丙烯酸酯橡膠/乙烯丙烯酸酯橡膠并用膠性能的研究

趙術(shù)英等.丙烯酸酯橡膠/乙烯丙烯酸酯橡膠并用膠性能的研究丙烯酸酯橡膠/乙烯丙烯酸酯橡膠并用膠性能的研究趙術(shù)英,王化景,劉懷現(山東美晨科技股份有限公司,山東諸城262200)摘要:制備丙烯酸酯橡膠(ACM)/乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)并用膠,并對其性能進(jìn)行研究。結果表明:ACM與AEM并用能夠實(shí)現共硫化;與ACM相比,ACM/AEM并用膠的拉伸強度增大,耐熱空氣老化性能和耐低溫性能得到改善,耐油性能有所下降。當ACM/AEM并用比為60/40、炭黑N550和N774用量分別為40份、1#硫化劑用量為1.5份時(shí),ACM/AEM并用膠的物理性能最佳。關(guān)鍵詞:丙烯酸酯橡膠;乙烯丙烯酸酯橡膠;并用膠;性能中圖分類(lèi)號:TQ33397文獻標志碼:A文章編號:1000-890X(2014)04-022304丙烯酸酯橡膠(ACM)是以丙烯酸酯為主單黑N77440,硬脂酸2,防老劑4452,加工助體經(jīng)共聚而得的彈性體,其主鏈為飽和碳鏈,側基劑UL4202,1#硫化劑1.4,促進(jìn)劑DPG2為極性酯基。由于特殊結構賦予其許多優(yōu)異的特AEM配方:采用AEM等量替代ACM,其余點(diǎn),如耐熱老化耐油、耐臭氧等性能),但是其耐組分和用量同ACM配方。低溫性能和拉伸性能較差。目前改善ACM耐低1.3設備和儀器溫性能的主要方法是加入耐低溫性能較好的增塑XK-160型開(kāi)煉機和XLQD型平板硫化機,劑,但是效果不是很明顯,且由于增塑劑的加入使青島環(huán)球機械股份有限公司產(chǎn)品;TCS200電子ACM的拉伸性能變得更差。與ACM相比,乙烯拉力試驗機和GTM200型橡膠硫化儀,中國丙烯酸酯橡膠(AEM的耐熱空氣老化性能、拉伸臺灣高鐵檢測儀器有限公司產(chǎn)品性能和耐低溫性能較好,但耐油性能較差。橡膠并用具有工藝簡(jiǎn)單、易于推廣等優(yōu)點(diǎn),將ACM與1.4試樣制備AEM并用不僅可望解決ACM耐低溫性能和拉ACM在開(kāi)煉機上進(jìn)行混煉,輥筒速比為1:伸性能較差等弱點(diǎn),同時(shí)也可能改善其加工性能。1.35,薄通3次后,依次加入硬脂酸、加工助劑、防本工作從ACM/AEM共硫化體系入手,研老劑、炭黑N0和N714,混煉均勻后加入1“硫究ACM/AEM并用比、炭黑或硫化劑用量對化劑和促進(jìn)劑,混煉均勻后薄通5次下片,制得ACM/AEM并用膠性能的影響。ACM混煉膠。AEM混煉膠采用相同混煉工藝制備。待兩1實(shí)驗種混煉膠制備之后,將ACM與AEM混煉膠按1.1主要原材料照不同并用比在開(kāi)煉機上進(jìn)行共混,薄通5次后ACM,牌號PA-402L,日本NOK公司產(chǎn)品;下片,即制得ACM/AEM并用膠。并用膠在平AEM,牌號 Vamac IP,美國杜邦公司產(chǎn)品。板硫化機上進(jìn)行硫化,硫化條件為170℃/101.2基本配方MPa×10minACM配方:ACM100,炭黑N55040,炭1.5性能測試邵爾A型硬度和拉伸性能分別按照GB/T作者簡(jiǎn)介:趙術(shù)英(1967—),女,山東諸城人,山東美晨科技股份有限公司工程師,學(xué)士,主要從事橡膠配方和制品的研制531.1-2008《中國煤化工壓入硬度試驗方法第CNMHG爾硬度)》224橡膠工業(yè)2014年第61卷和GB/T528—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》進(jìn)行測試;低溫脆性按照GB/T15256-1994《硫化橡膠低溫脆性的測定(多試樣法)》進(jìn)行測試;耐熱空氣老化性能按照GB/T3512—2001《硫化橡膠或熱塑性橡膠熱空之最氣加速老化和耐熱試驗》進(jìn)行測試;耐油性能按照GB/T1690—2010《硫化橡膠或熱塑性橡膠耐液體試驗方法》進(jìn)行測試。81012硫化時(shí)間/min結果與討論ACM/AEM并用比:1-100/0;2-80/20;3-60/40;4-40/60;5-20/80;6-0/100。2.1門(mén)尼粘度圖2ACM/AEM并用膠的硫化曲線(xiàn)(170℃)門(mén)尼粘度的大小能夠反映橡膠的加工性能,從表1可以看出,隨著(zhù)AEM用量的增大,并用比對ACM/AEM并用膠門(mén)尼粘度[ML(1+ ACM/AEM并用膠的邵爾A型硬度、拉伸強度4)100℃]的影響如圖1所示。和拉斷伸長(cháng)率增大。與純ACM膠料相比,純AEM膠料的拉伸強度和拉斷伸長(cháng)率較大,這表明在配方中其余組分和用量不變的情況下,增大8+∑副粱嗎AEM用量對體系的物理性能有所改善。并用膠的壓縮永久變形隨著(zhù)AEM用量的增大而逐漸減小,這說(shuō)明增大AEM用量可使并用膠的壓縮疲勞性能得到改善。從表1還可以看出,熱空氣老化后,并用膠的邵爾A型硬度變化、拉伸強度變化率和拉斷伸長(cháng)100/080/2060/4040/6020/800/100CM/AEM并用比率變化率隨著(zhù)AEM用量的增大而逐漸變小,這圖1并用比對ACM/AEM并用膠門(mén)尼粘度的影響說(shuō)明ACM并用AEM能夠使其耐熱老化性能得從圖1可以看出,純AEM膠料的門(mén)尼粘度到進(jìn)一步的優(yōu)化。經(jīng)IRM903標準油浸泡后,并大于純ACM膠料,隨著(zhù)AEM用量的增大,用膠的邵爾A型硬度和體積變化率均隨著(zhù)AEMACM/AEM并用膠的門(mén)尼粘度增大。門(mén)尼粘度用量的增大而增大,這說(shuō)明隨著(zhù)AEM用量的增過(guò)高或過(guò)低,對膠料的擠出性能都會(huì )產(chǎn)生影響適大,ACM/AEM并用膠的耐油性能變差。在-40當的門(mén)尼粘度對膠料擠出有利?！妗?min條件下,當AEM量達到40份時(shí),測試2.2硫化特性試樣不再斷裂,這說(shuō)明ACM中并用一定用量的ACM/AEM并用膠的硫化曲線(xiàn)如圖2所示。AEM后,其耐低溫性能得到明顯改善。從圖2可以看出,ACM和AEM可以實(shí)現共綜上考慮ACM/AEM并用膠的加工性能、硫化,但由于兩種生膠的門(mén)尼粘度和配合體系等硫化特性和物理性能,確定ACM/AEM最佳并方面的差異,在同種硫化體系下,AEM的交聯(lián)程用比為60/40度大于A(yíng)CM,而ACM的硫化速度快于A(yíng)EM。2.4炭黑用量對并用膠物理性能的影響通過(guò)調整ACM/AEM并用比,可以改變混煉膠當ACM/AEM并用比為60/40時(shí),炭黑用的硫化特性量對ACM/AEM并用膠物理性能的影響如圖32.3物理性能所示,炭黑N550與N774的用量比為1:1。并用比對ACM/AEM并用膠物理性能的影從圖3可中國煤化工份以下時(shí),響如表1所示。隨著(zhù)炭黑用CNMHG膠的拉伸第4期趙術(shù)英等.丙烯酸酯橡膠/乙烯丙烯酸酯橡膠并用膠性能的研究表1并用比對ACM/AEM并用膠物理性能的影響CM/AEM并用比100/040/6020/800/100門(mén)尼粘度[ML1+4)100℃]42.853.062.881.0硫化儀數據(170℃)0.551.151.261.381.59tgo/min2.45硫化膠性能邵爾A型硬度/度80100%定伸應力/MP4.135.31拉伸強度/MPa9.36拉斷伸長(cháng)率/%壓縮永久變形1)/%3023175℃×168h熱空氣老化后邵爾A型硬度變化/度拉伸強度變化率/%18.613.2-13.9拉斷伸長(cháng)率變化率/%IRM903標準油浸泡后2邵爾A型硬度變化/度體積變化率/%+10.8+14.2+17.8+40.8+56.4低溫脆性(-40℃×3min)斷裂斷裂無(wú)裂紋無(wú)裂紋無(wú)裂紋注:1)試驗條件為150℃×70h,壓縮率25%;2)試驗條件為150℃×70h理性能最佳2.5硫化劑用量對并用膠物理性能的影響當ACM/AEM并用比為60/40,炭黑N55340s和N774用量各為40份時(shí),硫化劑用量對ACM/AEM并用膠物理性能的影響如圖4所示。280云80100120炭黑N550/N774用量/份圖3炭黑用量對ACM/AEM并用膠物理性能的影響強度逐漸增大;當炭黑的用量超過(guò)100份時(shí),隨著(zhù)250炭黑用量的增大,拉伸強度開(kāi)始逐漸變小。隨著(zhù)炭黑用量的增大,并用膠的拉斷伸長(cháng)率呈逐漸減小的趨勢。硫化劑用量/份炭黑的加入對并用膠起到補強作用。但炭黑4硫化劑用量對 ACM/AEM并用膠物理性能的影響與橡膠分子之間除了補強作用外,還存在增容作從圖4可以看出:硫化劑用量在1.5份以下用,當混煉膠中炭黑的用量達到一定程度后,炭黑時(shí),隨著(zhù)硫化劑用量的增大, ACM/AE并用膠增容性逐漸占據優(yōu)勢,其過(guò)量會(huì )使橡膠分子鏈的的拉伸強度逐漸增大;當硫化劑的用量超過(guò)1.5份,隨著(zhù)硫化劑用量的增大,拉伸強度開(kāi)始變小。距離增大減弱分子間的作用力口。因此在炭黑隨著(zhù)硫化劑用量的增大,ACM/AEM并用膠的拉加入橡膠過(guò)程中,開(kāi)始階段主要起到補強作用,當斷伸長(cháng)率呈逐漸減小的趨勢。炭黑用量增大到一定程度后則主要起到填充作用。綜合分析,當炭黑用量為80份時(shí)(N550和3結論中國煤化工N774用量各為40份),ACM/AEM并用膠的物(1)ACMHCNMH料的共硫226橡膠工業(yè)2014年第61卷化,且當1#硫化劑用量為1.5份,ACM/AEM并理性能最佳。用膠的物理性能最佳(2)當 ACM/AEM并用比為60/40時(shí),并用參考文獻:[]陳朝暉,范洪,王迪珍,等.新型加工助劑DF在A(yíng)CM膠料中膠的綜合性能最佳,加工性能、硫化特性、壓縮疲的應用研究[].橡膠工業(yè),2002,49(1):19-25勞性能、耐油性能以及耐高低溫性能均得到改善。[2]潘啟聰羅權焜,徐珊.炭黑對ACM硫化膠性能的影響[J(3)隨著(zhù)炭黑用量的增大,ACM/AEM并用特種橡膠制品,2008,29(3):6-10[3]趙建明,楊雪云ACM硫化體系的研究[J].特種橡膠制品,膠的拉伸強度呈先增大后減小趨勢,且當炭黑2002,23(1):11-14N550和N774用量分別為40份時(shí),并用膠的物收稿日期:2013-10-16Study on Properties of ACM/AEM BlendZHAO Shu-ying, WANG Hua-jing, LIU Huai-xian(Shandong Meichen Technology Co, Ltd, Zhucheng 262200, China)Abstract: The blend of Acrylate rubber(ACM)/ethylene acrylate rubber (AEM) was preparedand its properties were investigated. The results showed that, ACM and AEM could be co-vulcanizedCompared with ACM, the tensile strength of ACM/ AEM blend was increased, the hot air aging resistance and low temperature resistance were improved, but the oil resistance was slightly decreased. Ashe ACM/ AEM blend ratio was 60/40, the addition levels of carbon black N550 and N774 were 40 phreach, and the addition level of 1" vulcanizing agent was 1. 5 phr, the blend showed optimum comprehensive properties.Key words: ACM; AEM; blend property獨石化研發(fā)環(huán)保型溶聚丁苯橡膠新品號為2557TH的環(huán)保型SSBR產(chǎn)品,并在外資企中圖分類(lèi)號:TQ33.1文獻標志碼:D業(yè)進(jìn)行推廣截至2014年2月20日,獨山子石化公司(以據了解,國內輪胎企業(yè)長(cháng)期使用乳聚丁苯橡下簡(jiǎn)稱(chēng)獨石化)自主研發(fā)的2557S、2564S、72612S膠(ESBR),缺乏SSBR應用配方、設備及加工經(jīng)和2557-TH等4個(gè)牌號的環(huán)保型溶聚丁苯橡膠驗,國產(chǎn)SSBR只能簡(jiǎn)單替代低端ESBR。為此(SSBR)已全部投放市場(chǎng)獨石化積極開(kāi)展環(huán)保型SSBR基礎性能評價(jià),完基于世界輪胎產(chǎn)業(yè)環(huán)?；l(fā)展和提高中國石成了3種環(huán)保SSBR與同類(lèi)產(chǎn)品的性能對比分油自有資源利用要求,針對環(huán)保型SSBR產(chǎn)品和析,并深入研究了SSBR白炭黑補強體系,通過(guò)與中國石油克拉瑪依石化公司重質(zhì)環(huán)烷基油資源和輪胎企業(yè)的合作與共同努力,研制并生產(chǎn)出抗濕產(chǎn)量?jì)?yōu)勢,獨石化開(kāi)展了以克拉瑪依環(huán)保型環(huán)烷滑級別和滾動(dòng)阻力級別可達B~C級的高性能基填充油(NAP)為橡膠填充油替代原引進(jìn)技術(shù)輪胎中的非環(huán)保型芳烴油(DAE)技術(shù)研究,解決了環(huán)目前,獨石化SSBR裝置可采用連續法及間保油與SSBR的相容性難題,成功開(kāi)發(fā)出牌號為歇法生產(chǎn)SSBR/低順式聚丁二烯橡膠(LCBR)/2557S、2564S和72612S的3個(gè)環(huán)保型SSBR新苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS),生產(chǎn)方產(chǎn)品,并實(shí)現規模應用。式靈活,產(chǎn)品結構可根據應用需要進(jìn)行設計,通過(guò)同時(shí),獨石化針對輪胎企業(yè)對填充環(huán)保芳烴牌號引進(jìn)與自主研發(fā),目前已具備生產(chǎn)9個(gè)牌號油(TDAE)SSBR的迫切需求,深人研究了SSBR產(chǎn)品能TH中國煤化工TDAE填充量對生膠性能的影響規律,開(kāi)發(fā)出牌CNMHG4-02-27