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耐熱橡膠制品配方設計

時間:2019-08-26 1316 次瀏覽

信息摘要:耐熱性是指橡膠及其制品在經受長時間熱老化后保持物理機械性能或使用性能的能力。耐溫性表示橡膠物理機械性能對溫度的敏感性,即在高溫條件下,橡膠的力學性能基本不下降的這種性質。

耐熱性是指橡膠及其制品在經受長時間熱老化后保持物理機械性能或使用性能的能力。耐溫性表示橡膠物理機械性能對溫度的敏感性,即在高溫條件下,橡膠的力學性能基本不下降的這種性質。高溫時物理機械性能與室溫時的差別小,即耐溫性好。表明橡膠物理機械性能隨 (測試)溫度的變化。 高溫橡膠使用的既要耐熱性好,也要耐溫性好。

耐熱橡膠是指在高溫條件下長時間使用時仍能保持原有力學性能和使用價值的硫化橡膠,常用熱老化后性能變化量 (如硬度)、性能變化率 (如拉伸強度、伸長率)、性能保持率、老化系數表示其力學性能的變化情況。在橡膠密封制品中,硫化橡膠在壓縮狀態下的耐熱性能稱耐熱壓縮性能,它常由壓縮變形系數或壓縮應力松弛系數評價。

在80℃以上長期使用后仍能基本保持原有性能和使用價值的橡膠都歸于“耐熱橡膠”的范疇,橡膠制品的耐熱和高溫性能是橡膠特殊性能中最常見的一種性能。橡膠在這種情況下性能穩定的本質原因是在高溫下能夠抵抗氧、臭氧、腐蝕性化學物質、高能輻射以及機械疲勞等因素的影響,橡膠分子結構不發生顯著變化和損壞,且能夠保持較好的使用性能。

橡膠的耐熱性與橡膠分子鏈的飽和度、分子鏈剛性以及分子的極性、化學鍵性質有關。具有如下分子結構的橡膠,耐熱性較好。分子鏈飽和度高,如 丁腈橡膠 乙丙橡膠等;橡膠主鏈鏈段上,有較多的無機鏈,如硅橡膠的主鏈為硅氧結構;橡膠分子鏈上帶有鹵素元素、氰基、酯基等,如氟橡膠、丙烯酸酯橡膠、氯磺化聚乙烯、氯化丁基橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠。

(1)主鏈結構

大部分膠種的主鏈都為碳鏈結構,其鍵能為2633kJ/mol;而雜鏈橡膠中有的主鏈鍵能高于此,如硅橡膠的硅氧鍵高達4284kJ/mol,因此其耐熱等級就大大超越碳鏈橡膠。

(2)不飽和度

二烯類單體聚合后,每個單元仍保留1個雙鍵。由于雙鍵易受破壞而成為分子鏈中的薄弱環節。二烯類共聚橡膠 (如丁苯膠)與均聚橡膠 (如天然膠、順丁膠)相比,雙鍵的數目有所下降,因而具有相對較好的耐熱性。有些膠種因為不存在二烯烴單體,它們的耐熱性也就更好,如氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯和硅橡膠等。總主鏈的飽和度越高則耐熱性越好。

(3)側基

在橡膠分子主鏈上連接的側向基團,對橡膠的耐熱性也起到一定作用。它們對主鏈都起屏蔽作用,特別是強極性原子和基團(如氟、氯、溴和亞硝基、羧基、氰基)。所以含鹵橡膠都在一定程度上耐熱,尤以氟橡膠最好。這是因為氟是鹵族元素中電負性最強的;氟橡膠的側基全被氟、氯等鹵族原子所占,形成了強大的耐熱屏障。

耐溫O型圈