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丙烯酸酯橡胶的应用和工艺技术

嘉峪检测网        2021-12-08 15:58

橡胶工业应用的各种合成橡胶中,有一种弹性体是以丙烯酸烷基酯为基本原料并与少量具有交联活性基团单体共聚产生的共聚物,其主链是饱和型且含有极性酯基,科研技术人员把它命名为丙烯酸酯橡胶[ACM]。

 

虽然目前在应用的合成橡胶品种中占的比例不大,可是随着汽车工业的迅速发展,利用它的耐热油及耐热综合性能,正适用于接触热油发动机各部位的橡胶配件。其实丙烯酸酯橡胶发展历史并不比其它合成橡胶晚,屈指算来也有百年历史,上世纪六十年代,当我们国家尚未对它作深刻认识时,而美国CYanamide公司已开始工业化生产并投放市场,用于制造接触热油的橡胶配件。之后,日本,德国,加拿大,前苏联等相继生产ACM,这得益于六十年代高速汽车的发展,拉动了对ACM的需求及发展。

 

ACM橡胶经过几十年的优化,已经根据使用需要和加工的要求,生产出不同交联单体,和不同硫化体系的丙烯酸酯橡胶。如含氯多胺交联型,不含氯多胺交联型,自交联型,羧基铵盐交联型,皂交联型及特种丙烯酸酯橡胶。

 

与其他合成橡胶相比,丙烯酸酯橡胶有它独特性能,总的说来,它兼具耐油及耐热性,且力学性能又较好。比耐油的丁腈橡胶在耐热性方面略胜一筹,可达到180摄氏度,而比其力学性能又比以耐油,耐热见长的氟橡胶优胜。众所周知,丙烯酸酯橡胶有不耐寒的短板,但经过科技人员的不断改进,耐寒型和超耐寒型的丙烯酸酯橡胶AEM已经商品化投放市场。

 

从综合性能对丙烯酸酯的评价,会有利于配方设计人员在选用上有所帮助。丙唏酸酯橡胶突出的性能是:

 

1、耐热性,它仅次于氟胶。最高使用溫度可达到180摄氏度,间歇或短时间工作温度可达200摄氏度。放在热空气中,经过数年,可以无明显変化,这种性能其它橡胶是无法达到的。

2、耐热油性能突出,这也是为什么人们称它为"车用橡胶"的缘由,特别是耐一些含硫及其它化合物添加剂的油类,而其它橡胶是做不到的。

3、由于丙唏酸橡胶的化学结构,还特别耐臭氧老化。

4、优良的抗屈挠龟裂性,这对于高速行驶的汽车橡胶配件耐久性和安全性,非常重要。

5、气密性好。

6、高温下压缩永久变形较小,这也是ACM的优点。

 

众所周知,在现有的合成橡胶中,至今还没有一种全能橡胶,由于化学结构的不同,毎种合成橡胶都各有其优缺点,关键是根据使用条件,用其所长,避其所短。

 

丙烯酸酯橡胶其性能也有其不足之处。如在炼胶时易粘辊筒,硫化速度慢,胶料气味大,对模具有腐蚀性,耐水性差,但"瑕不掩瑜",只要用对地方,丙烯酸酯橡胶还是大有作为。随着合成技术的进步,丙烯酸酯橡胶存在的不足,经过科研人员的不断努力改善,已逐步得到解决。瑞翁化工公司生产的丙烯酸酯橡胶,已解决了粘辊问题,对于丙烯酸酯橡胶耐寒性,科研人员采用丙烯酸烷氧基烷基酯的共聚,开发出不同等级的耐寒姓丙烯酸橡胶品种,在耐水性差及腐蚀模具方面,也有所改善。

 

基于丙烯酸酯橡胶的优越耐热油突出性能,现已在汽车发动机部位密封及管道方面广泛使用。如汽车发动机各种密封垫,O形圈,散热噐,加热器上的各种软管,点火线和导线护套,火花塞蓋,阀门杆挡油器等,只要涉及到耐热油部位,丙烯酸酯橡胶将必是首选胶种。

 

丙烯酸酯橡胶在配合和加工方面与其它胶种相比,有它自身特点。由于它主要用于制造耐热油的橡胶配件,所以很少用软化剂,以避免制品在与热油接触中,产生挥发和迁移及抽出。如果实在为了改善耐寒和工艺流动性,可加少量聚酯类增塑剂。由于丙烯酸酯橡胶本身就具有耐热耐老化性,制品通常不用加防老剂。如果制品使用的工况条件在150至170摄氏度时,可添加能在高瑥条件下不挥发,不被热油抽出的防老剂,如445,630F等防老剂,效果较好。这样,丙烯酸酯橡胶配方相对简约,仅包括硫化剂,填充补強剂,和少量操作助剂。

 

目前使用最多的丙烯酸酯橡胶,主要是活氯型产品其常用的硫化体系为:1、皂类,硫黃,并用硫化体系,如硬脂酸钠,硬脂酸钾和油酸钠,2、N,N-二亚肉桂基-1.6-已二胺基硫化体系,3、TCY[1,3,5-三巯基-2.4.6-均三嗪]硫化体系。如果是环氧型丙烯酸酯橡胶,硫化体系则使用多胺类,有机羧酸,二丁基二硫代氨基甲酸锌作硫化体系。基于丙烯酸酯橡胶是非结晶型橡胶,纯胶的机械強度很低,仅有2MPa,不加补強剂是没有使用价值的。试验证明,以高耐磨炭黑加入效果最好。其用量在50份(以生胶100份计)如白色制品可选用偏碱性白炭黒,及添加三乙醇胺作硫化活性剂。

 

在炼胶工艺和成型工艺上与其它胶种基本相同。可在开炼机上混炼,但要注意粘辊,如在密炼机上混炼,可把密炼机转子速度降低,排胶温度控制在110-120摄氏度为宜。最好分A\B炼。A炼即除硫化剂未加,其它助剂全加,B炼,即单独加硫化剂,这样可避免胶料焦烧。制品成型硫化工艺与其它胶种硫化工艺基本相同,最佳硫化温度为160至170摄氏度,如果是皂系硫黄体系,则必须使制品作二次硫化,以提高压缩永久变形性能。如果采用TCY体系硫化,则需一段硫化就能达到正硫化效果而不用再二次硫化。

 

综上所述,随着汽车工业,机械工业,化学工业的快速发展,丙烯酸酯橡胶这个既"古老"又"年轻"的被誉为"车用橡胶"美称的弹性体,将大有用场,尤其是通过改性,引入有矶硅,乙烯,带长链扱性化合物,含杂原子基团单体等,可有效改善丙烯酸酯橡胶在耐寒性,耐油性和压缩永久变形,使得丙烯酸酯橡胶用途更加广泛。我们只有认识它,了解它,才能运用自如,使丙烯酸酯橡胶更好为人类服务。

 

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