淺談丙烯酸酯橡膠的應(yīng)用和工藝技術(shù)

【橡膠技術(shù)網(wǎng) - 技術(shù)文章】

 　　在橡膠工業(yè)應(yīng)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(lián)活性基團(tuán)單體共聚產(chǎn)生的共聚物，其主鏈?zhǔn)秋柡托颓液�有極性酯基，科學(xué)家把它命名為丙烯酸酯橡膠［ACM］。雖然目前在應(yīng)用的合成橡膠中占的比例不大，可是隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，而它的耐油耐熱的綜合性能，正適用于接觸熱油發(fā)動(dòng)機(jī)各部位的橡膠配件。其實(shí)丙烯酸酯酯橡膠發(fā)展歷史并不比其它合成橡膠晚，屈指算來(lái)也有百年。上世紀(jì)六十年代，當(dāng)我們國(guó)家尚未對(duì)它作深刻認(rèn)識(shí)時(shí)，而美國(guó)Cyanamide公司己開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)并投放市場(chǎng)，用作制造接觸熱油的橡膠配件。之后，日本，德國(guó)，加拿大，前蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)ACM，并且得益于六十年代高速汽車的發(fā)展，對(duì)ACM的需求及發(fā)展，起到很大的推動(dòng)作用。

　　ACM橡膠經(jīng)過(guò)幾十年的優(yōu)化，己經(jīng)根據(jù)使用需要和加工工的要求，生產(chǎn)出含不同交聯(lián)單體，和不同硫化體系的丙烯酸酯橡膠。如含氯多胺交聯(lián)型，不含氯多胺交聯(lián)型，自交聯(lián)型，羧基銨鹽交聯(lián)型，皂交聯(lián)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(dú)特的性能。總的說(shuō)來(lái)，它兼具耐油耐熱性，且力學(xué)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(dá)180攝氏度，而比其力學(xué)性能又比以耐油，耐熱見(jiàn)長(zhǎng)的氟橡膠優(yōu)勝，眾所周知的丙烯酸酯橡膠不耐寒的弱點(diǎn)，也經(jīng)科技工作者不斷改進(jìn)，耐寒型和超耐寒性的丙烯酸酯橡膠已經(jīng)商品化投放市場(chǎng)。

　　從綜合性能對(duì)丙烯酸酯橡膠的評(píng)價(jià)，會(huì)有利于配方設(shè)計(jì)人員在選用時(shí)有幫助。

　　丙烯酸酯橡膠突出的長(zhǎng)處為：

　　1］耐熱性，僅次于氟膠，最高使用溫度可達(dá)到180攝氏度，間歇或短時(shí)間工作溫度可達(dá)200攝氏度。放在熱空氣中，經(jīng)過(guò)數(shù)年，竟無(wú)明顯變化，這是其它橡膠很難達(dá)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(xué)結(jié)構(gòu)，特別耐臭氧老化。

　　4］優(yōu)良的抗屈撓龜裂性，這對(duì)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(xiàn)有的合成橡膠膠種中，至今還沒(méi)有一種全能橡膠。由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，每種合成橡膠，都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，關(guān)鍵是根據(jù)使用條件，用其所長(zhǎng)，避其所短。丙烯酸酯橡膠其性能也有不足處：如在煉膠時(shí)易粘輥筒。硫化速度慢，膠料氣味大，對(duì)模具有腐蝕性，耐水性差。但＂瑕不掩瑜＂，只要用對(duì)地方，丙烯酸酯橡膠還是大有作為。隨著合成技術(shù)進(jìn)步，

　　丙烯酸酯橡膠存在的不足，經(jīng)過(guò)科研人員的不斷努力改善，己逐步得到解決。瑞翁公司生產(chǎn)的丙烯酸酯橡膠，已解決了粘輥問(wèn)題，對(duì)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(kāi)發(fā)出不同等級(jí)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(diǎn)，現(xiàn)己在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部位密封及管道方面廣泛應(yīng)用。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各種密封墊，o形圈，散熱器，加熱器的各種軟管，點(diǎn)火線和導(dǎo)線護(hù)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(diǎn)，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(chǎn)生揮發(fā)，遷移，和抽出。如果實(shí)在為了改善耐寒和工藝流動(dòng)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，制品通常可不添加防老劑，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(fā)，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(duì)簡(jiǎn)約，僅包括硫化劑，填充補(bǔ)強(qiáng)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(chǎn)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(huán)氧型丙烯酸酯橡膠，硫化體系則使用多胺類，有機(jī)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(jié)晶型橡膠，純膠機(jī)械強(qiáng)度很低，僅有2MPa，不加補(bǔ)強(qiáng)劑無(wú)使用價(jià)值。經(jīng)驗(yàn)證明，以高耐磨炭黑效果最好，其用量在50份［以生膠100計(jì)］達(dá)到最佳力學(xué)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(dāng)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(kāi)煉機(jī)上煉也可在密煉機(jī)上混煉，但要注意粘輥。可把密煉機(jī)轉(zhuǎn)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(dú)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(jìn)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(dá)到正硫化效果而不用二段硫化。

　　綜上所述，隨著汽車工業(yè)，機(jī)械工業(yè)，化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，丙烯酸酯這個(gè)既＂古老＂又＂年輕＂被譽(yù)為＂車用橡膠＂美稱的彈性體，將大有用場(chǎng)，尤其是通過(guò)改性，引入有機(jī)硅，乙烯，帶長(zhǎng)鏈極性化合物，含雜原子基團(tuán)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(rèn)識(shí)它，了解它，才能運(yùn)用自如，使丙烯酸酯橡膠更好地為人類服務(wù)。希望膠友們多多關(guān)注一下丙烯酸酯橡膠。

　　本文作者：橡膠技術(shù)網(wǎng) 武可遷