介质润滑条件下不同氧化锌丁腈橡胶的摩擦学行为

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1、介质润滑条件下不同氧化锌丁腈橡胶的摩擦学行为唐黎明吕晓仁王世杰何恩球麵沈阳化工大学能源与动力工程学院沈阳工业大学机械工程学院运用MWF-1型往复式微机控制磨损试验机研宄了介质润滑条件下不同氧化锌丁腈橡胶的摩擦学行为。对不同氧化锌胶料进行常规制备，磨损试验润滑介质分别选为基础汕、基础汕/环己烷和环己烷。胶料磨损表面形貌利用扫描电子显微镜进行观察。研究结果显示:基础油润滑条件下，不同氧化锌胶料摩擦系数随磨损时间延长逐渐增大;其他润滑条件下，胶料摩擦系数随磨损时间延长先减小后增大。由各胶料在不同润滑条件下磨损量变化率(与基础油条件下胶料磨损量

2、比较)可以看出，含改性纳米氧化锌胶料的磨损量变化率最小，分别是基础油/环己烷条件下为11.5%和环己烷中为20.7%;含普通氧化锌胶料磨损量变化率最大，分别为50%和82.5%。改性氧化锌胶料具有较高的交联密度，能有效抵御外界液体介质侵入破坏交联网络，保障了胶料具有较高程度的交联而不易被外界机械应力破环，因此耐磨损性能优异。关键词：氧化锌;丁腈橡胶;摩擦磨损;介质润滑;长期应用实践表明，定子橡胶材料的性能是影响螺杆泵使用寿命的重要因素［1，2］。定/转子间摩擦磨损规律的探寻一直以来都是解决该类问题的关键［3,4］。笔者已经针对丁腈橡胶/

3、钢配副的干摩擦行为开展了和关研宄并取得了有意义的成果，在此基础上，该文重点考察了介质润滑条件下不同氧化锌胶料的摩擦磨损规律，是前期研宄工作的继续。近年来，原油介质润滑条件下丁腈橡胶/钢副摩擦磨损性能方面的研究取得丫一些进展m，但由于原油成分复杂，是由多种烃类化合物构成的混合物，且产地不同则组分及特性均不同，因此对于原油中影响胶料溶胀程度的具体成分与机理较难确定，造成试验分析的网难与结果的不稳定。该文提出了以矿物油为基础油，配以石油组分添加剂，开发出了新的试验用介质润滑条件，通过减少试验过程屮的影响因素来增强试验结果的直观性与确定性。重点

4、考察了矿物基础油、矿物基础油/环己烷混合介质、环己烷3种条件对于不同氧化锌胶料的摩擦磨损行为的规律及影响机理。基础油中矿物基础油的用量占润滑油产品用量的95%以上，有关基础油润滑条件下橡胶/钢配副的摩擦磨损行为研究鲜冇报道。环己烷介质条件下丁腈橡胶-钢副的摩擦磨损行为研究已有开展m，研宂的方向在于胶料丙烯腈含量的不同，关于配合剂性质变化对于摩擦学行为的影响未见相关报道。该文在为生产实践提供选型依据的基础上，丰富并发展了橡胶-钢配副的摩擦学行为机理。1实验部分l.i主要原材料与仪器普通丁腈橡胶（NBR）:丙烯腈（ACN）的含量为41%,兰

5、州石化分公司产品;纳米氧化锌（n-ZnO）:粒径为35nm,山东兴亚新材料股份有限公司产品;普通氧化锌（c-ZnO）:纯度彡99.7%,沈阳市试剂五厂产品。XK-150型开放式炼胶机:青岛亚东机械集团有限公司；XLB平板硫化机:青岛亚东机械集团有限公司；M2000-A型无转子硫化仪:高铁科技股份冇限公司;MWF-1型往复式微机控制磨损试验机:济南普业机电技术有限公司研制;JSM-6360LV型扫描电子显微镜：闩本电子。1.2实验配方与试样制备实验用配方:NBR100（质量份数，以下同）：硫磺1.5;硬脂酸1;氧化锌5（变类型）：高耐磨炭

6、黑（N330）60;促进剂二硫化苯并噻唑（DM）,二硫化四甲基秋兰姆（TMTD），氧化镁（MgO）3者并用，分别为2.5，0.25，0.15;防老剂1，软化剂邻苯二甲酸二辛脂（DOP）2o采用XK-150型开放式炼胶机混炼。加料顺序:母胶-＞硫磺-＞硬脂酸氧化锌~＞防老剂一高耐磨炭黑与软化剂分批交替加入一促进剂DM、TMTD、MgO。混炼时间不超过30min，在小料与大料混炼均匀的基础上，打三角包薄通10次下片，制得混炼胶。硫化温度120°C,硫化时间tc90+5min,硫化压力lOMPa,制得硫化胶。1.3测试与表征1.3.1耐溶胀性

7、测试：对胶料的耐液体溶胀性进行测试，试验依据GB/T1690-2006标准进行，选取环己烷（分析纯）和矿物基础油（苯胺点112V）作为浸泡液体考察胶料对于该类液体的耐溶胀性能，胶料浸泡试验周期分别为24h、72h、120h和168h,浸泡试样的温度（23±2）°C,试验结果取3个试样值的中值。在MWF-1型往复式微机控制磨损试验机上进行，润滑介质的配比依据GB/T1690-2006进行确定，分别为基础油（体积分数100%）、基础油/环己烷（体积分数各占50%）、环己烷（体积分数100%）。试验在室温下进行，试验机的摩擦配副选用GCrl5

8、钢球，钢球硬度、直径、表面粗糙度分别为56HRC、5mm、0.1phi。对偶件钢球垂直于橡胶试样表面作往返运动，外加载荷100N，位移速度0.5Hz,预置吋间7200s,橡胶试样尺、40mmX25mmX6m