加硫促進剤の用途

ものづくりプレス

2024-07-25

加硫促進剤

ゴムの加硫は、天然ゴムや合成ゴムに硫黄や他の架橋剤、加硫促進剤を加えて加熱処理することで、ゴム分子同士を化学的に結合させる反応です。
加硫促進剤は、加硫にとって非常に重要な役割を果たします。
加硫反応を促進して加硫時間を短縮し、加硫温度を低下させ、加硫剤の使用量を減らし、加硫ゴムの物性を向上させるために使用されます。
加硫促進剤を使わない場合、加硫反応には非常に長い時間がかかります。
現在、多くの加硫促進剤が使用されていますが、それらのほとんどは半世紀以上前に開発されたものであり、当時と比べても大きな変化はありません。
加硫促進剤は、加硫プロセスやゴムの物性を決定する上で重要な配合剤です。

硫黄、加硫促進剤、酸化亜鉛の効果

硫黄による加硫は、加硫促進剤と酸化亜鉛の組み合わせが重要です。
これらのうちどちらかが欠けると、加硫の促進効果は大幅に低下し、加硫の度合いも大きく減少します。
加硫反応は、硫黄、加硫促進剤、酸化亜鉛が揃うことで効率的に進行します。
加硫のメカニズムは完全には解明されていませんが、酸化亜鉛の効果は、
亜鉛イオンがポリスルフィドに結びつくことで、架橋前駆体が形成され、加硫が促進されると考えられます。
酸化亜鉛がなくても、硫黄と加硫促進剤の適切な組み合わせにより加硫は可能ですが、その場合、加硫ゴムの耐熱性が非常に低くなり、加硫戻りも大きくなります。

加硫ゴムの物性向上

加硫促進剤は、加硫速度の調整だけでなく、加硫ゴムの物性向上も目的としています。
一般的には、複数の加硫促進剤を組み合わせて使用します。

以下に主要な加硫促進剤を挙げます。
チアゾール系：代表的な加硫促進剤です。
スルフェンアミド系：スコーチ時間の長さと加硫速度のバランスが良いため、タイヤや工業製品のゴムに最もよく使用されます。
チウラム系：EPDMやNBRの加硫剤、またはNRやSBRの二次加硫剤として使用されます。
ジチオカルバミン酸塩系：非常に高い加硫促進効果を持ち、「超促進剤」とも呼ばれます。
グアニジン系：他の加硫促進剤と組み合わせて使用され、ゴムに硬さや腰の強さを与えます。

製造工程や製品に求める性能によって、使用する加硫促進剤は変わります。