NVR/ECO共混制備耐乙醇汽油膠料的研究*

郭 潛，王顯妮，周曉慧，李楚璇

（陜西省石油化工研究設(shè)計院，陜西西安 710054）

乙醇汽油具有燃燒充分，燃燒效率高、排放污染低等優(yōu)點，但乙醇由于分子量小，極性強，比汽油更容易滲透到橡膠中發(fā)生溶脹破壞，導(dǎo)致橡膠件損壞。丁腈橡膠具有優(yōu)異的耐油性、低的壓縮永久變形、良好的加工性能，在耐油橡膠制品中獲得了廣泛的應(yīng)用，約占車用耐油密封件生產(chǎn)用膠的70%以上[1]。乙醇汽油的推廣使用，導(dǎo)致車輛原用的丁腈密封件極易損壞，出現(xiàn)油路堵塞等現(xiàn)象。而氯醇橡膠(ECO)由于分子量較高，結(jié)構(gòu)高度飽和，帶有含氯甲基的側(cè)鏈，并具有耐熱、耐寒、耐油、耐臭氧、耐燃燒、耐酸堿和耐溶劑等性能，難溶于甲醇、乙醇。而PVC耐乙醇性能優(yōu)于丁腈橡膠，本研究擬采用丁腈橡膠與PVC經(jīng)乳液聚合的橡塑合金NVR與氯醇橡膠（ECO）共混，以探索制備優(yōu)異的耐乙醇汽油橡膠材料。

1 實驗部分

1.1 原材料與儀器

1.1.1 原材料

橡塑合金NVR(N7050)，賽可德公司產(chǎn)品；氯醇橡膠ECO（T3100）日本瑞翁公司產(chǎn)品，F(xiàn)EF539炭黑、高耐磨炭黑、氧化鋅等均為常用橡膠工業(yè)品。乙醇汽油92#汽油（70%）+乙醇（30%），92#汽油及乙醇均為市售工業(yè)品。

1.1.2 實驗設(shè)備

XK-160A型開煉機；QLB-D型平板硫化機；XLL-2500N拉力機；電子分析天平

1.2 基本配方

NVR/ECO, 100；氧化鋅5；硬脂酸1；防老劑D 2；炭黑45～65；增塑劑5～15；硫化體系，變量；其余助劑6（注：配方中NVR為NBR/PVC=70/30，NVR/ECO為變量）。

1.3 試樣制備

將NVR及ECO分別在開煉機上按混煉工藝制成母煉膠，再按不同比例共混并加入硫化劑，制成混煉膠。在平板硫化機上硫化試片，出模后常溫停放24h后制樣，進行性能測試。

1.4 性能測試

拉伸性能按GB/T 528測試；硬度按GB/T 531測試；耐乙醇汽油測試方法按GB/T 1690測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 共混比的影響

幾種不同共混比對NVR/ECO共混膠耐乙醇汽油性能的影響見表1。

由表1看出，在共混膠中，并用ECO的膠料在乙醇汽油中的體積變化率均小于空白的，共混比為80/20膠料在乙醇汽油中的體積變化率最小，但當并用比為70/30時，體積變化率反而變大[2]，這可能是：ECO膠料的并入，雖然對NVR的耐乙醇汽油性能有一定的改善，但用量過大,導(dǎo)致兩膠的相容性變差，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)差異化變大，反而降低了膠料的綜合性能和耐液體性能，所以，并用比以80/20為佳。

表1 共混比對共混膠性能的影響Table 1 The effect of blending ratio on properties of blends

2.2 填料的影響

橡膠用補強劑及填料種類繁多，本文選取了兩種種常用的炭黑和和兩種淺色填料進行實驗，幾種填料對NVR/ECO共混膠耐乙醇汽油性能的影響見表2。

表2 填料對共混膠性能的影響Table 2 The effect of fillers on properties of blends

由表2看出，炭黑填充的膠料在乙醇汽油中的體積變化率明顯小于白炭黑、輕鈣及白炭黑/輕鈣組成的淺色填料，這可能是由于炭黑與橡膠的相容性優(yōu)于淺色填料，且在膠料中分散度高于淺色填料，導(dǎo)致膠料的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)致密度更好[3]，耐液體性能更強。尤以FEF/高耐磨并用的膠料性能最佳。

2.3 硫化體系的影響

NVR/ECO共混膠可用多種硫化體系和硫化劑進行硫化，本文選取了幾種常見的硫化劑和硫化體系進行實驗，硫化體系對NVR/ECO共混膠耐乙醇汽油性能的影響見表3。

表3 硫化體系對共混膠性能的影響Table 3 The effect of curing system on properties of blends

由表3看出，共混膠使用復(fù)合硫化體系耐乙醇汽油性能最好，硫磺硫化體系次之，過氧化物體系和有效硫化體系最差。這可能是復(fù)合硫化體系硫化的膠料中多硫鍵與單硫鍵、碳碳鍵相互作用，膠料交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更加致密和穩(wěn)定，使分子滲透阻力增大，從而提高了膠料的耐乙醇汽油性能。

3 結(jié)論

（1）NVR與ECO共混膠，選擇合適的共混比有助于提高共混膠的耐乙醇汽油性能，本實驗以80/20最佳。

（2）共混膠填料選擇的不同，對耐乙醇汽油性能影響較大，選擇以炭黑為佳，盡量避免使用淺色填料，本實驗認為以FEF/高耐磨炭黑較好。

（3）共混膠硫化體系的選擇，以復(fù)合硫化體系較好，本實驗以S/DCP/NOBS配合獲得了較好的耐乙醇汽油性能，份數(shù)為1.2/1/1.5。