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發(fā)布時(shí)間:2018-04-17 09:13:26
丙烯酸酯橡膠(ACM)以丙烯酸酯為主要單體經(jīng)共聚而成的一種合成橡膠,具有耐高溫、耐油、抗臭氧和耐紫外線輻照等特殊性能,是一種耐熱、耐油的特種橡膠。主要用作汽車和機(jī)車的各種耐熱耐油密封圈、襯墊和油封。
丙烯酸酯橡膠分類:
可按合成路線分兩類。
一類是乳液聚合橡膠,其主要品種有丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物,丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-第三單體(如氯代醋酸乙烯酯等)三元共聚物,如高溫膠和低溫膠等,有良好的耐熱、耐油性,但強(qiáng)度低(抗張強(qiáng)度約 15MPa)、低溫性能差(玻璃化溫度Tg為-15~-28℃);
另一類是丙烯酸酯與 α-烯烴的溶液聚合橡膠,產(chǎn)品強(qiáng)度高、低溫性能好(Tg為38℃)。
丙烯酸酯橡膠生產(chǎn)方法:
1、乳液法:采用陰離子型和非離子型混合乳化劑(如十二烷基硫酸鈉和烷氧基聚環(huán)氧乙烷),在水介質(zhì)中將丙烯酸酯(包括乙酯和丁酯)或丙烯腈等乳化,并用水溶性引發(fā)劑引發(fā)聚合。膠乳經(jīng)凝聚、 洗滌、 干燥等工序即得干膠。生膠的特性粘數(shù)【η】為 4~6。
2、溶液法:以鹵代烴(如二氯甲烷)作溶劑,偶氮化合物作引發(fā)劑,以路易斯酸作絡(luò)合劑,在約1MPa下使丙烯酸酯與α-烯烴(如乙烯)進(jìn)行交替共聚,膠液經(jīng)凝聚、回收溶劑后,即得交替共聚橡膠。若采用過(guò)氧化物如過(guò)氧化三甲基醋酸叔丁酯作引發(fā)劑,于約180MPa下使丙烯酸乙酯與乙烯共聚,則所得橡膠為無(wú)規(guī)共聚物。交替共聚橡膠和無(wú)規(guī)共聚橡膠均有批量生產(chǎn)。溶液法的生產(chǎn)成本較高,工藝也較復(fù)雜,故大部分丙烯酸酯橡膠采用乳液法生產(chǎn)。
丙烯酸酯橡膠應(yīng)用:
丙烯酸酯橡膠的應(yīng)用領(lǐng)域比較特殊,基本是在耐高溫耐熱油的環(huán)境中使用。在目前的傳統(tǒng)行業(yè)里,主要還是在汽車和機(jī)械行業(yè)中使用。
丙烯酸酯膠黏劑可用于金屬、塑料、摻膠、木材、紙張等材料的粘接,粘接性能優(yōu)良。丙烯酸酯膠黏劑是使用量最大的膠種之一,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和人們的日常生活中發(fā)揮了重大作用,已成為人們可信賴的膠種之一。
丙烯酸酯橡膠改性:
一、丙烯酸酯類熱塑性彈性體
(AC-TPE),將含有柔性丙烯酸酯鏈段作彈性相用于合成熱塑性彈性體,目前熱固性ACM的塑性化已成為競(jìng)相開(kāi)發(fā)熱點(diǎn),AC-TPE已成為汽車用高溫耐油的重要品種[4,5]。
二、不同類型ACM之間共混改性
ACM按其耐寒性不同分為標(biāo)準(zhǔn)型(脆性溫度-12℃)、耐寒型(-24℃)、超耐寒型(-35℃)。不同類型的ACM,一方面由于其主鏈結(jié)構(gòu)差異,物理性能各有特點(diǎn);另一方面由于極性相近,所以相容性、共硫化性較好。標(biāo)準(zhǔn)型ACM耐熱、耐油及物理性能好,但是耐低溫性能差;而超耐寒型耐低溫性能好,但是耐油性比較差、膠料物理性能差。將這兩類ACM共混膠料綜合性能得到改善,因此對(duì)于要求耐熱、耐油且要耐低溫的應(yīng)用領(lǐng)域,如汽車的油冷卻管,不同類型的ACM共混膠料所具有的良好綜合性能可以滿足其要求。
三、ACM/丁腈橡膠(NBR)共混改性
ACM和NBR均為耐熱、耐油橡膠,通過(guò)共混合改性可以改善ACM膠料的強(qiáng)伸性能、加工性能并降低成本。由于這兩種橡膠硫化機(jī)理、硫化劑種類和用量均不相同,共混合膠主要困難是硫化不同步,NBR的硫化速度明顯快于ACM,導(dǎo)致ACM相中促進(jìn)劑向NBR相中遷移,國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行大量研究,并有多篇專利報(bào)道。
四、ACM/硅橡膠共混改性
硅橡膠具有優(yōu)良的耐高、低溫性能,但是耐油性不佳,其與"冷脆熱粘"的ACM共混,
可以明顯使ACM耐熱性、耐寒性均得到提高,獲得耐高、低溫和耐油性之間平衡。值得注意的是ACM為強(qiáng)極性橡膠、而硅橡膠為弱極性橡膠,因此要想辦法解決共混膠的相容性差、硫化速度慢的問(wèn)題,如日本合成橡膠公司對(duì)ACM/硅橡膠共混改性進(jìn)行混容性及共硫化研究,開(kāi)發(fā)出理想的共混膠(QA),共混膠采用的硫化劑為1,4-雙特丁基過(guò)氧化異丙苯,助硫化劑為N,N-間亞苯基馬來(lái)酰亞胺。該共混膠顯示良好的耐油和耐高低溫的綜合性能,是性能/價(jià)格比最佳的改性ACM產(chǎn)品,其在汽車制造中適用的部件達(dá)12種之多。
五、ACM/氯醚橡膠共混
ACM/氯醚橡膠(ECO)共混。ECO與ACM結(jié)構(gòu)相似,相容性較好,且這兩種橡膠交聯(lián)基團(tuán)均為活性氯,硫化體系相同,共混后不會(huì)引起膠料的物理性能下降,ECO耐熱性不亞于ACM,并具有較好強(qiáng)拉伸性能和耐寒性,ACM/ECO共混可以改善ACM膠料耐寒性、耐水性、彈性和拉伸強(qiáng)度,硫化體系采用氧化鋅、氧化鎂和2-羥基咪唑啉。
六、ACM/氟橡膠(FKM)共混
FKM具有優(yōu)異的耐高溫、耐油性能,可以在250℃下長(zhǎng)期使用,但是耐發(fā)動(dòng)機(jī)油不如ACM,且成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ACM。ACM/FCK共混可以克服各自缺點(diǎn),國(guó)內(nèi)外研究使用氟橡膠與ACM高溫膠共混硫化,可以明顯改善氟橡膠的加工性能,并降低其生產(chǎn)成本,得到新型耐熱、耐油的材料。
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