嚴(yán)明　毛積祥

摘要：文章對(duì)氫化丁腈橡膠（HNBR）與乙烯醋酸乙烯酯橡膠（EVM）不同并用比的共混膠進(jìn)行了物理機(jī)械性能、耐老化性、耐油性、粘接性和動(dòng)態(tài)性能的對(duì)比研究，結(jié)果表明：HNBR與EVM具有較好的相容性，其并用膠具有較好的綜合性能。

關(guān)鍵詞：氫化丁腈橡膠；乙烯醋酸乙烯酯橡膠；并用

中圖分類號(hào)：TQ333 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）20-0010-03

氫化丁腈橡膠（HNBR）是丁腈橡膠的加氫產(chǎn)物，除了具有丁腈橡膠本身的耐油特性外，還由于分子鏈的高飽和性，賦予它優(yōu)良的耐熱性、耐候性、耐臭氧老化性。同時(shí)，由于HNBR分子規(guī)整度的提高、結(jié)晶性的增強(qiáng)，賦予它較高的拉伸強(qiáng)度、優(yōu)異的耐磨性以及較低的滲油性。但由于HNBR的價(jià)格一直比較昂貴，限制了其應(yīng)用范圍的拓展。

乙烯醋酸乙烯酯橡膠（EVM）是一種分子鏈完全飽和的聚合物，因此具有優(yōu)異的耐老化性、耐酸堿性，并且隨著醋酸乙烯酯的含量（VA含量）增加，耐油性增加。但EVM粘度較低，加工性差，并且EAM是酯類聚合物，耐水性較差。

HNBR與EVM分子結(jié)構(gòu)相似，極性相近，且過(guò)氧化物都是其有效的交聯(lián)劑，因此具有較好的共硫化性。HNBR/EVM不僅降低了HNBR的成本，兼具了二者的性能優(yōu)點(diǎn)，而且改善了EVM的加工性。本文擬對(duì)HNBR與EVM并用，探討不同并用比對(duì)共混膠性能的影響，希望可以用EVM部分取代HNBR，達(dá)到降低HNBR成本的目的，以便拓寬HNBR的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

HNBR，牌號(hào)3446，朗盛化學(xué)（上海）有限公司產(chǎn)品，丙烯腈含量34%；EVM，牌號(hào)700HV，朗盛化學(xué)（上海）有限公司產(chǎn)品，VA含量70%；N550碳黑，上海卡博特碳黑廠產(chǎn)品。其他配合劑均為一般市售工業(yè)品。

1.2 主要儀器設(shè)備

XK-150型開放式煉膠機(jī)，青島第一橡塑機(jī)械廠產(chǎn)品；QLB型平板硫化機(jī)，上海第一橡塑機(jī)械廠產(chǎn)品；M2000-A型硫化儀，高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；AI-5000型拉力試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品；404A型老化試驗(yàn)箱，江蘇明珠試驗(yàn)機(jī)械有限公司產(chǎn)品；RH-2000壓縮生熱試驗(yàn)機(jī)，高鐵檢測(cè)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3 試樣制備

基本配方為：HNBR/EVM 100；氧化鋅 5；硬脂酸 1；防老劑445 1.0；防老劑ZMMBI 1.0；N550碳黑 50；DCP 3.5；TAC/S 2。合計(jì)：173.5。

先在開煉機(jī)上分別制備HNBR與EVM的混煉膠，然后再按不同并用比例摻混均勻，以制備共混膠，出片停放。用硫化儀測(cè)定正硫化時(shí)間后，使用平板硫化機(jī)制得試樣。試樣硫化條件：160℃×20min，后處理?xiàng)l件：150℃×2h。

1.4 性能測(cè)試

硫化膠各項(xiàng)性能的測(cè)試均按相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，其中撕裂強(qiáng)度采用直角形試樣；壓縮永久變形采用A型試樣，壓縮率25%。

2 結(jié)果與討論

2.1 并用比對(duì)硫化特性的影響

HNBR/EVM不同并用比對(duì)膠料的硫化參數(shù)見表1。從t10及t90值來(lái)看，隨著EVM比例的增加，膠料的焦燒時(shí)間延長(zhǎng)，而正硫化時(shí)間反而縮短，這對(duì)提高硫化效率有利。從最小扭矩ML值來(lái)看，隨著EVM比例的增加，ML值減小，這是因?yàn)镋VM的門尼粘度更低，隨著EVM比例提高，膠料流動(dòng)性增加，這對(duì)改善高粘度的HNBR的加工性有利。從最大扭矩MH值來(lái)看，隨著EVM比例的增加，MH值減小，這是因?yàn)镠NBR具有較高的剪切模量，其硬度及定伸比EVM高。

2.2 并用比對(duì)基本物理性能的影響

從表2的基本物理性能來(lái)看，膠料的門尼粘度隨EVM含量的增加而逐漸降低，這對(duì)改善HNBR的加工性能，尤其注射性能有利。隨著EVM比例增加，膠料硬度增加，而拉伸強(qiáng)度及撕裂強(qiáng)度降低，說(shuō)明同樣的配方，HNBR具有更高的力學(xué)性能，而EVM具有更高的交聯(lián)密度；200%定伸先增加后降低，這說(shuō)明適當(dāng)并用EVM對(duì)提高HNBR的定伸應(yīng)力有所幫助，且有一最佳并用比。

2.3 并用比對(duì)耐熱空氣老化性能的影響

從表3的耐熱性能來(lái)看，所有膠料都具有較高的性能保持率。但從各組膠料的性能來(lái)看，A、B膠料老化后扯斷伸長(zhǎng)率降低，而拉伸強(qiáng)度增加了，說(shuō)明HNBR比EVM具有更明顯的老化交聯(lián)傾向；D、E膠料老化后硬度變化最小，且扯斷伸長(zhǎng)率和撕裂強(qiáng)度增加了，說(shuō)明EVM比HNBR具有更好的耐熱性。

從壓縮永久變形的結(jié)果來(lái)看，隨著EVM含量的增加，膠料的壓縮永久變形減小，這對(duì)高溫密封性能有利。EVM比HNBR表現(xiàn)出更好的抗高溫壓縮永久變形性能，一方面是EVM交聯(lián)程度深，另一方面是EVM耐熱性更好。

2.4 并用比對(duì)耐油性能的影響

從表4的耐油性能來(lái)看，在溶脹性較小的IRM901油中，經(jīng)過(guò)高溫侵泡后，所有膠料均表現(xiàn)出較好的性能保持率，并且隨著EVM含量的增加，體積變化率減小，說(shuō)明EVM在油中的體積收縮更小，這對(duì)提高膠料的密封性能是有利的。但在溶脹性較大的IRM903油中，隨著EVM含量增加，性能保持率降低，體積變化率變大，說(shuō)明EVM耐溶脹性大的油品的能力較弱，在這些油品中用EVM取代或部分取代HBNR時(shí)要引起注意。

2.5 并用比對(duì)粘接性能的影響

從表5的粘接性能來(lái)看，隨著EVM含量的增加，膠料剝離強(qiáng)度與粘合強(qiáng)度均降低，說(shuō)明EVM的粘接性能較差。這與EAM的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，EVM是完全飽和橡膠，分子鏈中無(wú)雙鍵，橡膠與膠黏劑無(wú)法形成共價(jià)鍵。從試樣破壞類型來(lái)看，A、B、C為橡膠破壞，D、E為橡膠與粘接劑間破壞。

膠黏劑為：底涂CHEMLOK205，面涂CHEMLOK252。

2.6 并用比對(duì)動(dòng)態(tài)疲勞性能的影響

從表6的動(dòng)態(tài)性能來(lái)看，隨著EVM含量的增加，膠料的壓縮疲勞性能提高，具體表現(xiàn)在膠料生熱低、變形小。這可能是因?yàn)镋VM分子量小、門尼粘度低、交聯(lián)密度高、耐熱性好的原因。這對(duì)動(dòng)態(tài)密封或動(dòng)態(tài)減震的場(chǎng)合是非常有益的。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）HNBR與EVM具有較好的共硫化特性，并且隨著EVM在HNBR中并用比例的增加，膠料的流動(dòng)性提高，壓縮永久變形減小，但拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、撕裂強(qiáng)度等力學(xué)性能降低。

（2）HNBR/EVM可以提高HNBR的耐熱性，但粘接性能降低，因此，在與金屬骨架粘接的場(chǎng)合，應(yīng)慎用或不用EVM。

（3）HNBR、EVM及其并用膠都具有較好的耐油性能，但對(duì)于溶脹性較大的油品，EVM的體積變化率較大，使用時(shí)應(yīng)引起注意。

（4）HNBR/EVM可以改善HNBR的動(dòng)態(tài)疲勞性能，對(duì)提高HNBR動(dòng)態(tài)密封或動(dòng)態(tài)減震性有利。

參考文獻(xiàn)

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