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泰州科德橡胶机械开炼机:高定伸、低压缩永久变形丁腈橡胶性能的研究

发布时间:2018-01-23 23:07:00 点击:    编辑:澳门棋牌娱乐游戏平台

泰州科德橡胶-开炼机2018年1月23日讯  橡胶密封材料,由于受机械力、介质及空气中的氧和温度的共同作用产生累积永久变形,导致密封材料压缩比减小而产生泄漏,丧失其机械性能。选择压缩永久变形为评价指标可以准确反映制品的使用性能。随着机械工业的发展,对密封圈、油封等耐油澳门棋牌娱乐游戏平台要求越来越高,这就要求橡胶具有较高的强度和在高温下有较低的压缩永久变形。

丁腈橡胶以优良的耐油性、耐热性、物理机械性能、易加工性能且价格低廉等优点,已成为汽车、航空、仪表和机械制造等工业部门重要的密封材料。根据制品工作条件,对丁腈橡胶的性能要求也日趋提高,特别是要求改善压缩永久变形性能。

本文着重研究了在1,12二叔丁基过氧基23,3,52三甲基环己烷(3m硫化剂)过氧化物硫化体系下,N,N2间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)对丁腈橡胶100%定伸应力、硬度及压缩永久变形的影响,并对其影响机理作了初步探讨。

1 实验部分

1.1 主要原材料

    丁腈橡胶,JSP230S;二硫化四甲基秋兰姆(TT)、硫黄、1,1-二叔丁基过氧基-3,              3,5-三甲基环己烷(3m硫化剂);其他配合剂均为橡胶工业常用国产原材料。

1.2 试验配方

丁腈橡胶,100;氧化锌,5.0;硬脂酸,1.0;防老剂RD,1.5;炭黑,50;3m硫化剂,2.0;HVA-2,变量。

1.3 试样制备及性能测试

     在150mm开炼机上按常规混炼方法进行混炼,硫化温度为150℃,硫化时间为硫化仪所测得的t90,用25t电热平板硫化机硫化试样。

    按照GB/T528-1998标准,在GT-TCS-2000型电子拉伸试验机上测试试样的拉伸强度、100%定伸应力等。

    按照GB/T528-1999标准,对试样撕裂强度进行测试。拉伸速度为500mm/min,试片厚度为2mm。

       按照GB/T531-1999标准,采用XY-1型邵尔A型硬度计对试样硬度进行测试。

       按GB/T1683-1981标准测试试样压缩永久变形,压缩率25%,实验温度150℃,压缩时间24h。

      交联密度的测试:采用平衡溶胀法测试硫化胶的表观交联密度。将已知质量的试样置于乙酸乙酯溶剂中,室温下溶胀至平衡溶胀状态,受测试样恒重时为止。测试恒重后试样质量,按下式计算硫化胶的总交联密度:

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式中:Vr-硫化胶表观密度;

ma-溶胀后试样质量;

mb-溶胀前试样质量;

ρr-生胶密度;

ρs-溶剂密度;

α-配方中生胶质量分数。

2 结果与讨论

2.1 HVA-2用量对交联密度的影响

        如图1,随着HVA-2用量的增加,丁腈橡胶硫化胶的交联密度增大。这说明HVA-2是一个很好的交联活性助剂,可以有效地提高丁腈橡胶硫化胶的交联密度。这是由HVA-2本身的结构所决定的,因为HVA-2分子的2个5元杂环中各有1个顺式双键,在硫化过程中此双键被过氧化物引发致使π键打开,形成HVA-2自由基活性种,该活性种可以与NBR发生共交联反应,从而起到了交联助剂的作用,使得硫化胶交联密度增大。

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2.2 HVA-2用量对100%定伸应力的影响

          如图2,随着HVA-2用量的增加,丁腈橡胶硫化胶的100%定伸应力有很大提高。这是因为定伸应力作为材料刚性的量度,它表征了硫化胶总的交联密度,定伸应力和硫化胶总的交联密度之间存在着线性关系,而随着HVA-2用量的增大,硫化胶总的交联密度增大,因此导致丁腈橡胶100%定伸应力有很大提高。当用量为5份时,100%定伸应力达到18.9MPa。

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2.3 HVA-2用量对压缩永久变形的影响

         如图3,随着HVA-2用量的增加,硫化胶压缩永久变形性能得到了很大提高。这是因为橡胶的压缩永久变形跟硫化胶的结构、交联键类型和交联密度有关。对于同一种橡胶,其硫化胶的交联键键能越大,压缩永久变形就越小;在同种交联键类型下,交联密度大的硫化胶,其压缩永久变形比较小。在本试验硫化体系中由于形成的交联键都为碳-碳键,所以其压缩永久变形主要由橡胶的交联密度决定。因此,随着HVA-2用量增加,硫化胶交联密度增大,其压缩永久变形降低。在用量为5份时,压缩永久变形为19%。

2.4 HVA-2用量对硬度的影响

       如图4,橡胶硬度表征了橡胶抵抗压缩变形的能力,硬度同定伸应力一样都是作为橡胶材料刚性的量度。因此,它随HVA-2用量的变化趋势和100%定伸应力的变化趋势一样,也是随着HVA-2用量的增大而增大。当用量达到5份时,材料硬度为81度。

3 结论

       在3m过氧化物硫化体系中,HVA-2起着很好的共交联剂作用。随着其用量的增加硫化胶的交联密度、100%定伸应力和邵尔A硬度均增大,压缩永久变形减小。当用量为5份时,100%定伸应力为18.9MPa,压缩永久变形为19%,硬度为81度,具有很好的综合力学性能。


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