パーオキサイド(無硫黄)加硫の利点

最近PO(peroxide)加硫(パーオキサイド加硫・無硫黄加硫)の要求が多いですね。

パーオキサイド加硫とはおおよそ過酸化物加硫のことですね。
架橋方法に過酸化物を使用することには変わりはありませんがその種類があるのです、ここでは割愛しております。

従来通り硫黄加硫をした場合、硫黄成分が表面に抽出される場合があり
相手物への影響が少なからずあるからでしょう。
具体的には金属に対しての腐食などが考えられています、とくに貴金属への影響などは大きいようですね。

あと無硫黄と言うけれど…
実際は大気中に微量ですが硫黄成分は含まれているので0%じゃないんですよね、なのでカタログには低硫黄や超低硫黄などと記載されています。まず黒色で無硫黄表記されているのは見当たらないですね、白色なら見ますが…

ちょっと話がそれましたが硫黄成分の影響についてです。。


どうなるかというと加硫成分として使用する硫黄が金属類と反応し、腐食し、電気系統に悪さをします、例えば電気の接点がうまく働かなくなり通電しないとか、したりしなかったりと結構まずいことになります。

硫黄成分が悪さをするのですが、ちゃんと加硫していればあとから硫黄が出てくることは基本的にありません、なぜあとで硫黄が出てきて嫌われるかって?それは配合割合において硫黄が多すぎるからです、兎に角タイト(最低限の量)な配合をすることができればあとから硫黄成分は出ません、みんな硫黄入れ過ぎなんですね5phrとかね…安いからって入れすぎ。

ちょっとズレましたがこのことが硫黄加硫ではなく、無硫黄加硫がもてはやされる理由です、良い配合ができなければ使わなきゃいいということ。

そのほかにも過酸化物加硫を行うと配合(種類)にもよりますがいろいろな付加価値を付けることができます、このことが選択の理由でもあることが多い。
たとえば耐熱性の向上や圧縮永久歪の改善などがあります。

そもそも結合状態の違いがあるので特色が出ますね。

だから採用している例もたくさんあります。
わかりやすいところでは電子機器関係や照明、車関係などでも頻繁に使われています。
現場レベルでは専らパーオキと言われますね、昔ながらです。

PEROXIDE VULCANIZATION
PEROXIDE VULCANIZATION

そんな理由(主に電気系統への悪影響)から無硫黄加硫の要望が多いみたいですね。

なぜ?
硫黄を使う以外に何が違うのか?
硫黄加硫とパーオキサイド(ペルオキシド)加硫(架橋)の大きな違いを調べますと結合状態に大きな違いがあるようです。

硫黄加硫は、分子間に入り込んで分子同士を繋ぐ働きをします。

パーオキサイド加硫は分子を分解して分子同士を直接繋ぎます。

そのため、物性にも違いが出るわけですね。

PEROXIDE VULCANIZATION
PEROXIDE VULCANIZATION

硫黄加硫の方が耐熱性、強度が劣り、伸びが良くなる傾向にあります。
パーオキサイド(ペルオキシド)の利点としては、
1. 耐熱老化性、耐圧縮永久ひずみ性が優れる。
2. 汚染性が少ない。
3. 電気絶縁性が高い。
4. 加硫ゴムの安全衛生性が高い。
5. スコーチの危険性が少ない。
などがあります。

  • 無硫黄加硫をする材質で最も多いのはEPDMですね、相性がよく低硫黄や無硫黄をうたっている製品もよくあります。
    でも硫黄成分はその辺に散らばっているので無硫黄って言ってもちょっとくらいは入ってたりします、意図的ではないですけどね。
    なので無硫黄とは言わず、低硫黄や超低硫黄なんて言い回しをしたりします。
    要するにそんなに気にするなってことです。
  • 次にあるのはBR系です。
    BRやSBRなどが無硫黄加硫に適しています。
    そんなに見かけないですけどね。
  • レアなところでHNBRがあります。
    あまり聞きなれないゴムですがあります、もっと見かけませんがアクリルゴムでもあるようです(おそらく低硫黄のことだと思いますが)
  • 当たり前ですがシリコンやフッ素、NBRもあります。
    これらはもともと過酸化物加硫を行うことが多いです。。

どんな方法で架橋するのか?
ジクミルペルオキシド→「ジクミルパーオキサイド(DCP=DICUMYL PEROXIDE)CAS番号:80-43-3、化学式:C18H22O2; [C6H5C(CH3)2O]2、別名Bis(α,α-dimethyl benzyl)peroxide; Cumeme peroxide; Cumyl peroxide
ビス(α,α-ジメチルベンジル)パーオキサイド; クメンパーオキサイド; ク
ミルパーオキサイド; 過酸化ジクミル」がよく使われているようです、これは有機過酸化物に該当するもので重合触媒。ポリマー,ゴムの架橋剤。ポリマーの難燃助剤。有機合成の中間体、ゴム系だけでなく樹脂系にも積極的に使われています。

基本架橋剤は粉末が多いので混練に時間がかかったりしますが、一部架橋剤入りのマスターバッチなるものがあるのでこれを入れればあっという間に仕上がりますね。
さらにこちらの方が安定して薬品の分散が行われる傾向にあるので基本性能もちょっとだけ上がります。

マニアックな架橋方法として放射線を使う方法もあります、危なっかしいし高いから見たことないけど、とても良いものが出来上がるそうです。

追記!!!!

無硫黄加硫という言葉の響きに違和感。

なぜかというと硫黄使うことを加硫というのにも関わらず硫黄使わないものまでをも加硫なんて言うからおかしくなってしまうんですね、そこで普通は架橋と言い換えていますというか架橋反応のひとつが加硫なのであながち間違ってはいないんだけど現場で加硫加硫って言われるとすごく違和感があるんですね。心の中で架橋架橋と言い聞かせています。

そんな加硫いや架橋戦争はまだまだ続きそうです、最近の教科書!?では架橋と書かれているとか。。。それはそれでちょっと違うような気もしますが世の中の流れはそういうことです。

それに伴いカテゴリーも「加硫」から「加硫・架橋」としています。

 

EPDMに関しては前回少し記事にしております。良かったらこちらもどうぞ。

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