丁晴橡膠配方技術(shù)研究

姜威

摘要：丁睛橡膠是目前用量最大的一種特殊合成橡膠，是以丁二烯和丙烯腈為單體經(jīng)乳液共聚而制得的高分子彈性體。丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合法制得的，分子鏈上帶有極性腈基基團(tuán)，賦予其耐油、耐熱老化等優(yōu)異性能，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產(chǎn)，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：丁晴;橡膠;配方;技術(shù)

丁晴橡膠是由丙烯睛與丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由18%-50%，丙烯睛含量越高，對(duì)石化油品碳?xì)淙剂喜粗挚剐杂?，但低溫性能則交差，一般使用淑度范圍為25-100℃。丁睛膠為目前油封及O型圈最常用之橡膠之一。目前，它已作為一種通用耐油性橡膠廣泛用于機(jī)車(chē)車(chē)輛制動(dòng)機(jī)用的隔膜、Y型圈、密封圈以及膠墊等制品。

一、丁晴橡膠配方成份分析

（一）硫化劑。丁腈橡膠主要采用硫磺和含硫化合物作為硫化劑，也可用過(guò)氧化物或樹(shù)脂等進(jìn)行硫化。由于丁腈橡膠制品多數(shù)要求壓縮永久變形小，因此多采用低硫和含硫化合物并用。例如：TT/CZ 1.5/1.5PHR，這種硫化體系，具有耐熱性較好的效果，SUL/TS壓縮歪和焦燒最優(yōu)。SUL/DM（CZ）拉伸強(qiáng)度好，用載硫劑可獲得優(yōu)良的壓縮永久變形。鎘鎂硫化耐熱150℃，過(guò)氧化物也可耐150℃高溫，且壓縮永久變形最小。

（二）補(bǔ)強(qiáng)劑。補(bǔ)強(qiáng)劑是橡膠輪胎等制品的新型填充補(bǔ)強(qiáng)劑，是影響拉伸強(qiáng)度的重要因素之一，填料的料徑越小，比表面積越大、表面活性越大補(bǔ)強(qiáng)性能越好?？蓮V泛應(yīng)用于深色橡膠或彩色橡膠制品中。一般橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑可有效提高橡膠、塑料制品的耐磨性，表面質(zhì)量耐酸堿、絕緣性能好，具有較高的反紫外線(xiàn)能力。橡膠補(bǔ)強(qiáng)填充體系可以提高膠料的耐磨性、拉伸強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度和抗溶脹性等，還可以改善膠料加工工藝、降低生產(chǎn)成本，是橡膠制品生產(chǎn)中用量最大的配合體系。能提高膠料的拉伸強(qiáng)度，定伸應(yīng)力，增加制品的尺寸穩(wěn)定性，賦予制品良好的加工性能和隱蔽性?？梢蕴岣呖箯垙?qiáng)度，抗撕裂強(qiáng)度，提高硬度，不引起脆化。并可改善發(fā)干膠料的包輥性能，在使用時(shí)易分散，不飛揚(yáng)，不遲延硫化。陶土、氧化鎂、碳酸鈣這幾類(lèi)填充劑表面活化處理之后對(duì)丁腈膠料也有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用，尤其是活性碳酸鈣，既可以進(jìn)一步降低丁腈密封圈生產(chǎn)成本，還可以改進(jìn)膠料物理機(jī)械性能和加工工藝性能。

（三）炭黑。填充大用量炭黑是制備高硬度丁腈橡膠材料最為通用的方法。一般來(lái)說(shuō)，炭黑對(duì)橡膠的補(bǔ)強(qiáng)作用與其結(jié)構(gòu)度有著密切關(guān)系，炭黑粒徑越小，其比表面積就越大，結(jié)構(gòu)度就越高，補(bǔ)強(qiáng)效果就越好。在炭黑使用上，多選用半補(bǔ)強(qiáng)或者與其它炭黑并用。但要求高強(qiáng)伸性能和高耐磨性時(shí)，必須選用高補(bǔ)強(qiáng)性的炭黑，如中超耐磨、高耐磨炭黑等。粗粒子的軟質(zhì)炭黑有利于提高膠料的回彈率，大量填充劑也不至于影響主要物性。在復(fù)合硫化體系下，填充大用量噴霧炭黑和炭黑N343所得硫化膠綜合性能最好，其混煉膠粘度升高，流動(dòng)性和加工性能變差，撕裂強(qiáng)度最大為46kN/m，沖擊彈性最大為22.4%。

（四）密封膠選用。丁腈橡膠則主要提供膠的彈性、耐油性、耐介質(zhì)和疲勞性能，兩者相輔相成，使丁腈密封膠的性能更加完美。丁腈橡膠大多為丁腈40，40代表丙烯腈含量為45%，這種橡膠極性、彈性、粘接性等綜合性能較好。其分子量大小通常以門(mén)尼黏度來(lái)表征，作為粘接密封材料的丁腈橡膠常選用門(mén)尼黏度76～86的產(chǎn)品。在丁腈密封膠中常用的對(duì)叔丁酚甲醛樹(shù)脂（2402酚醛）是一種油溶性酚醛，溶于苯類(lèi)、乙酸乙酯、環(huán)己烷、汽油和植物油，有良好的耐熱、耐老化性，它與丁腈橡膠互溶性好，可以任意比例混合。

二、丁晴橡膠配方生產(chǎn)工藝及注意事項(xiàng)

（一）配方工藝。樣品分離后結(jié)合評(píng)測(cè)、樣品分離、儀器行業(yè)分析、圖譜分析、二次驗(yàn)證五大步驟，運(yùn)用NMR分析、XRF熒光散射、IR分析儀、質(zhì)譜分析法等分析儀器聯(lián)用，得到精密的譜圖信息，明確原材料組成，輔助降成本。針對(duì)配方質(zhì)量問(wèn)題，例如橡膠制品會(huì)有粘輥、吐白、硫化時(shí)間不理想，檢測(cè)配方成分等問(wèn)題，通過(guò)故障分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問(wèn)題根源。針對(duì)樣品配方體系中重要組分成分，定性定量分析，用于改進(jìn)產(chǎn)品配方，節(jié)約成本。

（二）注意事項(xiàng)。一是丁腈橡膠與酚醛樹(shù)脂共混。此時(shí)需加入10%～15%的胺類(lèi)促進(jìn)劑。硫化前，酚醛樹(shù)脂僅對(duì)丁腈橡膠起增塑劑作用。硫化后，酚醛樹(shù)脂固化并部分參與了交聯(lián)反應(yīng)，對(duì)橡膠起補(bǔ)強(qiáng)增硬作用，其硫化膠的硬度、耐磨性、拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較高，耐熱性、耐屈撓性、耐化學(xué)腐蝕性和加工性能獲得改善。二是耐油橡膠制品的使用過(guò)程中，由于工作環(huán)境的需要，除了要求具有優(yōu)良的耐油性外，還要求具有非常好的低溫耐塞性能，而丁晴橡膠制品的耐寒性不足，從而影響了耐油制品的使用壽命。三是丁腈橡膠由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。是耐油（尤其是烷烴油）、耐老化性能較好的合成橡膠。丁腈橡膠中丙烯腈含量（%）有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24等五種。丙烯腈含量越多，耐油性越好。四是丁腈橡膠還可通過(guò)與多種橡膠如氯丁橡膠、異戊橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠等及合成樹(shù)脂如聚氯乙烯、酚醛樹(shù)脂等共混（見(jiàn)高分子共混物），使性能得到改進(jìn)。

丁腈橡膠的極性非常強(qiáng)，與其它聚合物的相容性一般不太好，但和氯丁橡膠、改性酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯等極性強(qiáng)的聚合物，特別是和含氯的聚合物具有較好的相容性，常進(jìn)行并用。

三、結(jié)束語(yǔ)

丁晴橡膠制品具有優(yōu)良的耐油性，具有較寬的使用溫度范圍，主要用于制作耐油橡膠制品，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、航空航天、石油開(kāi)采、化工、輕紡、電線(xiàn)電纜、建筑材料等，其消耗量約占合成橡膠總量的4.6%。它還具有良好的耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結(jié)性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車(chē)、航空、石油、復(fù)印等行業(yè)中成為必不可少的彈性材料。