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1、氢化丁腈橡胶性能研究李敏(上海橡胶制品研究所200052)摘要:本文对氢化丁腈橡胶的基本特性进行了介绍,分别进行了补强剂,硫化剂,助交联剂的变量试验,讨论了补强剂,硫化剂,助交联剂对氢化丁腈橡胶性能的影响。同时还测试了常温条件下,热空气老化及浸油后的各项性能,还比较了不同温度条件下的压缩永久变形值,通过计算机将所测得的性能参数进行回归分析,从而进一步评价了氢化丁腈橡胶的物理机械性能。关键词:氢化丁腈橡胶,配合剂变量,性能,回归分析中图分类号:TQ330.1文献标识码:A文章编号:100024408(2002)01200
2、02212油性,与丙烯酸酯橡胶的性能基本相似。I.概述表1氢化丁腈橡胶的牌号和特性氢化丁腈橡胶(HydrogenatedNitrileRub2ber)是将冷却的乳聚丁腈橡胶粉碎,溶解于适当的溶剂,在钯催化剂存在下,进行选择性加氢反应而成的新型高聚物弹性体。其分子结构为:—(CH2—CH2)—(CH2—CH)—(CH=CH)—CN氢化丁腈橡胶是由丙烯腈基团,碳2碳饱和单键及少量的碳2碳双键组成。饱和的碳2碳单键赋予氢化丁腈聚合物以优异的弹性、耐热性、耐老化性、耐臭氧性及耐寒性;而丙烯腈基因可提供耐油性、耐特种燃料及高强度
3、,最重要的是由于少量碳2碳双键的存在,使聚合物具有可硫化性,加氢反应的关键是控制丙烯腈不要被氢化加成,仅仅使丁二烯上的双键被氢化。氢化丁腈橡胶自1984年由德国拜耳(Bay2er)公司和日本瑞翁(Zeon)公司开发生产以来,加拿大宝蓝山(Polysar)公司等也在关注氢化丁腈橡胶的研究和开发。我国的吉林化学工业公司研究院和兰州化学工业公司也成功地研制出氢化丁腈橡胶,并已少量生产。现将这些生胶的牌号及特性列于表1。图1给出了部分橡胶的耐热性及耐油性的分类,从中我们可以看到,氟橡胶具有优异的耐热性及耐油性,而氢化丁腈橡胶的
4、耐热性和耐图1部分橡胶耐热性和耐油性之比较FKM:氟橡胶VMQ:氟硅橡胶ACM:丙烯酸酯橡胶HNBR:氢化丁腈橡胶CO/ECO:氯醚橡胶NBR:丁腈橡胶CR:氯丁橡胶作者简介:李敏,男,37岁,上海橡胶制品研究所副所长兼第一研究室主任,高级工程师。长期从事橡胶配方研究及科研开发工作。曾承担多项国家重点军工项目。已发表论文多篇。牌号CAN含量%门尼粘度氢化度%特性及用途Therban170634--改善加工性能Therban170734--标准品级Therban190738--改善耐油性Therban220743--改善
5、耐燃油性Zetpol1010458099燃油管,隔膜Zetpol1020457587.5燃油管,隔膜Zetpol2000378599.5O型圈,密封件Zetpol2010378599O型圈,密封件Zetpol2020378097.5油封,胶管,胶辊TornacA3855385599.5-TornacA3835383599.5-TornacA4555455599.5耐油,耐燃油TornacB3850385098-TornacC3845384595-TornacC3825382595-TornacC4545454595耐油
6、,耐燃油第29卷第1期氢化丁腈橡胶性能研究·3·氢化丁腈橡胶不仅具有耐油和耐热性能,与其它橡胶相比,还具备更高的拉伸强度和耐磨性能。1000h以上,这是普通丁腈橡胶所不能比拟的,如图5所示。图2HNBR与其它橡胶的性能之比较另外,氢化丁腈橡胶的性能还取决于氢化度,换言之,取决于剩余的双键含量。如图3所示,氢化丁腈橡胶的性能随着不饱和度的增加,老化性能呈明显下降趋势。图5氢化丁腈橡胶老化温度与使用寿命的关系与普通丁腈橡胶相比,氢化丁腈橡胶还具备很好的耐劣质燃料油的性能。见图6所示。图3氢化丁腈橡胶的老化性能与不饱和度的关
7、系丙烯腈含量不同的氢化丁腈橡胶具有不同的玻璃化温度,普通丁腈橡胶的玻璃化温度范围大致为-50℃～-15℃,丙烯腈含量越高,玻璃化温度越高,在氢化丁腈橡胶中,随着氢化度的提高,玻璃化温度范围变窄,大致为-45℃～-15℃。如图4所示(与同体积变化率的丁腈橡胶相比,氢化丁腈橡胶的脆性温度要低5℃)。图6耐介质性能之比较当前普遍使用的丁腈橡胶因其价格低廉,物理机械优异,耐油性好,因而得到广泛的应用。但是丁腈橡胶分子链中含有碳2碳双键,所以它的耐氧化,耐热、耐天候、耐润滑油添加剂,耐劣质燃料油及耐硫化物等酸性介质的性能都较差。
8、据报道,随着聚合物中的丁二烯含量的增加,吸氧速度将会增大,由氧吸收量可以看出,图4氢化丁腈橡胶与丁腈橡胶低温脆性的对比氢化丁腈橡胶虽然含少量双键,但其氧化稳定性比丁腈橡胶要高得多。如果用硫黄硫化的氢化丁腈橡胶可以在120℃的条件下,连续使用1000h以上,而用过氧化物硫化的氢化丁腈则可以在160℃的温度条件下,连续使用©1994-
