愛華網(wǎng)
丙烯酸酯橡膠的用老化、耐熱性能優(yōu)良，與一般橡膠相比，通常的使用溫度較高。在這種較高的溫度下，防老劑的防護作用往往不甚顯著，因此除皂交聯(lián)型丙烯酸酯橡膠外，通常不需加防老劑。另外，因丙烯酸酯橡膠制品基本上是在與熱油接觸的條件下使用的，軟化劑在使用過程中全產(chǎn)生揮發(fā)、抽出、移棲現(xiàn)象，所以通常不宜采用。這樣，配方就比較簡單，通常僅包括硫化劑，補強劑，操作助劑三部分，防老劑和軟化劑只個別使用。
(一)硫化劑
前述各類丙烯酸酯橡膠由于交聯(lián)單體種類的不同，硫化體系亦不相同，僅概括介紹如表15-3。
表15-3丙烯酸酯橡膠的交聯(lián)體系
丙烯酸酯橡膠類型 | 皂交聯(lián)型 | 羧酸銨鹽交 聯(lián) 型 | 自交聯(lián)型 | 多胺交聯(lián)型 （含氯及不含氯） | 含氯多胺交 聯(lián) 型 | 不含氯多胺交聯(lián)型 |
硫化體系 使用情況 | 金屬色 與硫黃 | 苯甲酸銨 | 苯二甲酸 酐① | 三乙撐四 胺與硫黃 | 乙烯基硫 脲與鉛丹 | 過氧化物 |
硫化劑成本 加工穩(wěn)定性 膠料存放性 氣味 平板硫化溫度，℃ 后硫化 污蝕模具 | 低 好 很好 無 165 可省去 無 | 中 很好 很好 有 165~170 要 有~嚴重 | 中 好 很好 無 175 要 無 | 中 中 差 有 160~170 要 有 | 中 好 很好 無 155 要 有~嚴重 | 中 好 一般 有 155~160 要 無 |
①在自交聯(lián)型丙烯酸酯橡膠中起促進作用。
1.多胺交聯(lián)型
多胺交聯(lián)型丙烯酸酯橡膠交聯(lián)單體為2-氯乙基乙烯基醚和丙烯腈。該交聯(lián)單體活性低，硫化速度慢，需用活性高的硫化劑硫化。常用液體多胺類物質(zhì)如三乙撐四胺、四`乙撐五胺、1，6-己二胺等，使用三乙撐四胺時反應(yīng)如下：
硫黃及載硫體可作為促進劑使用。在硫化過程中硫黃與多胺相互作用，生成各種游離基，特別是氮原子上具有活性中心的游離基，能從橡膠分子鏈上奪取氫原子，引起交聯(lián)，游離基HS·也容易與分子鏈上的活性位置結(jié)合成硫鍵，從而加速硫化過程。
BA型丙烯酸酯橡膠試驗表明，使用三乙撐四胺，四乙撐五胺、多乙撐多胺，1，6-己二胺硫化時，在同等用量條件下硫化特性及硫化膠物理機械性能接近，最宜用量為多胺交聯(lián)劑1．5~1．75份，硫黃1份，其中1，6-己二胺工藝性能稍好，推薦在一般模型制品方面使用。多乙撐多胺分子量大，沸點高，不易揮發(fā)，適用于空氣硫化，用量1．75份。其它胺類交聯(lián)劑因易揮發(fā)，無法使丙烯酸酯橡膠完成空氣硫化。以多胺類物質(zhì)硫化時，增加膠料堿性，可加速硫化過程，如使用堿性皂，即有明顯效果，用量不宜超過1份，以免熱老化性能變差。天然橡膠常用的活化劑氧化鋅有明顯抑制硫化作用，要避免使用，其它金屬氧化物除氧化鈣外也都有抑制硫化作用，應(yīng)予注意。[NextPage]
極壓劑的各種油十分穩(wěn)定，使用溫度可達150℃，間斷使用溫度可更高些，這是丙烯酸酯橡膠最重要的特征。幾種合成橡膠耐熱、耐油性能比較見表15—4。
表15-4橡膠耐熱、耐油性能對比
膠種 | 熱空 氣 | ASTM1號及4號油 | ASTM1號油 | 制備潤滑密封件可使用的溫度，℃ |
丙烯酸酯橡膠 氯橡膠 丁腈橡膠 硅橡膠 聚硫橡膠 | 優(yōu) 優(yōu) 中~優(yōu) 優(yōu) 差 | 優(yōu) 優(yōu) 良 中 優(yōu) | 優(yōu) 優(yōu) 中 良 優(yōu) | -10~170 -40~200 -45~135 -60~200 -40~80 |
BA型丙烯酸酯橡膠的耐熱、耐油性能試驗結(jié)果示于表15-5。
表15-5BA型丙烯酸酯橡膠的耐熱、耐油性能
175℃×72h老化后 | 拉伸強度保持率，% 扯斷伸長率保持率，% 老化系數(shù) 硬度（邵爾A）變化 | 91 60 0.55 +6 |
200℃×24h老化后 | 拉伸強度保持率，% 扯斷伸長率保持率，% 老化系數(shù) 硬度（邵爾A）變化 | 80 50 0.40 +10 |
50號機油175℃×24h | 增重，% 體積膨脹，% | 8.81 12.11 |
透平油175℃×24h | 增重，% 體積膨脹，% | 8.4 10.6 |
20號潤滑油175℃×24h | 增重，% 體積膨脹，% | 2.24 8.65 |
含硫車用潤滑油 | 拉伸強度保持率，% 增重，% | 59 6.9 |
150℃×14d | 體積膨脹，% 硬度（邵爾A）變化 | 13.2 -6 |
含硫車用潤滑油 150℃×28d | 拉伸強度保持率，% 增重，% 體積膨脹，% 硬度（邵爾A）變化 | 48 6.6 12.7 -6 |
應(yīng)當指出，丙烯酸酯橡膠耐芳烴油性較差，也不適于在與磷酸酯型液壓油、非石油基制動油接觸的場合使用。
二、耐寒、耐水、耐化學藥品性能
丙烯酸酯橡膠的酯基側(cè)鏈損害了低溫性能，標準的含氯多胺交聯(lián)型與不含氯多胺交聯(lián)型橡膠的脆化溫度分別為-12℃及-24℃，后者的試驗結(jié)果見表15-6。經(jīng)努力，一些新型丙烯酸酯橡膠的耐寒性能有了較大改進，但仍只有-40℃左右，劣于一股合成橡膠，成為應(yīng)用上的主要問題。
表15-6丙烯酸酯橡膠的脆化溫度
試驗配方 | 脆化溫度，℃ | |||||
丙烯酸酯橡膠 硬脂酸 半補強爐黑 高耐磨爐黑 硫黃 三乙撐四胺 | 100 1 50 —— 1 1 | 100 1 —— 50 0．5 1 | ||||
175℃×3d ASTM1號油 150℃×3d 175℃×28d ASTM2號油 150℃×3d 175℃×28d ASTM3號油 150℃×3d | -23.0 -29.5 -19.0 -28.0 -18.8 -40.0 | -18.8 -23.0 -23.0 -25.0 -25.0 -34.0 | ||||
脆化溫度，℃ | ||||||
原始 熱老化 150℃×3d 150℃×3d | -23.9 -26.3 -9.5 | -21.7 -23.0 -12.0 | ||||
表15-7丙烯酸酯橡膠的耐化學藥品性能
化學藥品 | 試驗條件 | 抵抗性 | 拉伸強度 變化率,% | 扯斷伸長率 變化率,% | 硬度變化率,% | 體積變化率,% | |
時間 h | 溫度 ℃ | ||||||
乙酸丁酮 丙酮 10%硫酸 乙醇 苯 二硫化碳 四氯化碳 氯仿 甲酚 支物脂 呋喃 乙二醇 己烷 10%氫氧化鈉 硝基苯 苯酚 苯二甲酸二丁酮 硅油 甲苯 松節(jié)油 水 水 二甲苯 | 168 168 70 168 168 168 168 168 70 70 70 70 168 70 70 50 70 70 168 168 168 70 168 | 70 室溫 100 70 70 室溫 70 70 100 100 100 100 室溫 100 100 100 100 100 70 70 室溫 100 70 | 很差 很差 優(yōu) 很差 很差 好 很差 很差 很差 好 很差 很差 好 很差 很差 很差 很差 好 很差 好 好--差 差 很差 | -79~-90 -75~-95 -30~-50 | -60~-80 -56~-75 增加 | —— -30~-75 -15~-50 | +250~350 +250~350 +15~50 |
式樣分 解 | |||||||
-60~-80 -50~-75 -50~-70 | -50~-70 +30~-50 -55~+55 | -30~-40 +5~20 -30~-40 | +350~450 +25~55 +250~350 | ||||
溶脹無法測定 試 樣 分 解 | |||||||
0 | -10~-30 | +5~20 | 0 | ||||
溶脹無法測定 試 樣 分 解 | |||||||
-15~~30 | 0 | 0~-5 | +5~8 | ||||
試樣部分分 解 | |||||||
-50~-80 | -50~-70 | -30~-40 | +350~450 | ||||
式樣分 解 | |||||||
-50~-75 -5~-15 -60~-80 -30~-50 -10~70 -20~-80 -50~-70 | -30~-50 -25~-50 -60~-80 -10~-50 +15~-15 +20~-70 -50~-70 | -30~-40 0~-5 -50~-70 -10~-25 -5~-50 -5~-60 -20`-40 | +200~250 0~-5 +250~275 +25~140 +5~100 +20~120 +200~300 | ||||
[NextPage]
由于酯基易于水解，使丙烯酸酯橡膠在水中的膨脹大，BA型橡膠在100℃沸水中經(jīng)72小時后增重15~25％，體積膨脹17~27％，耐蒸汽性能更差。另外，它在芳香族溶劑、醇、酮，酯以及有機氯等極性較強的溶劑和無機鹽類水溶液中膨脹顯著，在酸堿中不穩(wěn)定，見表15-7。
三、物理機械性能
丙烯酸酯橡膠具有非結(jié)晶性，自身強度低，經(jīng)補強后拉伸強度最高可達12，8~17．3MPa/(130~180kgf／cm2)，低于一般通用橡膠，但高于硅橡膠等。
溫度對丙烯酸酯橡膠的影響與一般合成橡膠相同，在高溫下強度下降是不可避免的，但彈性顯著上升，這是一特點，對于作密封圈及在其它動態(tài)條件下使用的配件非常有利。在150℃下丙烯酸酯橡膠的許多物理機械性能，如拉伸強度、扯斷伸長率、彈性等均顯示了與硅橡膠大體相同的水平，見表15-8。
丙烯酸酯橡膠的應(yīng)力松弛、蠕變及阻尼特性等隨負荷作用時間的不同而明顯地變比，此可以說丙烯酸酯橡膠是一種物理機械性能對時間或速度依賴性較大的合成橡膠。
表15-8硅橡膠、丙烯酸酯橡膠在20℃和150℃下物理機械性能
20℃ | 150℃ | |||
丙烯酸酯橡膠 | 硅橡膠 | 丙烯酸酯橡膠 | 硅橡膠 | |
硬度（邵爾A） 拉伸強度，MPa (kgf／cm2) 扯斷伸長率，% 彈性，% | 70 10．5 （107） 137 8 | 71 5．9 （60） 97 62 | 68 3．7 （38） 74 68 | 70 3．9 （40） 82 70 |
四、其它性能
丙烯酸酯橡膠的穩(wěn)定性還表現(xiàn)在對臭氧有很好的抵抗能力，抗紫外線變色性也很好，可著色范圍寬廣，適于作淺色涂覆材料，此外還有優(yōu)良的耐候老化、耐曲撓和割口增長，耐透氣性，但電性能較差。
