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文档简介
1、 hnbr/evm的并用研究 严明毛积祥摘要:文章对氢化丁腈橡胶(hnbr)与乙烯醋酸乙烯酯橡胶(evm)不同并用比的共混胶进行了物理机械性能、耐老化性、耐油性、粘接性和动态性能的对比研究,结果表明:hnbr与evm具有较好的相容性,其并用胶具有较好的综合性能。关键词:氢化丁腈橡胶;乙烯醋酸乙烯酯橡胶;并用:tq333 :a :1009-2374(2013)20-0010-03氢化丁腈橡胶(hnbr)是丁腈橡胶的加氢产物,除了具有丁腈橡胶本身的耐油特性外,还由于分子链的高饱和性,赋予它优良的耐热性、耐候性、耐臭氧老化性。同时,由于hnbr分子
2、规整度的提高、结晶性的增强,赋予它较高的拉伸强度、优异的耐磨性以及较低的渗油性。但由于hnbr的价格一直比较昂贵,限制了其应用范围的拓展。乙烯醋酸乙烯酯橡胶(evm)是一种分子链完全饱和的聚合物,因此具有优异的耐老化性、耐酸碱性,并且随着醋酸乙烯酯的含量(va含量)增加,耐油性增加。但evm粘度较低,加工性差,并且eam是酯类聚合物,耐水性较差。hnbr与evm分子结构相似,极性相近,且过氧化物都是其有效的交联剂,因此具有较好的共硫化性。hnbr/evm不仅降低了hnbr的成本,兼具了二者的性能优点,而且改善了evm的加工性。本文拟对hnbr与evm并用,探讨不同并用比对共混胶性能的影响,希望
3、可以用evm部分取代hnbr,达到降低hnbr成本的目的,以便拓宽hnbr的应用。1 实验1.1 主要原材料hnbr,牌号3446,朗盛化学(上海)有限公司产品,丙烯腈含量34%;evm,牌号700hv,朗盛化学(上海)有限公司产品,va含量70%;n550碳黑,上海卡博特碳黑厂产品。其他配合剂均为一般市售工业品。1.2 主要仪器设备xk-150型开放式炼胶机,青岛第一橡塑机械厂产品;qlb型平板硫化机,上海第一橡塑机械厂产品;m2000-a型硫化仪,高铁检测仪器有限公司产品;ai-5000型拉力试验机,高铁检测仪器有限公司产品;404a型老化试验箱,江苏明珠试验机械有限公司产品;rh-200
4、0压缩生热试验机,高铁检测仪器有限公司产品。1.3 试样制备基本配方为:hnbr/evm 100;氧化锌 5;硬脂酸 1;防老剂445 1.0;防老剂zmmbi 1.0;n550碳黑 50;dcp 3.5;tac/s 2。合计:173.5。先在开炼机上分别制备hnbr与evm的混炼胶,然后再按不同并用比例掺混均匀,以制备共混胶,出片停放。用硫化仪测定正硫化时间后,使用平板硫化机制得试样。试样硫化条件:160×20min,后处理条件:150×2h。1.4 性能测试硫化胶各项性能的测试均按相应的国家标准执行,其中撕裂强度采用直角形试样;压缩永久变形采用a型试样,压缩率25%。2
5、 结果与讨论2.1 并用比对硫化特性的影响hnbr/evm不同并用比对胶料的硫化参数见表1。从t10及t90值来看,随着evm比例的增加,胶料的焦烧时间延长,而正硫化时间反而缩短,这对提高硫化效率有利。从最小扭矩ml值来看,随着evm比例的增加,ml值减小,这是因为evm的门尼粘度更低,随着evm比例提高,胶料流动性增加,这对改善高粘度的hnbr的加工性有利。从最大扭矩mh值来看,随着evm比例的增加,mh值减小,这是因为hnbr具有较高的剪切模量,其硬度及定伸比evm高。2.2 并用比对基本物理性能的影响从表2的基本物理性能来看,胶料的门尼粘度随evm含量的增加而逐渐降低,这对改善hnbr的
6、加工性能,尤其注射性能有利。随着evm比例增加,胶料硬度增加,而拉伸强度及撕裂强度降低,说明同样的配方,hnbr具有更高的力学性能,而evm具有更高的交联密度;200%定伸先增加后降低,这说明适当并用evm对提高hnbr的定伸应力有所帮助,且有一最佳并用比。2.3 并用比对耐热空气老化性能的影响从表3的耐热性能来看,所有胶料都具有较高的性能保持率。但从各组胶料的性能来看,a、b胶料老化后扯断伸长率降低,而拉伸强度增加了,说明hnbr比evm具有更明显的老化交联倾向;d、e胶料老化后硬度变化最小,且扯断伸长率和撕裂强度增加了,说明evm比hnbr具有更好的耐热性。从压缩永久变形的结果来看,随着e
7、vm含量的增加,胶料的压缩永久变形减小,这对高温密封性能有利。evm比hnbr表现出更好的抗高温压缩永久变形性能,一方面是evm交联程度深,另一方面是evm耐热性更好。2.4 并用比对耐油性能的影响从表4的耐油性能来看,在溶胀性较小的irm901油中,经过高温侵泡后,所有胶料均表现出较好的性能保持率,并且随着evm含量的增加,体积变化率减小,说明evm在油中的体积收缩更小,这对提高胶料的密封性能是有利的。但在溶胀性较大的irm903油中,随着evm含量增加,性能保持率降低,体积变化率变大,说明evm耐溶胀性大的油品的能力较弱,在这些油品中用evm取代或部分取代hbnr时要引起注意。2.5 并用
8、比对粘接性能的影响从表5的粘接性能来看,随着evm含量的增加,胶料剥离强度与粘合强度均降低,说明evm的粘接性能较差。这与eam的分子结构有关,evm是完全饱和橡胶,分子链中无双键,橡胶与胶黏剂无法形成共价键。从试样破坏类型来看,a、b、c为橡胶破坏,d、e为橡胶与粘接剂间破坏。胶黏剂为:底涂chemlok205,面涂chemlok252。2.6 并用比对动态疲劳性能的影响从表6的动态性能来看,随着evm含量的增加,胶料的压缩疲劳性能提高,具体表现在胶料生热低、变形小。这可能是因为evm分子量小、门尼粘度低、交联密度高、耐热性好的原因。这对动态密封或动态减震的场合是非常有益的。3 结语(1)h
9、nbr与evm具有较好的共硫化特性,并且随着evm在hnbr中并用比例的增加,胶料的流动性提高,压缩永久变形减小,但拉伸强度、定伸应力、撕裂强度等力学性能降低。(2)hnbr/evm可以提高hnbr的耐热性,但粘接性能降低,因此,在与金属骨架粘接的场合,应慎用或不用evm。(3)hnbr、evm及其并用胶都具有较好的耐油性能,但对于溶胀性较大的油品,evm的体积变化率较大,使用时应引起注意。(4)hnbr/evm可以改善hnbr的动态疲劳性能,对提高hnbr动态密封或动态减震性有利。参考文献1 申迎军,等.hnbr橡胶与evm橡胶的并用研究j.特种橡胶制品,2009,30(5):19-21.2 张美玲.evm橡胶的性能与聚合物中乙酸乙烯酯含量的关系j.橡胶参考资料,2000,30(5):49-57.中国高新技术企业
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