、兩個(gè)氨基配體與氧陰離子(TBBS的碎片)形成的絡(luò)合物來闡述硫化開環(huán)反應(yīng)過程。形成的絡(luò)合物中間體能夠有控制性地將活化絡(luò)合物硫磺加入到烯烴中，爾后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。這些結(jié)構(gòu)中也可能包括第二級(jí)的促進(jìn)劑。
7、這個(gè)模型能夠解釋各種不同類型的交聯(lián)反應(yīng)；而且，他還能使我們更好地理解各種不同橡膠在活化能量及反應(yīng)速率上的差別。雙鍵與脂肪酸的順式雙鍵間的競爭反應(yīng)也能被更好地加以理解。該反應(yīng)很可能是由于有部分的鋅皂鹽結(jié)構(gòu)粘附在高彈體鏈上，從而引發(fā)了二級(jí)聯(lián)離子性網(wǎng)絡(luò)。
8、我們使用的活化劑溶液處理活性氧化鋅的主要目的就是使橡膠、塑料等高分子材料在硫化交聯(lián)過程中更容易形成二級(jí)交聯(lián)離子性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高橡膠、塑料制品的物理機(jī)械性能。
表A：高分散活性氧化鋅ZL-550
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分析項(xiàng)目 |
標(biāo)準(zhǔn) |
指標(biāo) |
實(shí)測結(jié)果 |
備注 |
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以ZnO含量%，≥ |
Q/CAQR006-2022 |
55.00 |
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有效活性成分%，≥ |
95.00 |
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75ηm篩余物%，≤ |
1.50 |
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堆積密度g/m³，≤ |
0.75 |
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水溶物含量%，≤ |
0.80 |
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表B：高分散活性氧化鋅ZL-420
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分析項(xiàng)目 |
標(biāo)準(zhǔn) |
指標(biāo) |
實(shí)測結(jié)果 |
備注 |
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以ZnO含量計(jì)%，≥ |
Q/CAQR006-2022 |
42.00 |
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有效活性成分%，≥ |
88.00 |
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75ηm篩余物%，≤ |
1.50 |
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堆積密度g/m³，≤ |
0.75 |
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水溶物含量%，≤ |
0.80 |
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表C：高分散活性氧化鋅ZL-320
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分析項(xiàng)目 |
標(biāo)準(zhǔn) |
指標(biāo) |
實(shí)測結(jié)果 |
備注 |
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以ZnO含量%，≥ |
Q/CAQR006-2022 |
30.00 |
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有效活性成分%，≥ |
80.00 |
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75ηm篩余物%，≤ |
1.50 |
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堆積密度g/m³，≤ |
0.75 |
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水溶物含量%，≤ |
0.80 |
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二、 高分散活性氧化鋅與間接法氧化鋅（99.7%）基礎(chǔ)配方試驗(yàn)（便于使用廠家作為配方參考，試驗(yàn)單位：中國化工株洲橡膠研究設(shè)計(jì)院有限公司）
（一）主要原材料：
1、基本原材料：進(jìn)口煙片膠、丁苯膠（1502）、促進(jìn)劑CZ、促進(jìn)劑DM、防老劑A、高耐磨炭黑、半補(bǔ)強(qiáng)炭黑、硫磺粉末、硬脂酸、輕質(zhì)碳酸鈣、機(jī)油。
2、氧化鋅原材料：眾樂牌高分散活性氧化鋅（ZL-550）、眾樂牌高分散活性氧化鋅（ZL-420）、眾樂牌高分散活性氧化鋅（ZL-320）、間接法氧化鋅（99.7%）。
（二）基本配方：
A組：煙片膠100；硫磺2.5；硬脂酸1.5；促進(jìn)劑M0.7；防老劑A1.0；輕質(zhì)碳酸鈣50.0；氧化鋅5.0（間接法氧化鋅1個(gè)，高分散活性氧化鋅3個(gè)）
B組：丁苯膠（1502）60.0；煙片膠40.0；硫磺2.0；硬脂酸1.5；促進(jìn)劑CZ1.0；促進(jìn)劑DM0.3；防老劑A1.0；高耐磨炭黑24.0；半補(bǔ)強(qiáng)炭黑10.0；機(jī)油5.0；輕質(zhì)碳酸鈣25.0，氧化鋅5.0（間接法氧化鋅1個(gè)，高分散活性氧化鋅3個(gè)）
（三）試樣設(shè)備：
開煉機(jī)型號(hào)：JTC-752（6寸；湛江機(jī)械）
平板硫化機(jī)型號(hào)：XLB-0.25（25T；青島亞華）
流變儀型號(hào)：MDR2000，美國孟山都公司
拉力機(jī)型號(hào)：Z005（德國Zwick/Roe11）
（四）硫化性能測試結(jié)果與討論（流變儀測試數(shù)據(jù)）：
對(duì)A、B兩組8個(gè)配方的膠料各做了流變儀測定，加熱溫度為155℃，兩組的T10與T90列于表1和表2，并附加有8個(gè)硫化曲線，可以比較硫化全過程。
表1流變儀測試數(shù)據(jù)匯總
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膠種 |
編號(hào) |
氧化鋅品種 |
T10 |
T90 |
|
天
然
膠 |
A1 |
間接法氧化鋅5份 |
0.84min |
5.34 min |
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A2 |
高分散活性氧化鋅ZL-550，5份 |
0.87 min |
5.29 min |
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A3 |
高分散活性氧化鋅ZL-420，5份 |
0.84 min |
4.89 min |
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A4 |
高分散活性氧化鋅ZL-320，5份 |
0.79 min |
4.73 min |
硫化曲線：見圖A997、A550、A420、A320
表2流變儀測試數(shù)據(jù)匯總
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膠種 |
編號(hào) |
氧化鋅品種 |
T10 |
T90 |
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丁苯膠
/
天然膠 |
B1 |
間接法氧化鋅99.7% |
2.45 min |
10.87 min |
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B2 |
高分散活性氧化鋅ZL-550，5份 |
2.39 min |
9.88 min |
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B3 |
高分散活性氧化鋅ZL-420，5份 |
2.40 min |
8.34 min |
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B4 |
高分散活性氧化鋅ZL-320，5份 |
2.32 min |
8.92 min |
硫化曲線：見圖B007、B550、B420、B320
從表1和表2的數(shù)據(jù)來看，高分散活性氧化鋅在焦燒時(shí)間保持與間接法99.7%的氧化鋅基本一致的情況下，硫化速度都有所加快，尤其是配方2的硫化速度提高達(dá)到了10%至23%，而且從硫化曲線的平坦性來看，在提高硫化速度的情況下，還不至于使產(chǎn)品過硫，這樣高分散活性氧化鋅大大提高了使用廠家的生產(chǎn)效率和保證了產(chǎn)品的質(zhì)量安全。
（五）力學(xué)性能測試：
A組的力學(xué)性能匯總
硫化條件：155℃*7min
表3 A組的力學(xué)性能匯總
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編號(hào) |
氧化鋅5份 |
300%定伸應(yīng)力，MPa |
拉伸強(qiáng)度MPa |
扯斷伸長率，% |
扯斷永久變形，% |
邵爾A硬度，度 |
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A1 |
99.7%氧化鋅 |
1.79 |
21.34 |
780 |
24.00 |
44 |
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A2 |
ZL-550氧化鋅 |
1.87 |
21.85 |
790 |
24.16 |
45 |
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A3 |
ZL-420氧化鋅 |
1.87 |
20.76 |
780 |
24.08 |
45 |
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A4 |
ZL-320氧化鋅 |
1.78 |
22.09 |
800 |
23.68 |
45 |
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B組的力學(xué)性能匯總
硫化條件：155℃*10min
表4 B組的力學(xué)性能匯總
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編號(hào) |
氧化鋅5份 |
300%定伸應(yīng)力，MPa |
拉伸強(qiáng)度MPa |
扯斷伸長率，% |
扯斷永久變形，% |
邵爾A硬度，度 |
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B1 |
99.7%氧化鋅 |
5.97 |
20.62 |
610 |
21.04 |
63 |
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B2 |
ZL-550氧化鋅 |
6.73 |
20.78 |
600 |
18.16 |
64 |
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B3 |
ZL-420氧化鋅 |
6.62 |
20.03 |
570 |
19.28 |
64 |
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B4 |
ZL-320氧化鋅 |
6.74 |
20.40 |
590 |
19.52 |
64 |
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從表3和表4，根據(jù)高分散活性氧化鋅應(yīng)用對(duì)力學(xué)性能與間接法99.7%的對(duì)比，可以認(rèn)為無論是全天然橡膠或丁苯/天然并用膠配用高分散活性氧化鋅時(shí)，在不同的硫化時(shí)間（本次試驗(yàn)采用7min及10min）下，凡配用高分散活性氧化鋅的各項(xiàng)硫化膠性能均等于或接近添加5份間接法99.7%的氧化鋅的對(duì)應(yīng)項(xiàng)，也就是說眾樂牌高分散活性氧化鋅替代普通氧化鋅使用具有很大的價(jià)格優(yōu)勢。
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