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水溶劑法新癸酸鈷
新癸酸鈷是由碳鏈長短不同的羧酸（新癸酸等）與氫氧化鈷或碳酸鈷反應(yīng)生成的有固定組成的深藍(lán)色玻璃體，是一種重要的精細(xì)化工高新技術(shù)產(chǎn)品，目前廣泛應(yīng)用于子午線輪胎、輸送帶、液壓輸油管等橡膠-金屬復(fù)合材料產(chǎn)品。隨著汽車工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的斜交輪胎已逐步被性能優(yōu)異的子午線輪胎所代替。在子午線輪胎膠料中加入鈷鹽黏合增進(jìn)劑，可顯著提高橡膠與鋼絲簾線的黏合性能，使子午線輪胎的性能與壽命明顯提高。由于新癸酸鈷具有優(yōu)異的耐熱、耐氧化和耐老化性能，因此，在世界子午線輪胎生產(chǎn)中被廣泛采用，其為當(dāng)今子午線輪胎橡膠－鋼絲黏合增進(jìn)劑的主流與發(fā)展產(chǎn)品。
目前，國內(nèi)外新癸酸鈷生產(chǎn)工藝一般是采用氫氧化鈷、有機(jī)酸等原料在甲苯和二甲苯等有機(jī)溶劑體系中反應(yīng)合成。甲苯和二甲苯是易燃易爆物質(zhì)，毒性較大，醫(yī)學(xué)界已確認(rèn)甲苯和二甲苯是白血病致病物質(zhì)之一，大量甲苯和二甲苯的使用不但在生產(chǎn)和使用過程中存在嚴(yán)重的安全隱患，而且會因其殘留而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
以水替代甲苯和二甲苯作為鈷鹽反應(yīng)體系的溶劑，用超細(xì)氫氧化鈷與復(fù)合有機(jī)酸反應(yīng)制備新癸酸鈷，主要原材料有丙酸、新戊酸和新癸酸（分析純），氫氧化鈷（化學(xué)純），氫氧化鈉（分析純）。
復(fù)合有機(jī)酸與鈷的物質(zhì)的量比在1.6以下時(shí)，新癸酸鈷的鈷含量隨其比例增大而提高，復(fù)合有機(jī)酸與鈷的物質(zhì)的量比超過1.6后，新癸酸鈷的鈷含量基本不變。這可能是由于復(fù)合有機(jī)酸與鈷的物質(zhì)的量比太小導(dǎo)致反應(yīng)不完全，致使部分未反應(yīng)的超細(xì)氫氧化鈷隨溶劑水一起被除去所致。
在復(fù)合有機(jī)酸與鈷的物質(zhì)的量比一定的情況下，攪拌速率對反應(yīng)有著明顯影響，當(dāng)攪拌速率小于500r.min-1時(shí)，攪拌速率增大，反應(yīng)速度明顯加快，這是由于攪拌速率增大，有利于水中超細(xì)氫氧化鈷與有機(jī)酸的有效接觸，這在反應(yīng)初期尤為明顯。而攪拌速率超過500r.min-1時(shí)，反應(yīng)時(shí)間變化不大。
在反應(yīng)溫度110℃以下時(shí)，隨著反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)時(shí)間快速縮短，但是達(dá)到110℃后，反應(yīng)時(shí)間變化逐漸減慢，這是由于升高反應(yīng)溫度不但能夠提高反應(yīng)速率，同時(shí)反應(yīng)體系黏度減小，更有利于反應(yīng)物料的分散；但反應(yīng)達(dá)到一定程度后，隨著反應(yīng)體系黏度增大，這種變化不再明顯。
新癸酸鈷在膠料中的應(yīng)用：風(fēng)神輪胎股份有限公司對本試驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行了應(yīng)用性能評價(jià)試驗(yàn)。與普通新癸酸鈷膠料相比，水溶劑法新癸酸鈷膠料的300%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度略高，耐屈撓疲勞和熱老化后性能更好，老化前與熱老化后、鹽水老化后的橡膠-鋼絲H抽出力較大。
以水為溶劑，用超細(xì)氫氧化鈷和復(fù)合有機(jī)酸為原料合成了橡膠黏合增進(jìn)劑新癸酸鈷。水溶劑法新癸酸鈷產(chǎn)品的紅外光譜、理化性質(zhì)及在膠料中的應(yīng)用性能都達(dá)到或超過新癸酸鈷RC-D20的水平。新型水溶劑法新癸酸鈷的生產(chǎn)過程綠色安全，產(chǎn)品無溶劑殘留。以水代替有機(jī)溶劑，降低了產(chǎn)品成本，有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
陸金城，賀敏強(qiáng)，陳西農(nóng)，萬金城 鎮(zhèn)江邁特化工新材料有限責(zé)任公司
《橡膠科技市場》 2012年第7期
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