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        NVR/ECO共混制備耐乙醇汽油膠料的研究*

        2021-10-28 11:10:04王顯妮周曉慧李楚璇
        合成材料老化與應(yīng)用 2021年5期
        關(guān)鍵詞:乙醇汽油淺色炭黑

        郭 潛,王顯妮,周曉慧,李楚璇

        (陜西省石油化工研究設(shè)計(jì)院,陜西西安 710054)

        乙醇汽油具有燃燒充分,燃燒效率高、排放污染低等優(yōu)點(diǎn),但乙醇由于分子量小,極性強(qiáng),比汽油更容易滲透到橡膠中發(fā)生溶脹破壞,導(dǎo)致橡膠件損壞。丁腈橡膠具有優(yōu)異的耐油性、低的壓縮永久變形、良好的加工性能,在耐油橡膠制品中獲得了廣泛的應(yīng)用,約占車用耐油密封件生產(chǎn)用膠的70%以上[1]。乙醇汽油的推廣使用,導(dǎo)致車輛原用的丁腈密封件極易損壞,出現(xiàn)油路堵塞等現(xiàn)象。而氯醇橡膠(ECO)由于分子量較高,結(jié)構(gòu)高度飽和,帶有含氯甲基的側(cè)鏈,并具有耐熱、耐寒、耐油、耐臭氧、耐燃燒、耐酸堿和耐溶劑等性能,難溶于甲醇、乙醇。而PVC耐乙醇性能優(yōu)于丁腈橡膠,本研究擬采用丁腈橡膠與PVC經(jīng)乳液聚合的橡塑合金NVR與氯醇橡膠(ECO)共混,以探索制備優(yōu)異的耐乙醇汽油橡膠材料。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 原材料與儀器

        1.1.1 原材料

        橡塑合金NVR(N7050),賽可德公司產(chǎn)品;氯醇橡膠ECO(T3100)日本瑞翁公司產(chǎn)品,F(xiàn)EF539炭黑、高耐磨炭黑、氧化鋅等均為常用橡膠工業(yè)品。乙醇汽油92#汽油(70%)+乙醇(30%),92#汽油及乙醇均為市售工業(yè)品。

        1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

        XK-160A型開煉機(jī);QLB-D型平板硫化機(jī);XLL-2500N拉力機(jī);電子分析天平

        1.2 基本配方

        NVR/ECO, 100;氧化鋅5;硬脂酸1;防老劑D 2;炭黑45~65;增塑劑5~15;硫化體系,變量;其余助劑6(注:配方中NVR為NBR/PVC=70/30,NVR/ECO為變量)。

        1.3 試樣制備

        將NVR及ECO分別在開煉機(jī)上按混煉工藝制成母煉膠,再按不同比例共混并加入硫化劑,制成混煉膠。在平板硫化機(jī)上硫化試片,出模后常溫停放24h后制樣,進(jìn)行性能測(cè)試。

        1.4 性能測(cè)試

        拉伸性能按GB/T 528測(cè)試;硬度按GB/T 531測(cè)試;耐乙醇汽油測(cè)試方法按GB/T 1690測(cè)試。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 共混比的影響

        幾種不同共混比對(duì)NVR/ECO共混膠耐乙醇汽油性能的影響見表1。

        由表1看出,在共混膠中,并用ECO的膠料在乙醇汽油中的體積變化率均小于空白的,共混比為80/20膠料在乙醇汽油中的體積變化率最小,但當(dāng)并用比為70/30時(shí),體積變化率反而變大[2],這可能是:ECO膠料的并入,雖然對(duì)NVR的耐乙醇汽油性能有一定的改善,但用量過大,導(dǎo)致兩膠的相容性變差,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)差異化變大,反而降低了膠料的綜合性能和耐液體性能,所以,并用比以80/20為佳。

        表1 共混比對(duì)共混膠性能的影響Table 1 The effect of blending ratio on properties of blends

        2.2 填料的影響

        橡膠用補(bǔ)強(qiáng)劑及填料種類繁多,本文選取了兩種種常用的炭黑和和兩種淺色填料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),幾種填料對(duì)NVR/ECO共混膠耐乙醇汽油性能的影響見表2。

        表2 填料對(duì)共混膠性能的影響Table 2 The effect of fillers on properties of blends

        由表2看出,炭黑填充的膠料在乙醇汽油中的體積變化率明顯小于白炭黑、輕鈣及白炭黑/輕鈣組成的淺色填料,這可能是由于炭黑與橡膠的相容性優(yōu)于淺色填料,且在膠料中分散度高于淺色填料,導(dǎo)致膠料的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)致密度更好[3],耐液體性能更強(qiáng)。尤以FEF/高耐磨并用的膠料性能最佳。

        2.3 硫化體系的影響

        NVR/ECO共混膠可用多種硫化體系和硫化劑進(jìn)行硫化,本文選取了幾種常見的硫化劑和硫化體系進(jìn)行實(shí)驗(yàn),硫化體系對(duì)NVR/ECO共混膠耐乙醇汽油性能的影響見表3。

        表3 硫化體系對(duì)共混膠性能的影響Table 3 The effect of curing system on properties of blends

        由表3看出,共混膠使用復(fù)合硫化體系耐乙醇汽油性能最好,硫磺硫化體系次之,過氧化物體系和有效硫化體系最差。這可能是復(fù)合硫化體系硫化的膠料中多硫鍵與單硫鍵、碳碳鍵相互作用,膠料交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)更加致密和穩(wěn)定,使分子滲透阻力增大,從而提高了膠料的耐乙醇汽油性能。

        3 結(jié)論

        (1)NVR與ECO共混膠,選擇合適的共混比有助于提高共混膠的耐乙醇汽油性能,本實(shí)驗(yàn)以80/20最佳。

        (2)共混膠填料選擇的不同,對(duì)耐乙醇汽油性能影響較大,選擇以炭黑為佳,盡量避免使用淺色填料,本實(shí)驗(yàn)認(rèn)為以FEF/高耐磨炭黑較好。

        (3)共混膠硫化體系的選擇,以復(fù)合硫化體系較好,本實(shí)驗(yàn)以S/DCP/NOBS配合獲得了較好的耐乙醇汽油性能,份數(shù)為1.2/1/1.5。

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