涡轮增压器胶管内层胶用氟硅橡胶的最新进展

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2、佳的物理性能.关键词:涡轮增压器胶管;内层胶;氟硅橡胶;配方西欧的轿车市场热衷于采用涡轮增压柴油机,这使得动力,降低噪声,节约燃料和操纵性能等方面有了很大的提升.在许多西欧国家,目前涡轮增压柴油机的柴油发动机的销售量比汽油发动机的销售量更多.随着涡轮增压器技术的提高,对结构材料的要求也进一步提高.特别是由于胶管将用于高温和需与更具腐蚀性的机器润滑油接触,所以这些胶管将更具挑战性.此前采用诸如乙烯丙烯酸甲酯橡胶(AEM)之类的丙烯酸酯橡胶制造的许多胶管已经转而采用硅橡胶,以便能够在日益提高湿度的情况下保持

3、它们的屈挠性.这就需要增加氟橡胶内层胶以提高所希望的耐油性.图1示出了胶管的特殊结构.高胶特殊涡轮增压器胶管的多层结构耐油性氟橡胶内层胶(FSR或PKM)图1纤维补强涡轮增压器胶管的断面图芳纶纤维可增加胶管的强度,而硅橡胶则可以保护纤维并使胶管成品具有屈挠性和耐超高温性能.通常,硅橡胶被称为甲基乙烯基硅橡胶(VMQ).在这种情况下,我们可采用一部分高稠度橡胶(HCR).在连续使用温度超过170℃的情况下,通常需要硅橡胶作为中间层和外层胶(最好采用上述提到的AEM).当确定以氟橡胶作为胶管内层胶时,制造商

4、和/或最终用户有两个基本的材料选择:(1)氟硅橡胶[(FSR)或乙烯基甲基氟硅橡胶(FVMQ)];(2)碳氟化合物[氟橡胶(FKM)或维通型氟橡胶(FPM)].这种内层胶的具有代表性的性能要求包括以下几点:(1)耐温性(2)耐油性(3)抗燃油性(4)层与层之间的粘合(5)加工性能(压延和/或复合挤出)1耐温性提高柴油机的性能即意味着趋向于提高发动机罩下的温度.而且,当大量生产柴油机时,这些柴油机不可避免地要从豪华型汽车转向许多小型和中型汽车,这会使发动机罩下的供散热的空间受到限制,连续使用温度超过200

5、℃是非常普通的事.要解决耐温性问题只有用硅橡胶替代乙烯22现代橡胶技术2007年第33卷丙烯酸甲酯橡胶(AEM).由于氟橡胶胶管内层胶需要经受与高稠度橡胶(HCR)层相似的温度,所以要求其具有与高稠度橡胶层相似的耐温性.具有代表性的规定是在连续暴露于目标温度后要求保持良好的物理性能.普通的要求是在200℃下热老化7天后其硬度,拉伸强度和扯断伸长率变化最小.各种乙烯基甲基氟硅橡胶(FVMQ)材料的具有代表性的试验结果见图2.图2的数据表明,许多道康宁公司的商品——FSR材料已经显示出理想的耐这种热老化的稳

6、定性(拉伸强度下降15%一20%,扯断伸长率下降5%一10%).几种实验配方也表明,通过采用这些材料可使拉伸强度和扯断伸长率变化最小(两种性能的变化约为5%).材料图2在2OO℃下热老化7天后的物理性能保持率考虑到目标胶管可能会经受200~C以上的温度,我们也通过使材料在225~(2下老化7天获得了数据组.经精选的试验结果示于图3.图3在225℃下热老化7天后的物理性能保持率很显然,图3所示的提高25℃试验温度的试验所得的性能保持率下降率比图2的严重.普通材料在225℃下的性能变化范围较宽,其拉伸强度变

7、化率在40%一80%之间.FSR实验材料证明,其拉伸强度保持率下降最少,为25%一30%,其扯断伸长率变化也最小.这些数据清楚地表明,FSR实验材料能保持优越的高弹性能,即使在高热的极端条件下也能保持其高弹性能.许多标准试验都包括材料的热老化试验和物理性能连续试验.特别是试验材料回到环境温度后的性能.当用这种方法试验得到材料的高温稳定性结果时,这种试验结果有点类似于在使用中可能存在的损坏方式.在实际使用中,可以预测一种部件在其使用温度下损坏,而不是当其被冷却回到室温条件下才损坏.因此,我们获得了不同材料

8、在180℃和室温下性能保持率的对比数据.这些数据的一部分图示于图4,5和6.逞惜堡嚣图4在室温下和18O℃下的撕裂强度比较图5在室温下和180%下的扯断伸长率比较所列出的4个FSR实验配方包括试验各种性能的特殊配方和标准级FKM和AEM的对比配∞舯∞册鲫∞∞m0逞哥睾}牮拦掣圜S譬h郴蕞二Lp蠕N挂2l∞k第6期宇星.涡轮增压器胶管内层胶用氟硅橡胶的最新进展23方.通过试验我们可以看到,各种配方在180~C下的拉伸强度非常相似,约为4MPa