3.2.5. Серные вулканизующие системы для высокотемпературной вулканизации

Вулканизация, которая в промышленности проводится при температуре 150-170ºС, называется обычной, и применяемые для этого системы называются обычными серосодержащими вулканизующими системами (ОВС). Однако имеются технологии и изделия, когда вулканизация должна проводиться при температурах выше 170ºС (до 220ºС). Такая вулканизация называется высокотемпературной.

В ОВС соотношение ускоритель : сера ≤ 0,5 при содержании серы от 2 до 3,5 мас. ч. В присутствии таких систем формируется вулканизационная сетка, содержащая до 60% полисульфидных поперечных связей со степенью сульфидности до 10.

Если проводить высокотемпературную вулканизацию при использовании ОВС, то получаются вулканизаты с неудовлетворительными свойствами, поскольку образующиеся в главном периоде полисульфидные поперечные связи из-за высокой температуры начинают разрушаться, вызывая деструкцию цепей каучука, т.е. происходит резко выраженная реверсия свойств.

Естественно, что для уменьшения реверсии при высокотемпературной вулканизации необходимо уменьшить количество полисульфидных связей и, следовательно, уменьшить дозировку серы, а для сохранения активности вулканизующей группы - увеличить дозировку ускорителя. Вулканизующие системы с пониженным содержанием серы и увеличенным содержанием ускорителя получили название полуэффективных (ПЭВС) и эффективных систем (ЭВС), поскольку они обеспечивают эффективное расходование серы на образование поперечных связей.

В ЭВС соотношение ускоритель : сера = 3÷15, а содержание серы не более 0,5 мас.ч., или она отсутствуют вовсе. Поэтому образуется не менее 80% углерод-углеродных или моносульфидных поперечных связей. Такие вулканизаты теплостойки, не имеют реверсии, но менее устойчивы к динамическим деформациям.

Из-за высокого содержания ускорителей ЭВС значительно дороже обычных серных систем, а смеси с ними склонны к подвулканизации. Поэтому разработаны промежуточные полуэффективные системы (ПЭВС), в которых соотношение ускоритель : сера = 0,6÷2,5, а содержание серы составляет 1-2 мас. ч. В этом случае вулканизационная сетка содержит 25-40% полисульфидных и 60-40% коротких углерод-углеродных и моносульфидных связей. ПЭВС дешевле, чем ЭВС, способствуют получению вулканизатов с хорошим комплексом свойств, а при варьировании соотношения ускоритель : сера можно получить системы, приближающиеся либо к ЭВС, либо к ОВС.

Большинство ускорителей, как и сера, имеют ограниченную растворимость в каучуке, поэтому разработаны так называемые равновесные, или растворимые, системы, обеспечивающие более равномерную вулканизацию. Вместо серы в таких системах используют соединения, выделяющие серу при разложении, т.е. доноры серы: тиурам Д, дитиодиморфолин