橡膠的耐油性,是指橡膠硫化膠抵抗油類浸濁的能力。當(dāng)橡膠制品與各種油類在一定的溫度范圍內(nèi)長期接觸時(shí),油液可能滲透到制品內(nèi)部,引起體積增加、溶脹。同時(shí),油液介質(zhì)可能從制品中抽出某些可溶性的配合劑(主要是低分子量的增塑劑),導(dǎo)致體積減?。ㄊ湛s)。二者是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。通常溶脹或收縮程度隨制品與油液接觸時(shí)間的增加而增大,直至體積變化達(dá)到平衡。溫度越高,達(dá)到體積平衡所需的時(shí)間越短。此外,油品中的某些添加劑可能與橡膠分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng),引起橡膠的交聯(lián)或降解。
進(jìn)行橡膠耐油性對(duì)比性試驗(yàn)時(shí),通常借助于ASTM標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)油作比較,結(jié)果才有普遍性和可比性。這種標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)油的粘度、苯胺點(diǎn)、閃點(diǎn)作了明確的規(guī)定。在一定的溫度條件下將硫化膠試樣浸泡于其中,測定其在浸泡前后的體積變化率、硬度變化、拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長率變化率或保持率。而對(duì)一些特殊要求的制品,使用有針對(duì)性的特殊油品,在一定溫度條件下浸泡,測定硫化膠的物理機(jī)械性能外,必要時(shí)可觀察試樣浸泡后的外觀,浸泡后油品的顏色和測定油品內(nèi)部成分的變化情況等。
橡膠的耐油性通常是指耐非極性油(燃油、礦物油、合成潤滑油)。在設(shè)計(jì)耐油性橡膠配方時(shí),應(yīng)先了解油品介質(zhì)的成分。常見的油品有如下幾種:
1、燃料油。普通的汽油是常見品種。根據(jù)環(huán)保的要求,降低汽油中的含鉛量,提高汽油的辛烷值,常在汽油中加入甲醇或乙醇,或加入甲基叔丁基醚,或增加芳烴族化合物的含量,得到混合型燃料油(極性增加);或者在燃料油中添加過氧化物得到氧化燃料油,會(huì)加速硫化膠的損壞。
2、礦物油。礦物油屬于非極性油類,常用的ASTM 1、2、3號(hào)標(biāo)準(zhǔn)油就屬于這一類。
3、合成潤滑油。一般合成潤滑油由基本液體和添加劑兩部分組成?;疽后w的類型有合成烴、聚亞烷基二醇、有機(jī)酯、磷酸酯、含硅、氟有機(jī)化合物、芳香族醚、水基阻燃性液體氯化烴等,添加劑包括抗氧劑、腐蝕抑制劑、去污劑/分散劑、粘度指數(shù)改性劑和傾點(diǎn)抑制劑、泡沫劑和極限壓力劑等。
一般合成潤滑油的添加劑主要用來改善基本液體各方面物理化學(xué)性能。大多數(shù)潤滑添加劑的化學(xué)性質(zhì)都比基本液體活潑,對(duì)橡膠的化學(xué)侵蝕性更大。因此,在合成潤滑液油中工作的橡膠制品,不僅要耐基本液體的作用,而且要耐合成潤滑油中添加劑的侵蝕。所以合成潤滑油對(duì)橡膠侵蝕作用,要遠(yuǎn)比燃料油和礦物油更為復(fù)雜和苛刻。這些油品種類繁多,其組成不同,化學(xué)性質(zhì)明顯不同,極性相差甚遠(yuǎn),或極性較強(qiáng),或非極性明顯,或處于中性,這就橡膠牌號(hào)的選擇帶來困難。不飽和橡膠的雙鍵較多,合成油品中的添加劑如含硫、磷添加劑,某些去污劑和超高壓添加劑會(huì)使橡膠表面嚴(yán)重硬化。
橡膠制品與油品在接觸過程中,溫度可能發(fā)生明顯的變化,如從低溫到高溫變化。所以,在很多情況下,除了考慮橡膠的耐油性外,還必須考慮橡膠的耐高低溫性能。橡膠的耐油性與耐熱性、耐寒性有密切關(guān)系。一般橡膠的耐油性提高,其耐熱性也會(huì)提高,但耐寒性往往會(huì)降低。通常極性橡膠中的極性強(qiáng)的組分越多,則分子間的作用力越大,耐油性提高,耐熱性也提高,但是,往往橡膠的Tg也升高,其耐寒性下降。如FPM的耐寒性較差,但其耐油性和耐熱性最好,而VMQ的耐寒性最好和耐熱性很好,耐油性較差。FVMQ則具有很好的耐油性、耐熱性和耐寒性。 因此,橡膠的選用應(yīng)綜合考慮油品的品種和成分、耐油性、耐熱性、耐寒性、基本物理機(jī)械性能,必要時(shí)選擇橡膠的并用。
耐油橡膠的品種有:FPM、FVMQ、ACM、AEM、HNBR、NBR、CO、ECO、CSM、CR等。而NR、IR、BR、SBR、IIR、EPDM為非耐油橡膠。
NBR是常用的耐油橡膠,其耐油性隨著丙烯腈的含量增加而提高。高丙烯腈含量的NBR,耐礦物油較好,但其耐熱性有限。當(dāng)油溫超過150℃時(shí),應(yīng)采用HNBR、FPM、FVMQ或ACM。但FPM和FVMQ的價(jià)格昂貴,可以在FPM中并用50%以下的ACM以降低膠料成本。ACM的耐熱性比NBR的好得多。ACM能在177℃的ASTM3號(hào)油中工作1000h。
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