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助剂SEO在丙烯酸酯橡胶中的应用

作者/整理:http://www.voez.net/ 来源:http://www.voez.net/ 日期:2018-10-15

介绍了一种新型的助剂SEO对丙烯酸酯橡胶加工性能和物理性能的影响。试验结果表明:助剂 SEO用量为1份能够提高丙烯酸酯橡胶的硫化程度,可使硫化胶具有优异的物理机械性能、耐热空气老化、 耐热油老化性能及压缩永久变形性能。
丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯为主体经共聚而成的一 种带有可提供交联反应的活性基团单体的特种合成橡胶, 具有耐高温、耐热油、低压变等优良性能,已经广泛用于汽 车的密封材料及涡轮增压胶管。由于丙烯酸酯橡胶具 有较高的分子量,在加工过程中生热大,尤其是在生产挤 出制品时,挤出膨胀率大、流动性差、螺杆与胶料摩擦生热 快,在机头处的压力较大,胶料的逆流量增加。如果混 炼胶中不添加加工助剂,很容易在挤出过程中焦烧,造成 资源的浪费。一种新型的助剂SEO,其中有效成分为硬脂 醇聚醚-2磷酸酯,此物质具有优异的内润滑效果,并呈现 出酸性特点,能够促进胺类硫化丙烯酸酯橡胶的硫化速 度,从而提高硫化程度。本研究从配合体系、硫变特性、 物理机械性能、耐热老化耐油性能、压缩永久变形等性能 方面阐述了助剂SEO的作用及其特点。
1.实验部分
1. 1主要原材料
丙烯酸酯橡胶PA-526,日本NOK公司产品;防老剂 MBPA,助剂WS180,助剂SEO,增塑剂TP759,硫化剂 CLP5250,促进剂ACT55,炭黑N330、N550均为市售产品。
1. 2实验设备
开放式炼胶机,XK-160型,上海科创公司;密闭式无 转子硫化仪,UR-2010 SD型,优肯科技公司;平板硫化机,
HS-50T-NTMO型,佳鑫科技公司;电子拉力试验机,GV- 丁CS~2000型,高铁科技公司;热空气老化箱,HAT307P-n 型,哈丁科技公司;恒温油槽,JN-HWYC-3 5型,杰恩检测 设备公司。
1.3配方设计
生胶使用日本进口丙烯酸酯橡胶;防老剂MBP八可 以显著提高热老化后的拉断伸长率保持率;流动助剂 WS180能够有效地防止胶料粘辊;填充体系选用炭黑 N330和N550并用体系,使胶料的强度、压变及加工性等 综合性能达到最佳状态;硫化剂选用CLP5250,一种环保 型的胺类硫化剂。通过对助剂SEO的用量进行对比,最 终优化了 4个配方。即
1# :丙烯酸酯橡胶PA-526 100,防老剂MBP八2,助 剂 WS180 2,炭黑 N330 40,炭黑 N550 45,增塑剂 TP759 4,硫化剂CLP5250 2. 4,促进剂八CT55 I 5,合计:96. 9。
2# :丙烯酸酯橡胶PA-526 100,防老剂MBP八2,助 剂 WS180 2,助剂 SEO 0. 5,炭黑 N330 40,炭黑 N550 45, 增塑剂TP759 4,硫化剂CLP5250 2. 4,促进剂八CT55 1. 5,合计:197. 4。
3# :丙烯酸酯橡胶PA-526 100,防老剂MBP八2,助 剂 WS180 2,助剂 SEO 1,炭黑 N330 40,炭黑 N550 45,增 塑剂TP759 4,硫化剂CLP5250 2. 4,促进剂八CT55 1. 5, 合计:197 9。
4* :丙烯酸酯橡胶PA-526 100,防老剂MBPA 2,助 剂 WS180 2,助剂 SEO 1. 5,炭黑 N330 40,炭黑 N550 45, 增塑剂TP759 4,硫化剂CLP5250 2 4,促进剂ACT55 1. 5,合计:19& 4。
4个配方SEO用量分别为:份、0. 5份、份、.5份, 其他组分及用量不变。
试样制备
将配合剂MBPA、WS180(2*配方中的SEO) 混合在一起,稍作搅拌,使之混合均匀,由于丙烯酸酯橡胶 比较粘辊,所以将上述混合均匀的配合剂同生胶一起加 入,先薄通6次,然后加入炭黑和增塑剂,再薄通6次后慢 慢加入硫化剂,薄通10次,打5遍三角包,下片、停放,16 h 后做性能测试。试片一段硫化条件165 °CX50 min,二段 硫化条件170 CX4h。
2.结果与讨论
2.1混炼胶的硫变特性
表1为4个配方混炼胶的硫变特性。
表1 4个配方的硫变特性
Table 1 Four formulations of sulfur-based properties
项目 1* 2* 3* 4*
“l/s 279 268 252 245
“2/s 706 675 646 637
“10/ s 102 88 75 70
“90/ s 1889 1768 1656 1622
Ml. Lbf in 1 59 1 57 1 57 1 57
Mh. Lbf in 4 36 4 59 4 94 5:06
 
注:硫化条件165 CX50 min。
 
由表1可以看出,随着SEO用量的增加,胶料的匕10 和均缩短,流化速度增快,胶料的(Mh-Ml )增大,硫 化程度提高,当SEO用量从0到1份时,硫化速度和硫化 程度显著提高;当SEO用量超过1份时,流化速度和硫化 程度增加不明显。这是因为加工助剂SEO显酸性,能够 对丙烯酸酯橡胶的硫化起到活化作用,从而使硫化程度提 高,而当SEO超过一定量之后,达到饱和状态,硫化特性 变化不明显。
2.2硫化胶的性能
由表2可以看出,在常规物理性能项目中,随着SEO 用量的增加,胶料的硬度、拉伸强度上升,拉断伸长率和撕 裂强度下降,因为对于同一种胶料而言,硫化程度越高,抗 撕裂性能会下降。在热空气老化和高温压缩永久变形方 面,随着SEO用量的增加,在耐受高温时更加稳定,当用 量超过1份时,耐高温性能提升不明显。在耐油方面,随 着SEO用量的增加,胶料对油类的抗耐性增强,这是因为 当胶料的硫化程度较低时,小分子的油类物质更容易浸入 到橡胶内部对交联网络造成破坏。
表2硫化胶性能
Table 2 Vulcanizates performance
胶料名称 1* 2* 3* 4*
硬度Shore A 70 73 74 75
拉伸强度MPa 8 87 9 19 9 56 9 78
拉断伸长率% 356 7 326 8 298 6 278 1
裤型撕裂强度/(N • mm-1) 7 16 6 72 6 35 6 17
175 CX22 h 压缩        
永久变形/% 50 8 45 7 41 09 40 4
175 CX70 h热空气老化        
硬度变化Shore A + 10 +10 +7 +8
拉伸强度变化率/% -11. 67 -12. 4 -12. 25 -11 8
拉断伸长率变化率/% -19. 34 -15 87 -12. 58 -12. 65
150 CX70 h 耐 IRM903* 油        
硬度变化Shore A -25 -21 -18 -18
拉伸强度变化率/% -18. 22 -13 78 -9 74 一10.24
拉断伸长率变化率/% -26 87 -19 25 -14. 31 一10. 39
体积变化/% 28 52 25 86 21 67 22 36
 
 
综上所述,当SEO用量为1份时,可使硫化胶具有优 异的物理机械性能、耐热空气老化、耐热油老化性能及压 缩永久变形性能
3.结论
助剂SEO能够提高丙烯酸酯橡胶的硫化程度,赋 予胶料优异的物理机械性能、耐热空气老化、耐热油老化 性能及压缩永久变形性能。
当助剂SEO用量为1份时硫化胶具有最优的物理 机械性能、耐热空气老化性能、耐热油老化性能及压缩永 久变形性能