再生橡膠制品中尤其是密封制品是長(zhǎng)期在壓縮狀態(tài)下使用,其耐壓縮性能是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要性能之一,再生膠耐壓縮性一般用壓縮永久變形來恒量。再生膠制品壓縮永久變形的大小,涉及到橡膠原料的彈性與恢復(fù)。乳膠再生膠是彈性最好的再生膠產(chǎn)品,生產(chǎn)的乳膠再生膠制品也是再生橡膠制品中彈性最好的。有些人往往簡(jiǎn)單地認(rèn)為彈性好,恢復(fù)就快,永久變形就小。這種理解是不夠的,彈性與恢復(fù)是相互關(guān)聯(lián)的兩種性質(zhì)。
乳膠再生膠制品永久變形的大小主要是受乳膠再生膠恢復(fù)能力的變化所支配。當(dāng)乳膠再生膠的變形是由于分子鏈的伸張引起的,它的永久變形的大小主要由乳膠再生膠的彈性所決定;如果乳膠再生膠的變形還伴有網(wǎng)絡(luò)的破壞和分子鏈的栩?qū)α鲃?dòng),這部分是不可恢復(fù)的,它是與彈性無關(guān)的。所以,凡是影響乳膠再生膠彈性與恢復(fù)的因素,都是影響乳膠再生膠制品壓縮永久變形的因素。
一、補(bǔ)強(qiáng)填充劑對(duì)乳膠再生膠制品彈性的影響
非炭黑補(bǔ)強(qiáng)填充劑會(huì)損害乳膠再生膠的彈性,增大壓縮永久變形。這與在應(yīng)力作用下,橡膠分子在非活性填充劑表面滑動(dòng),除去應(yīng)力以后,又阻礙分子鍵的恢復(fù)有關(guān)。偶聯(lián)劑的應(yīng)用可以大大地改善非補(bǔ)強(qiáng)填充劑對(duì)乳膠再生膠制品彈性的影響(改善填充劑的分敝性和表面活性),隨著炭黑粒徑的增大,膠料的彈性增強(qiáng),但往往忽略了填充量對(duì)硫化橡膠彈性的影響。采用適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)強(qiáng)劑并用和適當(dāng)?shù)鼗旌瞎に嚕够鞜捘z獲得理想的結(jié)構(gòu)形態(tài),可以得到高彈性的乳膠再生膠制品。
二、軟化劑和增塑劑對(duì)壓縮永久變型的影響
軟化劑通常指與橡膠相容性不是很好的油類或樹脂,增塑劑指與橡膠相容性好的油或樹脂。它們既可增加橡膠的彈性(降低分子問的作用力、增加分子鏈柔順性),又可能提高分子鏈的移動(dòng)性。但是這兩種影響可以通過軟化劑、增塑劑的合理用量和并用,以及適當(dāng)?shù)募庸すに噥碚{(diào)節(jié),使得到彈性良好的硫化橡膠。在某些場(chǎng)合,可以起到特殊的效果。
三、硫化橡膠的交聯(lián)程度和硫化膠結(jié)構(gòu)對(duì)壓縮永久變型的影響
較高的交聯(lián)程度可減少橡膠分子的位移和應(yīng)力松弛,保持較高的恢復(fù)能力、降低壓縮永久變形。在設(shè)計(jì)配方時(shí),可以適當(dāng)增加硫化體系的用量來提高交聯(lián)密度,氧化鋅+硬脂酸的用量增加也會(huì)適當(dāng)?shù)奶岣呓宦?lián)密度。使用過氧化物硫化是加入交聯(lián)助劑也會(huì)很有幫助。
交聯(lián)鍵鍵能大小硫化劑和促進(jìn)劑在膠料中分散不均,會(huì)造成硫化時(shí)產(chǎn)品不同部位膠料的硫化程度不同,造成硫化膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)存在較大的缺陷,使各項(xiàng)性能下降,同時(shí)壓縮永久變形也增大。因此選用恰當(dāng)?shù)幕鞜挿绞?,通過對(duì)助劑粒子表面改性,減少粒子團(tuán)聚,改善分散,可降低硫化膠的壓縮永久變形。
低溫下硫化膠壓縮永久變形高低主要由交聯(lián)密度大小來決定。高溫時(shí)交聯(lián)鍵大小對(duì)壓縮永久變形的影響超過了交聯(lián)密度的作用。由于硫化溫度過低或者硫化時(shí)間不夠?qū)е碌娜槟z再生膠硫化不熟,會(huì)大幅增加壓縮永久變形,影響橡膠制品的使用性能。
據(jù)此,我們?cè)谠O(shè)計(jì)配方是應(yīng)該注意:交聯(lián)鍵結(jié)構(gòu),多硫鍵易分解耐熱性差,要盡量避免高硫低促體系。單硫鍵,分解溫度高,耐熱性好,所以硫磺硫化時(shí)要盡量使用低硫高促體系。碳碳鍵分解溫度更高,耐熱性最好,所以能用DCP-S體系是最好的了。
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