고무 가황 촉진제

가황, 고무 공정의 핵심 단계로，고무 제품의 가공 및 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 유황 단독과 비교, 소량의 촉진제가 황과 함께 존재하면 최종 가황물의 특성을 크게 향상시킬 수 있습니다..  하지만, 현재 가속기는 일반적으로 인간의 건강과 환경에 잠재적인 위험을 제기합니다.，그들의 열악한 효율성과 유일한 기능으로 고통 받고 있습니다.. 그러므로, 무독성 녹색 가속기 개발, 유리 또는 낮은 산화아연 함량 추가，고효율 및 다기능, 고무 산업에 중요합니다. 이 리뷰는 고무의 발전을 간략하게 소개합니다，이온성 액체 촉진제를 포함한 촉진제에 대한 최근의 진전, 새로운 비스( 디티오카르비마토) 아연( II) 가속기，희토류 가황 촉진제 및 신규 2차 촉진제.  게다가,가황 메커니즘에 대한 심층 연구 및 새로운 가황 촉진제의 개발에 대한 전망을 제안합니다.

빠르면 15세기, 콜럼버스가 미국에서 신대륙을 발견했을 때, 고무가 발견되었습니다, 특정 온도 범위에서 작은 외력의 작용으로 큰 변형을 일으킬 수 있음, 외력의 철수 후 신속하게 원래의 모양을 회복할 수 있습니다., 우수한 신축성을 보여주는. 하지만, 가황하지 않은 고무는 여름에는 부드럽고 겨울에는 딱딱해지는 단점이 있었습니다., 그리고 자극적인 냄새가 동반되었다, 그래서 오랫동안 실용적인 적용 가치가 없었습니다..

~ 안에 1894, 영국 화학자 Weber는 가황 과정에서 황황색과 고무 사이에 화학 결합이 형성됨을 증명했습니다.. 현재, 고무의 연간 글로벌 생산량은 17 백만 톤, 국민경제와 일상생활에서 매우 중요한 위치를 차지하는.

타이어 등 다양한 분야에 널리 사용, 테이프, 신발, 밀봉 제품, 라텍스 제품, 장난감, 일용품, 및 패브릭 코팅. Vulcanization은 선형 사슬 고분자를 화학적 가교를 통해 3차원 네트워크 고분자로 변형시키는 과정입니다., 천연고무 또는 합성고무를 ​​가치있는 가황고무로 바꾸는. 가황공정은 고탄성 및 강도와 같은 고무제품의 물리적, 화학적 특성을 크게 향상시킵니다.. 고무는 금속 산화물에 의해 가황될 수 있지만, 과산화물, 퀴논 옥심, 아민, 등., 일부 고무도 가황제 없이 가황할 수 있습니다. (예를 들어, γ선 방사선 가황), 가황은 고무의 물리적, 기계적 특성을 향상시키는 가장 오래되고 경제적인 방법입니다., 저렴하고 풍부한 원료를 사용하여.

가교제가 시장을 지배. 황황색 가황 시스템용, 가황 촉진제 및 활성제는 필수. 그들은 유황 황색의 양을 줄일 수 있습니다, 가황 시간 단축, 가황 온도를 낮추다, 동시에 가황 정도와 가황 고무의 물리 화학적 특성을 향상시킵니다.. 최초의 액셀러레이터, 아닐린, Ornsco에 의해 발견되어 고무 가속기 기술 개발에 강력한 원동력이 되었습니다.. 1918 디티오카보네이트 촉진제의 발견, 이것은 차례로 산화되어 테트라메틸티우람 이황화물을 형성할 수 있습니다. (TMTD). 구아니딘과 티오우레아 촉진제 역시 같은 시기에 널리 사용되었다., 그러나 지금은 주로 공동 발기인으로 사용됩니다.. 동시에, 산화아연 및 스테아르산은 디티오카바메이트 및 테트라메틸티우람 디설파이드 촉진제의 가황 동안 가황 반응을 활성화시키는 것으로 밝혀졌습니다., 가황 촉진제와 반응하여 반응성이 더 큰 아연 화합물을 생성할 수 있습니다..

화합물. 가황 촉진제 역사의 이정표는 2-메르캅토벤조티아졸의 발견입니다. (MBT) 유형 촉진제 및 그 유도체 차황화 촉진제(Bedford), Sebrell과 다른 사람들 1930. 이러한 가속기는 저렴합니다., 가황 고무 제품의 우수한 성능과 가황 처리의 높은 안전성, 현재 가장 널리 사용되는 가속기. 고무의 가황은 매우 복잡한 물리적, 화학적 반응 과정입니다., 가황 후 생성된 가교 구조는 가황 고무를 용매에 불용성으로 만듭니다., 일반적인 연구 방법으로는 고무의 가황 반응 메커니즘을 이해하기 어렵게 함. 그러므로, 촉진제 촉진 가황 반응의 기전에 대한 기초 연구는 1960년대까지 가황 기술의 발달에 뒤쳐져 왔다., 가황 반응의 메커니즘에 대한 연구가 천천히 시작되었을 때, 그러나 오늘날까지 가황 반응의 메커니즘은 아직 불완전합니다..

가황 반응의 메커니즘은 오늘날까지 완전히 명확하지 않습니다.. 가황 반응의 현재 일반적으로 허용되는 메커니즘은 그림 1에 나와 있습니다. 1. 첫 번째, 황화물 (유황 황색) 촉진제와 반응하여 활성황이 풍부한 화합물을 형성합니다., 정확한 과정은 황화물 시스템에 따라 다릅니다.. 이 불안정한 황이 풍부한 화합물은 불포화 폴리디올레핀의 알릴 수소와 반응하여 가교 전구체를 형성합니다. .

가교된 전구체는 다른 전구체와 결합됩니다.. 가교된 전구체는 다른 탄소 사슬과 반응하여 초기 가교 결합을 형성합니다., 황 원자가 너무 많기 때문에 폴리설파이드 결합이라고도 합니다.. 이러한 폴리설파이드 결합 중 일부는 일련의 분해 또는 변형 반응을 겪으며 결국 가교 결합이 단축되어 특정 분포 패턴을 갖는 이중 또는 단일 황 결합을 형성합니다.. 인장 강도, 인열 강도, 고무의 압축 영구 변형 및 굴곡 특성도 크게 향상됩니다.. 대부분의 황황색 가황 시스템에서, 아연의 첨가는 매우 중요한 역할을 합니다., 산화아연 또는 아연 화합물 형태 (예를 들어. 아연 디티오카바메이트, 아연 벤조티아졸) 아니면 둘다. Nieuwenhuizen et al. TMTD는 산화아연과 쉽게 반응하여 아연 디티오카바메이트를 형성함을 입증했습니다. (ZDMC), 이는 이 가황 반응 시스템에서 ZDMC의 형성을 위한 중요한 경로입니다.. 산업에서 널리 사용되는 가황 촉진제는 세 가지 시리즈로 나눌 수 있습니다: (1) 구아니딘 기반 촉진제, 디페닐구아니딘과 같은 (DPG); (2) 디티오카르바민산 기반 촉진제, TMTD와 같은; 그리고 (3) 2-머캅토벤조티아졸 기반 촉진제, MBTS와 같은. 가속기, 고무의 물리적, 기계적 성질을 향상시키면서, 또한 발암성 니트로사민을 생성합니다., 심각한 인간 건강 및 환경 위험 문제를 야기하는. 니트로사민은 주로 촉진제 구조에서 2차 아민의 반응에 의해 형성됩니다. (예를 들어, 디메틸아민 (CH3 ) 2NH) 공기 중의 다른 첨가제에서 빠져나간 질소 산화물로. 분자 구조에 2차 아민을 포함하는 현재의 황화 촉진제는 다음을 포함합니다.: 구아니딘, 티아졸, 하이포술폰아미드, 티우람, 및 디아민 디설파이드. 이 2차 아민은 니트로사민을 생성할 수 있습니다., 고무 혼합 및 가황 과정에서 방출되어 작업자에게 독성 부작용이 있습니다.. 사용 중에도 해제할 수 있습니다., 사용자의 건강을 위협하는. 예를 들어, 발암성 니트로사민은 니트로사민과 그 전구체 화합물의 존재로 인해 아기 젖꼭지에서 처음 발견되었습니다.. 역학 연구에 따르면 고무 제품 생산에 종사하는 근로자는 평균 이상의 암 발병 확률이 있습니다.. 고무 제품에 대한 글로벌 수요의 급속한 성장과 함께, 고무 가황 촉진제의 안전 및 환경 문제가 더욱 두드러지고 있습니다., 많은 국가에서 발암성 또는 발암성이 의심되는 특정 촉진제의 생산 및 사용을 중단해야 한다고 결정했습니다.. 니트로소 화합물의 생성에 대해, 새로운 촉진제 및 비발암성 연구의 영향은 고무 가황 촉진제 분야의 핫스팟 중 하나가 되었습니다.. 예를 들어, 테트라비아닐티우람 이황화물 (TBzTD) Monsanto Chemical Company에서 합성한 효율적인 녹색 촉진제입니다., 고분자량 특성을 가지고 있는, 높은 융점, 휘발성이 낮고 분해되지 않음, 따라서 발암성 N-니트로사민을 생성하지 않습니다., 천연 고무 부타디엔 고무 니트릴 고무에 널리 사용되었습니다.. 반면에, 널리 사용되는 금속염 가황 촉진제의 대부분은 전이 금속 또는 알칼리 토금속 화합물입니다., 용해도가 떨어지는 단점이 있는, 가황 안정성이 좋지 않고 사용 과정에서 쉽게 그을림. 그러므로, 금속염 가황 촉진제의 개발은 스코칭 시간을 연장하고 가황 촉진의 성능을 향상시킬 수 있습니다 (가황 온도를 낮추는 것과 같은, 가황 시간 단축, 반품 방지 특성 개선). 그러므로, 코킹 시간을 연장하고 가황 촉진 성능을 향상시킬 수 있는 가황 촉진제를 개발하는 것이 중요합니다. (가황 온도를 낮추는 것과 같은, 가황 시간 단축, 역전 방지 특성 개선, 가황 고무의 물리적 및 기계적 특성 개선), 그리고 동시에, 무독성이며 환경 친화적입니다..

무독성 신촉진제 개발, 환경 친화적 인, 매우 효과적인, 비휘발성 및 특수 기능은 고무 산업의 미래 발전에 중요한 문제입니다.. 새로운 고무 가황 촉진제 시스템 설계의 핵심은 원래의 가황 촉진제 구조를 기반으로 특수 기능을 가진 대체 그룹을 도입하는 것입니다., 금속 중심 변조, 희토류 원소로 된 마약, 그리고 새로운 하위 발기인을 선택하십시오. 동시에, 중국은 희토류 자원이 풍부하다, 이상을 차지하는 60% 매년 전 세계 생산량의 70%를 차지하며 현대 하이테크 산업과 국제 경쟁에서 중요한 전략적 자원입니다.. 희토류 가황촉진제에 대한 연구는 이제 막 시작되었지만, 희토류의 풍부한 기능은 효율적이고 다기능적인 가황 촉진제의 설계를 위한 광범위한 경로를 열었습니다..

컴퓨터 화학의 발달로, 전이 금속을 포함하는 가황 촉진제 시스템의 전산 시뮬레이션 연구와 그 구조와 반응성 사이의 관계 분석은 고무 가황 반응 메커니즘 연구에 새로운 자극을 제공했습니다.. 컴퓨터 화학 기술 결합, 고무 가황 촉진제의 가황 촉진 메커니즘을 밝히고 촉진제의 구조-활성 관계를 구축하는 것을 목표로 합니다., Zn-S 결합 크기와 촉진제 활성 사이의 구조적 관계와 같은. 확립된 구조-활성 관계를 사용하여 알려지지 않은 화합물의 가황 촉진 활성을 예측할 수 있습니다., 따라서 가황 성능을 향상시키기 위한 가황 촉진제 분자의 변형에 대한 지침을 제공하고 새로운 다기능 고무 가황 촉진제 시스템의 설계 및 합성을 위한 새로운 아이디어를 제시합니다..