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            淺談丙烯酸酯橡膠的應用和工藝技術

            2021-10-04

            在橡膠工業應用的各種合成橡膠中,有一種彈性體是以丙烯酸烷基酯為基體原料并與少量具有交聯活性基團單體共聚產生的共聚物,其主鏈是飽和型且含有極性酯基,科學家把它命名為丙烯酸酯橡膠[ACM]。雖然目前在應用的合成橡膠中占的比例不大,可是隨著汽車工業的迅速發展,而它的耐油耐熱的綜合性能,正適用于接觸熱油發動機各部位的橡膠配件。其實丙烯酸酯酯橡膠發展歷史并不比其它合成橡膠晚,屈指算來也有百年。上世紀六十年代,當我們國家尚未對它作深刻認識時,而美國Cyanamide公司己開始工業化生產并投放市場,用作制造接觸熱油的橡膠配件。之后,日本,德國,加拿大,前蘇聯相繼生產ACM,并且得益于六十年代高速汽車的發展,對ACM的需求及發展,起到很大的推動作用。

            ACM橡膠經過幾十年的優化,己經根據使用需要和加工工的要求,生產出含不同交聯單體,和不同硫化體系的丙烯酸酯橡膠。如含氯多胺交聯型,不含氯多胺交聯型,自交聯型,羧基銨鹽交聯型,皂交聯型及特種丙烯酸酯橡膠。

            與其它合成橡膠相比,丙烯酸酯橡膠有它獨特的性能??偟恼f來,它兼具耐油耐熱性,且力學性能又較好,比其耐油丁腈橡膠,在耐熱性能方面略勝一籌,可達180攝氏度,而比其力學性能又比以耐油,耐熱見長的氟橡膠優勝,眾所周知的丙烯酸酯橡膠不耐寒的弱點,也經科技工作者不斷改進,耐寒型和超耐寒性的丙烯酸酯橡膠已經商品化投放市場。

            從綜合性能對丙烯酸酯橡膠的評價,會有利于配方設計人員在選用時有幫助。

            丙烯酸酯橡膠突出的長處為:

            1]耐熱性,僅次于氟膠,最高使用溫度可達到180攝氏度,間歇或短時間工作溫度可達200攝氏度。放在熱空氣中,經過數年,竟無明顯變化,這是其它橡膠很難達到的。

            2],耐熱油性能突出,這也是為什么稱它為"車用橡膠"的緣由,特別是一些含硫及其它化合物添加劑的油類,其它橡膠是做不到的。

            3]由于丙烯酸酯橡膠的化學結構,特別耐臭氧老化。

            4]優良的抗屈撓龜裂性,這對于高速行駛的汽車橡膠配件耐久性和安全性,非常重要。

            5]氣密性較好

            6]高溫下壓縮永久變形較小。這也是難得的。

            眾所周知,在現有的合成橡膠膠種中,至今還沒有一種全能橡膠。由于化學結構的不同,每種合成橡膠,都各有其優缺點,關鍵是根據使用條件,用其所長,避其所短。丙烯酸酯橡膠其性能也有不足處:如在煉膠時易粘輥筒。硫化速度慢,膠料氣味大,對模具有腐蝕性,耐水性差。但"瑕不掩瑜",只要用對地方,丙烯酸酯橡膠還是大有作為。隨著合成技術進步,

            丙烯酸酯橡膠存在的不足,經過科研人員的不斷努力改善,己逐步得到解決。瑞翁公司生產的丙烯酸酯橡膠,已解決了粘輥問題,對于丙烯酸酯橡膠耐寒性,科研人員采用丙烯酸烷氧基烷基酯的共聚合,開發出不同等級的耐寒丙烯腈橡膠品種,在耐水性差及腐蝕模具方面,有的廠家己有改善。

            基于丙烯酸酯橡膠的耐熱油突出特點,現己在汽車發動機部位密封及管道方面廣泛應用。如汽車發動機各種密封墊,o形圈,散熱器,加熱器的各種軟管,點火線和導線護套,火花塞蓋,閥門桿擋油器等,只要涉及到耐熱油方面,丙烯腈橡膠將必是首選膠種。

            丙烯酸酯橡膠在配合和加工方面,與其它膠種配合也有些自身特點,由于它主要用于制造耐熱油的橡膠配件,所以很少使用軟化劑,以避免制品在與熱油接觸中產生揮發,遷移,和抽出。如果實在為了改善耐寒和工藝流動性,可加少量聚酯類增塑劑。由于丙烯酸橡膠本身就具有耐熱耐老化性能,制品通??刹惶砑臃览蟿?,如果制品使用的工況條件在150至170攝氏度,可添加能在高溫條件下不揮發,不被熱油抽出的防老劑,如445,630F等效果較好。這樣,丙烯酸酯橡膠配方相對簡約,僅包括硫化劑,填充補強劑,和少量操作助劑。

            且前使用最多的丙烯酸酯橡膠,主要是活性氯型產品,其常用的硫化體系為:1]皂類/硫黃并用硫化體系。如硬脂酸鈉,硬脂酸鉀和油酸鈉。2],N,N-二亞肉桂基-1,6-已二胺基硫化體系。3]TCY[1,3,5-三巰基-2,4。6-均三嗪]硫化體系。如果是環氧型丙烯酸酯橡膠,硫化體系則使用多胺類,有機羧酸銨鹽,二硫代甲酸鹽等。如果是羧酸型丙烯酸酯橡膠,則釆用異氰酸酯/三甲基十八烷基溴化銨,或三聚硫氰酸/二丁基二硫代氨基甲酸鋅作硫化體系。

            基于丙烯酸酯橡膠是非結晶型橡膠,純膠機械強度很低,僅有2MPa,不加補強劑無使用價值。經驗證明,以高耐磨炭黑效果最好,其用量在50份[以生膠100計]達到最佳力學性能。白色制品可選用偏堿性白炭黑,但要考慮硫化速率。適當添加三乙醇胺等硫化活性劑。

            在煉膠工藝和成型工藝基本與其它膠種相同,可在開煉機上煉也可在密煉機上混煉,但要注意粘輥??砂衙軣挋C轉子速度降低,排膠溫度以110-120攝氏度為宜。最好分A煉[除硫化劑未加,其它助劑全加]和B煉[單獨加硫化劑],這樣可避免焦焼。成型硫化工藝[以平板模壓法為例]與其它膠種相同,最佳溫度為160-170攝氏度。如果是皂系-硫黃體系,必須要進行二段硫化,以提高壓縮永久変形性能。如果釆用TCY體系硫化,則需一段硫化就能達到正硫化效果而不用二段硫化。

            綜上所述,隨著汽車工業,機械工業,化學工業的快速發展,丙烯酸酯這個既"古老"又"年輕"被譽為"車用橡膠"美稱的彈性體,將大有用場,尤其是通過改性,引入有機硅,乙烯,帶長鏈極性化合物,含雜原子基團單體等,可有效改善丙烯酸橡膠在耐寒性耐油性和壓縮永久變形,使得丙烯酸酯橡膠用途更加廣泛。我們只有認識它,了解它,才能運用自如,使丙烯酸酯橡膠更好地為人類服務。希望膠友們多多關注一下丙烯酸酯橡膠。

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