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淺談丙烯酸酯橡膠的應(yīng)用和工藝技術(shù)

文章出處:責(zé)任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2021-10-08【

 在橡膠工業(yè)應(yīng)用的各種合成橡膠中,有一種彈性體是以丙烯酸烷基酯為基體原料并與少量具有交聯(lián)活性基團(tuán)單體共聚產(chǎn)生的共聚物,其主鏈?zhǔn)秋柡托颓液袠O性酯基,科學(xué)家把它命名為丙烯酸酯橡膠[ACM]。雖然目前在應(yīng)用的合成橡膠中占的比例不大,可是隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展,而它的耐油耐熱的綜合性能,正適用于接觸熱油發(fā)動(dòng)機(jī)各部位的橡膠配件。其實(shí)丙烯酸酯酯橡膠發(fā)展歷史并不比其它合成橡膠晚,屈指算來(lái)也有百年。上世紀(jì)六十年代,當(dāng)我們國(guó)家尚未對(duì)它作深刻認(rèn)識(shí)時(shí),而美國(guó)Cyanamide公司己開始工業(yè)化生產(chǎn)并投放市場(chǎng),用作制造接觸熱油的橡膠配件。之后,日本,德國(guó),加拿大,前蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)ACM,并且得益于六十年代高速汽車的發(fā)展,對(duì)ACM的需求及發(fā)展,起到很大的推動(dòng)作用。

 
ACM橡膠經(jīng)過(guò)幾十年的優(yōu)化,己經(jīng)根據(jù)使用需要和加工工的要求,生產(chǎn)出含不同交聯(lián)單體,和不同硫化體系的丙烯酸酯橡膠。如含氯多胺交聯(lián)型,不含氯多胺交聯(lián)型,自交聯(lián)型,羧基銨鹽交聯(lián)型,皂交聯(lián)型及特種丙烯酸酯橡膠。
 
與其它合成橡膠相比,丙烯酸酯橡膠有它獨(dú)特的性能??偟恼f(shuō)來(lái),它兼具耐油耐熱性,且力學(xué)性能又較好,比其耐油丁腈橡膠,在耐熱性能方面略勝一籌,可達(dá)180攝氏度,而比其力學(xué)性能又比以耐油,耐熱見長(zhǎng)的氟橡膠優(yōu)勝,眾所周知的丙烯酸酯橡膠不耐寒的弱點(diǎn),也經(jīng)科技工作者不斷改進(jìn),耐寒型和超耐寒性的丙烯酸酯橡膠已經(jīng)商品化投放市場(chǎng)。
 
從綜合性能對(duì)丙烯酸酯橡膠的評(píng)價(jià),會(huì)有利于配方設(shè)計(jì)人員在選用時(shí)有幫助。
 
丙烯酸酯橡膠突出的長(zhǎng)處為:
 
1]耐熱性,僅次于氟膠,最高使用溫度可達(dá)到180攝氏度,間歇或短時(shí)間工作溫度可達(dá)200攝氏度。放在熱空氣中,經(jīng)過(guò)數(shù)年,竟無(wú)明顯變化,這是其它橡膠很難達(dá)到的。
 
2],耐熱油性能突出,這也是為什么稱它為"車用橡膠"的緣由,特別是一些含硫及其它化合物添加劑的油類,其它橡膠是做不到的。
 
3]由于丙烯酸酯橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu),特別耐臭氧老化。
 
4]優(yōu)良的抗屈撓龜裂性,這對(duì)于高速行駛的汽車橡膠配件耐久性和安全性,非常重要。
 
5]氣密性較好
 
6]高溫下壓縮永久變形較小。這也是難得的。
 
眾所周知,在現(xiàn)有的合成橡膠膠種中,至今還沒有一種全能橡膠。由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同,每種合成橡膠,都各有其優(yōu)缺點(diǎn),關(guān)鍵是根據(jù)使用條件,用其所長(zhǎng),避其所短。丙烯酸酯橡膠其性能也有不足處:如在煉膠時(shí)易粘輥筒。硫化速度慢,膠料氣味大,對(duì)模具有腐蝕性,耐水性差。但"瑕不掩瑜",只要用對(duì)地方,丙烯酸酯橡膠還是大有作為。隨著合成技術(shù)進(jìn)步,
 
丙烯酸酯橡膠存在的不足,經(jīng)過(guò)科研人員的不斷努力改善,己逐步得到解決。瑞翁公司生產(chǎn)的丙烯酸酯橡膠,已解決了粘輥問題,對(duì)于丙烯酸酯橡膠耐寒性,科研人員采用丙烯酸烷氧基烷基酯的共聚合,開發(fā)出不同等級(jí)的耐寒丙烯腈橡膠品種,在耐水性差及腐蝕模具方面,有的廠家己有改善。
 
基于丙烯酸酯橡膠的耐熱油突出特點(diǎn),現(xiàn)己在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部位密封及管道方面廣泛應(yīng)用。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各種密封墊,o形圈,散熱器,加熱器的各種軟管,點(diǎn)火線和導(dǎo)線護(hù)套,火花塞蓋,閥門桿擋油器等,只要涉及到耐熱油方面,丙烯腈橡膠將必是首選膠種。
 
丙烯酸酯橡膠在配合和加工方面,與其它膠種配合也有些自身特點(diǎn),由于它主要用于制造耐熱油的橡膠配件,所以很少使用軟化劑,以避免制品在與熱油接觸中產(chǎn)生揮發(fā),遷移,和抽出。如果實(shí)在為了改善耐寒和工藝流動(dòng)性,可加少量聚酯類增塑劑。由于丙烯酸橡膠本身就具有耐熱耐老化性能,制品通??刹惶砑臃览蟿?,如果制品使用的工況條件在150至170攝氏度,可添加能在高溫條件下不揮發(fā),不被熱油抽出的防老劑,如445,630F等效果較好。這樣,丙烯酸酯橡膠配方相對(duì)簡(jiǎn)約,僅包括硫化劑,填充補(bǔ)強(qiáng)劑,和少量操作助劑。
 
且前使用最多的丙烯酸酯橡膠,主要是活性氯型產(chǎn)品,其常用的硫化體系為:1]皂類/硫黃并用硫化體系。如硬脂酸鈉,硬脂酸鉀和油酸鈉。2],N,N-二亞肉桂基-1,6-已二胺基硫化體系。3]TCY[1,3,5-三巰基-2,4。6-均三嗪]硫化體系。如果是環(huán)氧型丙烯酸酯橡膠,硫化體系則使用多胺類,有機(jī)羧酸銨鹽,二硫代甲酸鹽等。如果是羧酸型丙烯酸酯橡膠,則釆用異氰酸酯/三甲基十八烷基溴化銨,或三聚硫氰酸/二丁基二硫代氨基甲酸鋅作硫化體系。
 
基于丙烯酸酯橡膠是非結(jié)晶型橡膠,純膠機(jī)械強(qiáng)度很低,僅有2MPa,不加補(bǔ)強(qiáng)劑無(wú)使用價(jià)值。經(jīng)驗(yàn)證明,以高耐磨炭黑效果最好,其用量在50份[以生膠100計(jì)]達(dá)到最佳力學(xué)性能。白色制品可選用偏堿性白炭黑,但要考慮硫化速率。適當(dāng)添加三乙醇胺等硫化活性劑。
 
在煉膠工藝和成型工藝基本與其它膠種相同,可在開煉機(jī)上煉也可在密煉機(jī)上混煉,但要注意粘輥。可把密煉機(jī)轉(zhuǎn)子速度降低,排膠溫度以110-120攝氏度為宜。最好分A煉[除硫化劑未加,其它助劑全加]和B煉[單獨(dú)加硫化劑],這樣可避免焦焼。成型硫化工藝[以平板模壓法為例]與其它膠種相同,最佳溫度為160-170攝氏度。如果是皂系-硫黃體系,必須要進(jìn)行二段硫化,以提高壓縮永久変形性能。如果釆用TCY體系硫化,則需一段硫化就能達(dá)到正硫化效果而不用二段硫化。
 
綜上所述,隨著汽車工業(yè),機(jī)械工業(yè),化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展,丙烯酸酯這個(gè)既"古老"又"年輕"被譽(yù)為"車用橡膠"美稱的彈性體,將大有用場(chǎng),尤其是通過(guò)改性,引入有機(jī)硅,乙烯,帶長(zhǎng)鏈極性化合物,含雜原子基團(tuán)單體等,可有效改善丙烯酸橡膠在耐寒性耐油性和壓縮永久變形,使得丙烯酸酯橡膠用途更加廣泛。我們只有認(rèn)識(shí)它,了解它,才能運(yùn)用自如,使丙烯酸酯橡膠更好地為人類服務(wù)。希望膠友們多多關(guān)注一下丙烯酸酯橡膠。
 
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