張弘(化工部西北橡膠工業制品研究所 7l2023)
秋蘭姆類促進劑是在橡膠制品中廣泛應用的硫化促進劑。它包括一硫化秋蘭姆、二硫化秋蘭姆和多硫化秋蘭姆。其中二硫化秋蘭姆和多硫化秋蘭姆在常規硫化溫度下易釋放出活性硫,使膠料不加硫黃即可進行硫化,即稱為“無硫硫化”。用二硫化秋蘭姆作硫化促進劑時,多采用二硫化四甲基秋蘭姆(促進劑TMTD)、二硫化四乙基秋蘭姆(促進劑TETD)、二硫化甲基苯基秋蘭姆(MPhTD)等。多年來, 人們只注意了秋蘭姆促進劑(TMTD、TETD、MPhTD等)的有用性,而忽略了它們的危害性。近年來,許多科學家認為含有亞硝基的化合物是致癌物質。而被應用多年的秋蘭姆促進劑(TMTD、MPhTD等)在硫化時可生成致癌的亞硝基胺,因而秋蘭姆促進劑存在著致癌性。據原蘇聯《膠鞋和膠乳工業快報》 1990年1O期第18頁報道 :秋蘭姆促進劑(TETD)有致畸性。美國南加利福尼亞大學的科學家對二硫化四乙基秋蘭姆促進劑(TETD)進行動物試驗表明,秋蘭姆促進劑(TETD)能引起動物的肺、心和其它器官嚴重變形。美國科學家用鼠進行的試驗結果證明,食用加有秋蘭姆促進劑(TETD)食物的母鼠生下的幼鼠都患有心、肺畸形和其它生理缺陷—— 隔膜發育不良、缺少脾和甲狀腺。因此, 秋蘭姆促進劑在硫化過程中可能給操作者帶來危害,含秋蘭姆促進劑的制品對使用者也具有一定的威脅。
為了避免秋蘭姆促進劑給人們帶來的危害, 國外已出現了秋蘭姆促進劑的替代品 。據原蘇聯 《膠鞋和膠乳工業快報》 1990年12期第lO頁報道 :Akzo公司推出的可取代在硫化時生成可溶性亞硝基胺的二硫化四甲基秋蘭姆促進劑(TMTD)的Pel'-kzcit TBzTD牌秋蘭姆,即二硫化四芐基秋蘭姆促(Tt~zTD),雖然仍屬秋蘭姆類,但因生成的二芐基亞硝基胺分子量大,是既不揮發又不溶于水的非致癌性的物質,而且該生成物量少 于它是非極性的,所以也不會出現噴霜 。實際上,二硫化四芐基秋蘭姆促進劑(TBzTD)早已問世。在當時,并未認識到這種物質適合解決在橡膠工業中由于揮發性、水溶性亞硝基胺所引起的污染問題。而今,秋蘭姆促進劑TBzTD的優點被人們認識后,又重新受到推崇,并稱為非致癌性秋蘭姆促進劑 ,廣泛應用于橡膠制品中。
從前,橡膠工業中使用以往的秋蘭姆促進劑容易在橡膠制品的表面上產生噴霜,不僅妨礙美觀,還會影響粘合產品的質量。當接觸這些白色斑點時,會使皮膚過敏。為解決噴霜問題,以往的措施是減少秋蘭姆促進劑的用量,這對膠料的物理機械性能及硫化質量產生不良影響,對皮膚過敏用防護服不能達到完全防護的效果。使用二硫化四芐基秋蘭姆(TBzTD)作硫化促進劑可完全防止橡膠制品表面產生噴霜 。在同一基本配合中分別加入硫化四甲基秋蘭姆(促進劑TMTD)、二硫化二甲基二苯基秋蘭姆(促進劑DDTD)、二硫化四芐基秋蘭姆(促進劑TBzTD)進行觀察噴霜對比試驗,結果見表1。
由添加促進劑TBzTD的配方3得到的硫化膠,即使用手觸摸也不發生皮膚過敏,產品能很好地與其它材料進行粘合,在橡膠制品表面上也無噴霜現象 。促進劑TBz-TD在膠料中具有極高的相容性,在每100份生膠中的用量達到6重量份時也不會噴霜 。
人們已清楚地知道某些亞硝基胺對l8種不同的動物都是強的致癌劑。在橡膠加工業的工作環境中,人們已發現由不同促進劑產生的各種亞硝基胺的混合物。以往的秋蘭姆促進劑(TMTD、MPhTD等)就是亞硝基胺的來源之一。在使用以往的秋蘭姆促進劑的膠料甲便可形成揮發性亞硝基胺,而且濃度遠遠超過檢測極限。當使用非致癌性秋蘭姆促進劑(TBzTD)時,采用同樣的檢測方法則檢測不出揮發性亞硝基胺的存在。表2是上述兩種膠料的組成及檢測出的亞硝基胺的濃度。
在膠料的硫化特性及橡膠制品的性能方面,膠料2和膠料1彼此相似,無不良影響。非致癌性秋蘭姆促進劑TBzTD完全可以作為促進劑DDTD的替代品。非致癌性秋蘭姆促進劑TBzTD也是促進劑MPhTD的極好替代品。下面列舉3個應用實例的結果予以證實
與以往的秋蘭姆硫化膠相比,使用非致癌性秋蘭姆促進劑TBzTD的硫化膠料在加工各種模壓制品( “O"形圈和軸封)沒有呈現出任何不良影響,完全可以替代以往的秋蘭姆促進劑使用。