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耐热橡胶配方设计小科普

* 来源: * 作者: admin * 发表时间: 2022/12/30 9:56:31 * 浏览: 623

        耐热橡胶是指在高温条件下长时间使用后,仍能保持原有力学性能和使用价值的硫化橡胶。耐热橡胶常用橡胶热老化前后性能变化量(如硬度)、性能变化率(如拉伸强度、伸长率)、性能保持率、性能积保持率(老化系数)表示其力学性能的变化情况。

       从耐热橡胶配方设计方面,可通过以下方法提高胶料的耐热性能:一是选择耐热和耐热氧老化性能好的橡胶;二是选择合适的硫化体系; 三是发展优良的稳定剂。

       耐热橡胶配方设计主要取决于选择耐热性能好的生胶品种。在进行耐热橡胶的配方设计时,应根据橡胶的使用温度和性能要求(耐介质、力学性能要求等)选择生胶品种,尽可能提高橡胶本身的耐热性和耐温性。一般情况下,具有较高的黏流温度、较高的热分解稳定性和良好的热化学稳定性的橡胶,耐热性能较好。

       实际应用中,一般耐热性能的生胶选择丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶;特殊耐热性能的生胶选择丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶;耐200〜300℃以上选硅橡胶、氟橡胶;耐300℃以上选用甲基乙烯基硅橡胶、氟醚橡胶等。

      耐热橡胶配方设计还要选择产生键能高、化学稳定的硫化体系。交联键的键能越大,硫化胶的耐热性越好。天然橡胶、丁苯橡交、丁腈橡胶等二烯类橡胶(氯丁橡胶除外)采用有效硫化体系或半有效硫化体系,硫化胶耐热性高于硫黄硫化体系硫化胶。传统的硫黄硫化体系(普通硫黄硫化体系)是高硫低促体系,硫用量不小 于2份,生成的交联键大多为多硫键。有效硫化体系采用低硫(0.3〜0.5份)高促(2〜4份)配合或无硫配合(单用高效硫载体),生成的交联键大多为单硫键和双硫键。半有效硫化体系中硫黄和促进剂的用量介于有效硫化及传统硫化体系之间,交联键为各占一定比例的单硫、双硫、多硫键。不同交联键的热稳定性按如下, 顺序排列:碳碳键>单、双硫键>多硫键。

      有机过氧化物是热硫化硅橡胶的主要硫化剂,也可用于硫化含不饱和双键的天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶,由于硫化胶的交联键为C一C键,因此耐热性好。常用过氧化二异丙 苯(DCP),用量2〜6份,它具有中等硫化速率,较高的交联效率。

      树脂硫化体系也具有较好的热稳定性。最常用的是丁基橡胶烷 基酚醛树脂硫化,由于在硫化过程中能形成稳定的一C一C一交联键,几乎不产生硫化返原现象,对热、机械作用的稳定性要一C一S— C一型或一C一S2 — C一型交联键髙,具有好的耐热性能硫化胶在150℃热老化120h,交联密度没有太大变化,制品可以在150〜170℃下使用。

       金属氧化物体系提供的耐热性好于硫键的醚键,广泛用于主链 的侧向含氯和极性基团的胶种,如氯丁、氯磺化聚乙烯、羧基丁腈等。由于这些胶种含有活性很大的氯原子或基团,使硫原子无法与双键反应。防护体系在耐热橡胶中能起到抑制热老化的作用,减轻 在热氧条件下橡胶交联网的受破坏程度或减缓催化氧化进程的速率,提高橡胶的耐热老化作用。不同橡胶应选用不同的防老剂,通常选用高效耐热型酮胺类和苯胺类防老剂(防老剂RD、 BLE、AP、D等)。

      丁基橡胶选用胺类防老剂无显著效果,但酚类防老剂〔如防老剂2246、 二烷基苯酚硫化物以及4,4'-亚甲基双6-叔丁基邻甲酚等〕明显地提高了橡胶的耐热性。氯丁橡胶宜用NBC防老剂。


      无机填充剂比炭黑耐热,在无机填料中对耐热配合比较适用的白炭黑、活性氧化锌、氧化镁、氧化铝和硅酸盐。在丁腈橡胶,炭黑的粒径越小,硫化胶的耐热性越低;白炭黑则可提高其耐热性;氧化镁和氧化铝对提高丁腈橡胶的耐热性有一定的效果。

      制造耐热橡胶,软化增塑剂选择原则是:①高温下稳定;②挥发性小;③软化点高于使用温度。

丁腈橡胶、氯醚橡胶可选用古马隆树脂、苯乙烯-茚树脂、聚酯、液体丁腈橡胶。增塑剂中,酯类增塑剂的耐热性较好,醚类、磷酸酯类和卤代烃类次之。

       三元乙丙橡胶、丁基橡胶与环烷油的相容性好,常被选用,缺点是环烷油的挥发分稍高,宜选用石蜡系高沸点操作油。对于耐热的丁基橡胶,建议使用古马隆树脂的用量不超过5份,也可以使用10〜20份凡士林或石蜡油、矿质橡胶和石油沥青树脂。乙丙橡胶通常采用环烷油和石蜡油作软化增塑剂。

硅橡胶、氟橡胶一般不添加软化增塑剂,氟橡胶有时为了改善加工性能,可采取并用少量低分子氟橡胶的办法。

      氯磺化聚乙烯橡胶可以采用酯类、芳烃油和氯化石蜡。以氯化石蜡为软化增塑剂时耐热性较好。以上就是耐热橡胶配方设计的部分小知识分享了,希望对各位有所帮助哦。