浅谈丙烯酸酯橡胶的应用和工艺技术
发布时间：2017-12-14 11:39:30 人浏览
来源： 橡胶技术网
一、ACM橡胶的来历背景
在橡胶工业应用的各种合成橡胶中，有一种弹性体是以丙烯酸烷基酯为基体原料并与少量具有交联活性基团单体共聚产生的共聚物，其主链是饱和型且含有极性酯基，科学家把它命名为丙烯酸酯橡胶［ACM］。
虽然目前在应用的合成橡胶中占的比例不大，但随着汽车工业的迅速发展，它的耐油耐热的综合性能，正适用于接触热油发动机各部位的橡胶配件。
其实丙烯酸酯橡胶的发展历史并不比其它合成橡胶晚，屈指算来也已有百年。上世纪六十年代，当我们国家尚未对它作深刻认识时，美国Cyanamide公司已经开始工业化生产并投放市场，用作制造接触热油的橡胶配件。之后，日本、德国、加拿大、前苏联相继生产ACM，并且得益于六十年代高速汽车的发展，对ACM的需求及发展，起到很大的推动作用。
丙烯酸酯橡胶的市售品种和各厂家生产的牌号很多，分类方法也不一致，如按其单体分类，可分为：
［1］丙烯酸乙酯／氧乙基乙烯醚
［2］丙烯酸乙酯／丙烯腈
［3］丙烯酸丁酯／丙烯腈
其上述的第三种即丙烯酸丁酯／丙烯腈橡胶，市场销售量大，主要是加工工艺容易，应用性能也得到认可。
二、ACM橡胶的优缺点
ACM合成橡胶，有其本身独特的优点，如耐热油就胜于其它橡胶，但也有不足之处，如难硫化，生产制品工艺不易控制，异常多。经过科技人员不断努力，几十年来的不断优化，已经根据使用需要和加工工的要求，生产出含不同交联单体，和不同硫化体系的丙烯酸酯橡胶。如含氯多胺交联型，不含氯多胺交联型，自交联型，羧基铵盐交联型，皂交联型及特种丙烯酸酯橡胶，如乙烯丙烯酸甲酯／丙烯腈橡胶和含氟丙烯酸酯橡胶。
ACM橡胶根据使用条件性能分类，也可分为标准型、耐热型、耐寒型和超耐寒型，不同类型ACM橡胶，都有不同的长处和不足。值得一提的是，经过科技人员的研发，不同类型的ACM，虽然由于其主链结构各有差异，物理性能也各有特点，但由于它们极性相近，相容性好，可以共混，可根据胶料性能设计要求，改善其不足，但要考虑性能要求平衡点。如标准型ACM，其耐热，耐热油等性能较好，唯一不足之处是耐寒性差，一般在保证其它性能不变情况下，耐低温在－12摄氏度。而耐寒性ACM，耐低温可达—40摄氏度。耐寒性ACM橡胶虽耐寒性优越，但相对在耐油性，物理性能比较不理想，压缩永久变形也大，如利用两类各有所长的ACM橡胶共混，则可在綜合性能方面，得到有效改善。
同时，ACM还可以与不同种类约合成橡胶如NBR共混，通过共混，可以改善ACM胶料的強伸性能，特别是改善ACM在硫化工艺胶料粘模。ACM还能与氟胶相混，以改善氟胶在耐某些汽车发动机油中含有胺类物质添加剂作用。ACM还能于ECO［氯醚橡胶］共混，以改善ACM自身耐寒性、耐水性及弹性差的不足。ACM也可以与硅橡胶共混改性，利用硅橡胶耐高、低温性能优越特点，得出耐油性好，综合性能优良的ACM／硅胶共混胶料，广泛应用于制造汽车油封、O形圈、各种垫片和耐油胶管，但共混的配方原则是保证共混胶滿足主项性能，如耐热油性能。如滿足不了主项要求，则偏离了配方设计方向。
三、ACM橡胶的行业应用
基于丙烯酸酯橡胶的耐热油突出特点，现已在汽车发动机部位密封及管道方面广泛应用。如汽车发动机各种密封垫，o形圈，散热器，加热器的各种软管，点火线和导线护套，火花塞盖，阀门杆挡油器等，只要涉及到耐热油方面，丙烯酸脂橡胶将必是首选胶种。
丙烯酸酯橡胶在配合和加工方面，与其它胶种配合也有些自身特点，由于它主要用于制造耐热油的橡胶配件，所以很少使用软化剂，以避免制品在与热油接触中产生挥发，迁移，和抽出。如果实在为了改善耐寒和工艺流动性，可加少量聚酯类增塑剂。由于丙烯酸橡胶本身就具有耐热耐老化性能，制品通常可不添加防老剂，如果制品使用的工况条件长期工作在150至170摄氏度之间，可添加能在高温条件下不挥发，不被热油抽出的防老剂，如445，630F等效果较好。这样，丙烯酸酯橡胶配方相对简约，仅包括硫化剂，填充补強剂，和少量操作助剂。
四、ACM橡胶的工艺技术
在炼胶工艺和成型工艺方面，工艺流程与其它胶种基本相同，可在开炼机上炼也可在密炼机上混炼，但要注意粘辊。必要时，可把密炼机转子速度降低，排胶温度以110－120摄氏度为宜。最好分A炼［除硫化剂未加，其它助剂全加］和B炼［单独加硫化剂］，这样可避免焦烧。成型硫化工艺［以平板模压法为例］与其它胶种相同，最佳温度为160－170摄氏度。如果是皂系－硫黄体系，必须要进行二段硫化，以提高压缩永久変形性能。如果釆用TCY体系硫化，则经一段硫化就能达到正硫化效果而不用二段硫化。如在硫化工艺遇到粘模严重，可加入5％同等硬度的NBR胶料去改善［不能掺入过多NBR，否则会降低ACM耐热油物性］。
综上所述，随着汽车工业，机械工业，化学工业的快速发展，丙烯酸酯这个既＂古老＂又＂年轻＂，被誉为＂车用橡胶＂美称的弹性体，将在车用领域，石油深井勘探、特种管带、胶黏剂等领域大有用场。目前主要应用在汽车各类密封配件方面比较广泛，如变速箱密封、活塞杆密封、散热器、加热器各类软管，火花塞盖、阀门杆挡油器等。随着科学技术迅速发展，经过人们不断努力创新，ACM橡胶在性能方面得到改善，通过改性，引入有机硅，乙烯，带长链极性化合物，含杂原子基团单体等，可有效改善丙烯酸橡胶在耐寒性耐油性和压缩永久变形，使得丙烯酸酯橡胶用途更加广泛。我们只有认识它，了解它，才能运用自如，使丙烯酸酯橡胶实现其应用价值，更广泛地、更好地应用在各个领域，为人类服务。
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