971-15-3 Accélérateur de caoutchouc à base d'hexasulfure de dipentaméthylènethiurame DPTT (DPTH) C12H20N2S8

L'amélioration de l'efficacité de la vulcanisation du caoutchouc est une norme importante pour mesurer la qualité de l'accélérateur. Selon les rapports, la caractérisation des accélérateurs nationaux et étrangers est principalement réalisée à partir des deux aspects des caractéristiques de promotion de la vulcanisation et des propriétés physiques et mécaniques du caoutchouc vulcanisé. Les principales caractéristiques de la promotion de la vulcanisation sont la vitesse de vulcanisation, le temps de coke Mooney, le temps de vulcanisation positif, la température de vulcanisation positive, la planéité de la vulcanisation et la capacité de retour anti-vulcanisation en phase de survulcanisation. Les propriétés physiques et mécaniques du caoutchouc vulcanisé sont principalement étudiées en termes de dureté, d'élasticité, de propriétés de traction, de propriétés de frottement et de propriétés de vieillissement thermique. Cependant, ces dernières années, de nombreuses recherches ont été menées sur l'influence des accélérateurs sur les propriétés viscoélastiques dynamiques des vulcanisats.

En fait, l'efficacité de l'accélérateur dépend des propriétés physiques et mécaniques du vulcanisat qu'il confère, et la nature des liaisons réticulées dans le vulcanisat (type et densité) joue un rôle décisif dans son application et ses caractéristiques de travail. La résistance et la résistance mécanique dynamique du caoutchouc vulcanisé dépendent non seulement des propriétés de la chaîne polymère elle-même, mais aussi directement liées au nombre de chaînes de support du réseau dans le réseau d'interconnexion total (se référant à la chaîne de connexion entre deux points de connexion). La densité de réticulation détermine le nombre de chaînes de support dans le réseau. Il a été rapporté [14] que la dureté et la contrainte d'allongement constante du caoutchouc vulcanisé augmentent avec l'augmentation de la densité de réticulation, et la résistance à la déchirure, la durée de vie en fatigue, la ténacité et la résistance à la traction commencent à augmenter avec l'augmentation de la densité de réticulation, puis diminuent avec l'augmentation de la densité de réticulation après avoir atteint une certaine valeur maximale. Les caractéristiques d'hystérésis et de déformation permanente diminuent avec l'augmentation de la densité de réticulation.

Un accélérateur de vulcanisation du caoutchouc est une substance chimique qui augmente la vitesse de vulcanisation, processus chimique qui consiste à ajouter du soufre au caoutchouc pour créer des liaisons croisées entre les chaînes polymères. Les accélérateurs accélèrent cette réaction de réticulation sans augmenter de manière significative la température requise pour la vulcanisation.

Il existe plusieurs classes d'accélérateurs, notamment les thiourées, les sulfénamines, les guanidines et les dithiocarbamates. Chaque classe agit par le biais de mécanismes différents pour favoriser le processus de vulcanisation. Par exemple :

- Les thiourées, comme le N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfonamide (CBS) et le N-tert-butyl-2-benzothiazole sulfonamide (MBTS), font partie des accélérateurs les plus couramment utilisés. Ils réagissent avec le soufre pour former des radicaux qui peuvent s'insérer dans les chaînes polymères du caoutchouc, facilitant ainsi la réticulation.
- Les sulfénamines, comme la diphénylguanidine (DPG), réagissent également avec le soufre pour produire des espèces actives pouvant participer au processus de vulcanisation.

- Les dithiocarbamates, illustrés par le disulfure de tétraméthylthiurame (TMTD), se décomposent pour produire du soufre et un radical qui peut participer à la réaction de vulcanisation.

Le choix de l'accélérateur dépend de facteurs tels que le type de caoutchouc traité, la vitesse et l'étendue de la vulcanisation souhaitées et les exigences d'utilisation finale du produit en caoutchouc. Les accélérateurs sont essentiels pour obtenir des vitesses de durcissement et des propriétés finales optimales du caoutchouc vulcanisé.

La vulcanisation dynamique, également appelée vulcanisation in situ ou traitement réactif, est un procédé utilisé dans la fabrication d'élastomères thermoplastiques (TPE). Il s'agit de la vulcanisation et de la fusion simultanées d'un composant thermoplastique et d'un composant en caoutchouc. Ce procédé permet de former un matériau possédant à la fois des propriétés thermoplastiques et élastomères.

Lors de la vulcanisation dynamique, le caoutchouc (souvent à base de caoutchouc naturel ou de polymères synthétiques comme le caoutchouc styrène-butadiène, SBR) est combiné avec un thermoplastique (comme le polypropylène, PP, ou l'éthylène propylène diène monomère, EPDM) et des agents de vulcanisation (soufre ou produits chimiques équivalents). Le mélange est ensuite traité dans un mélangeur interne ou une extrudeuse à double vis, où il est soumis à des températures élevées et à des forces de cisaillement.
 

Le cisaillement et la température élevés déclenchent une réaction chimique qui réticule le composant en caoutchouc tout en faisant fondre simultanément le thermoplastique. Cet équilibre dynamique donne naissance à un matériau qui présente un comportement élastique similaire à celui du caoutchouc vulcanisé à température ambiante, mais qui peut être traité et recyclé comme un thermoplastique.

La vulcanisation dynamique est facilitée par l'ajout de produits chimiques spécifiques, tels que des peroxydes ou des catalyseurs qui favorisent les réactions de réticulation aux températures plus élevées atteintes lors du traitement. Les conditions précises (température, temps et cisaillement) doivent être soigneusement contrôlées pour optimiser les propriétés du matériau, garantissant que le caoutchouc soit suffisamment réticulé sans dégrader la matrice thermoplastique.

Cette technologie offre plusieurs avantages par rapport aux procédés de vulcanisation traditionnels, notamment un usinage plus facile, des temps de cycle de fabrication plus rapides et la possibilité de recycler le matériau plus facilement. La vulcanisation dynamique permet la création de matériaux avec une large gamme d'applications, des joints et tuyaux automobiles aux dispositifs médicaux et aux produits de consommation.

Le changement le plus important est que le caoutchouc non vulcanisé est thermoplastique, ce qui signifie qu'il se ramollit lorsqu'il est chauffé et durcit lorsqu'il est refroidi. La vulcanisation transforme le caoutchouc en un matériau thermodurcissable, ce qui signifie qu'il conserve sa forme même lorsque la température de moulage d'origine est atteinte.

Le caoutchouc vulcanisé est plus résistant et plus élastique que son homologue non vulcanisé. La réticulation entre les chaînes polymères améliore la résistance du matériau aux forces de traction et d'allongement.

La réticulation améliore la résistance du caoutchouc vulcanisé aux huiles, aux graisses, aux acides et aux alcalis, le rendant ainsi adapté aux applications nécessitant une protection contre ces substances.

Les liaisons croisées réduisent la diffusion des gaz à travers le caoutchouc, ce qui est bénéfique pour les applications d'étanchéité où l'intégrité du gaz ou de l'air est nécessaire.

Le caoutchouc vulcanisé peut résister à des températures plus élevées sans se déformer ni perdre ses propriétés mécaniques par rapport au caoutchouc non vulcanisé.

Le réseau de réticulation augmente la durabilité du caoutchouc, le rendant moins sujet à l'usure par frottement.

Le caoutchouc vulcanisé présente une résistance accrue aux intempéries et aux rayons UV, ce qui ralentit la dégradation et prolonge la durée de vie du matériau.

La vulcanisation permet un meilleur contrôle de la dureté du caoutchouc grâce au réglage du système de vulcanisation (teneur en soufre, type et quantité d'accélérateur, temps de durcissement et température).

Selon le degré de réticulation et la formulation, le caoutchouc vulcanisé peut présenter des propriétés isolantes ou conductrices, le rendant ainsi adapté à une gamme d'applications électriques.