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Ein alternatives Verfahren zur Vulkanisation von Gummiartikeln

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posted on 18.11.2019 by Ali Ansarifar, Kornkanok Noulta, George Weaver, Upul Wijayantha-Kahagala-Gamage
Durch die Oberflächenmodifikation von Zinkoxid mit einem Beschleuniger wurde ein Einkomponentenadditiv für ein Schwefelvulkanisationssystem hergestellt. Dazu wurde eine Dichlormethanlösung von ZnO und einem Sulfenamidbeschleuniger im Vakuum verdampft. Der optimale Beschleunigeranteil wurde mit 350 mg/g bestimmt. Es wurde ein großer Ansatz des oberflächenmodifizierten ZnO mit dieser Zusammensetzung hergestellt (im Folgenden als „TBBS/ZnO-Pulver“ bezeichnet) und der Einfluss des Anteils an TBBS/ZnO-Pulver auf die Vernetzungseigenschaften eines Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuks (EPDM) und eines Polybutadienkautschuks (BR) bei der Schwefelvulkanisation untersucht. Mit ansteigendem Anteil an TBBS/ZnO-Pulver im Kautschuk nahm die optimale Vulkanisationszeit ab. Die Anvulkanisationszeit blieb jedoch unverändert. Die Vulkanisationsgeschwindigkeit nahm zu, bis sie ein Optimum erreicht hatte. Der Vernetzungsgrad nahm mit steigendem TBBS/ZnO-Pulveranteil deutlich zu. All das deutet darauf hin, dass der Einsatz des TBBS/ ZnO-Pulvers in einem Vulkanisationssystem mit Schwefel die Effizienz des Vulkanisationsprozesses erhöht und die Zykluszeit verkürzt und damit die Kosten und schädliche Auswirkungen der Vulkanisation reduziert. Das TBBS/ZnO-Pulver wäre damit ein mögliches alternatives Additiv für die Schwefelvulkanisation von Kautschuk. Zinc oxide was treated with a sulfenamide accelerator by vacuum evaporation of a suspension of ZnO in a solution of the accelerator in dichloromethane to provide a convenient single material component to use as additive. The optimum quantity of the accelerator in the additive was found to be 350 mg/g. A large batch of the surface-modified zinc oxide with this composition (referred to as the ‘TBBS/ ZnO powder’) was then prepared. The effect of an increasing loading of the TBBS/ZnO powder on the cure properties of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) and polybutadiene rubber (BR) containing elemental sulfur was subsequently measured. When the loading of the TBBS/ZnO powder in the rubbers was raised progressively, the scorch time was unaffected and the optimum cure time reduced. The rate of cure kept rising until it reached an optimum. The crosslink density increased substantially as the loading of the TBBS/ZnO powder in the rubber was raised progressively. All the indications are that the use of the TBBS/ZnO powder in combination with sulfur in the cure system improves efficiency of the vulcanization process, reduces cost and harmful effects while also shortening the cure cycle. The surface modified TBBS/ZnO powder is a viable alternative chemical additive for the sulfur vulcanization of rubber.
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History

School

  • Aeronautical, Automotive, Chemical and Materials Engineering
  • Science

Department

  • Chemistry
  • Materials

Published in

GAK Gummi, Fasern, Kunststoffe

Volume

2019

Issue

11

Pages

518 - 522

Publisher

Dr. Gupta Verlag

Version

VoR (Version of Record)

Rights holder

© Dr. Gupta Verlag

Publisher statement

This paper first appeared in GAK Gummi, Fasern, Kunststoffe, 2019 (11), pp.518-522 and appears here with the permission of the publisher.

Acceptance date

05/09/2019

Publication date

2019-11-07

Copyright date

2019

ISSN

0176-1625

Language

de

Depositor

Dr Ali Ansarifar. Deposit date: 14 November 2019

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