一、汽車行業(yè)中甲醇對(duì)不同橡膠材料的影響
在當(dāng)前的O型圈中,尤其是汽車工業(yè)中,燃油系統(tǒng)中使用的是標(biāo)準(zhǔn)的二聚物FKM作為材料。通過加入額外的10%甲醇,或者新的E85標(biāo)準(zhǔn),O型圈會(huì)因?yàn)榧状嫉慕佑|導(dǎo)致體積膨脹。從而失去密封作用。溫度范圍和接觸對(duì)于選擇新的密封設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。
氟膠:氟膠的好處是該材料的配方中沒有使用任何處理油,這是非常重要的。因?yàn)榧状际且环N非常優(yōu)秀的溶劑,能從橡膠彈性體中提取增塑劑。這取決于如何使用甲醇,不然可能會(huì)導(dǎo)致污染問題。其實(shí)使用高氟含量的聚合物是很有必要的,比如三元共聚氟橡膠,這種氟膠對(duì)甲醇有很好的抗耐性。假如是有多種溶劑混合的,那么采用更高等級(jí)的抗耐化學(xué)物質(zhì)的氟膠是很有必要的,比如用ETP的氟膠。雖然全氟橡膠是*的耐化學(xué)性的橡膠彈性體,但是這種材料價(jià)格昂貴,使得這種材料不是的選擇,因?yàn)槌杀臼且粋€(gè)主要的因素。
丁晴膠:另外的一種選擇是丁晴膠化合物,它可以承受的溫度范圍廣,同時(shí)體積膨脹率低。但是丁晴膠有一個(gè)缺陷就是不耐臭氧,所以丁晴膠的O型圈假如暴露在環(huán)境中會(huì)有必要短的使用壽命,主要是臭氧在丁晴膠化合物上的惡化。另外,通常會(huì)提取10%的增塑劑。
氫化丁晴膠:氫化丁晴膠是一種類似于丁晴膠的橡膠彈性體,但是可以耐臭氧。氫化丁晴膠提供了改進(jìn)的物理性能,和其他橡膠對(duì)比具有更好的耐磨性。它同時(shí)也有溫度范圍廣和動(dòng)態(tài)性能,從而使它成為油和汽行業(yè)里的材料。另外他通常含有少量的增塑劑,這也減少了提取。
硅膠和硅氟膠:硅膠和硅氟膠都對(duì)甲醇有很好的抗耐性,這兩種材料的耐溫度范圍非常廣泛,但是不建議使用在動(dòng)態(tài)密封中,因?yàn)檫@兩種材料的撕裂強(qiáng)度很差和耐磨性差,這兩種材料的是用在低溫密封,用于引擎罩下也非常不錯(cuò)。
二、橡膠老化劑的選用
防老劑的選擇,由于橡膠的種類和硫化方式的不同可選擇不同的防老劑,以下對(duì)各種橡膠在常規(guī)下使用的防老劑簡(jiǎn)單介紹。
1、用于NR、SBR的防老劑:選擇防老劑時(shí)應(yīng)從改善橡膠的耐熱性、抗臭氧性、耐屈撓性方面考慮。對(duì)具有良好持續(xù)穩(wěn)定性的防老劑的需求較多。
2、用于NBR(丁晴)中的防老劑:對(duì)NBR來說,抗臭氧龜裂老化劑的作用效果較小。這是因?yàn)榉览蟿┰贜BR中互溶性良好,從而難以向橡膠表面遷移。如果和石蠟并用則可發(fā)揮耐臭氧性的效果。對(duì)于NBR來說,使用低分子量的石蠟效果較好。
3、在CR中使用的防老劑:和NR、SBR相比,CR耐臭氧性非常好,但是,*使用中也會(huì)發(fā)生臭氧龜裂。在CR中,加入少量的810-NA(IPPD)、6C、DP等抗臭氧龜裂老化劑,可明顯提高耐臭氧性。還有,作為持續(xù)性耐熱防老劑,CD(碳化二亞胺)是有效的。
4、ECO(氯醚橡膠)中使用的防老劑:氯醚橡膠(ECO)易發(fā)生軟化老化,能夠有效抑制軟化老化的防老劑有NBC(二丁基二硫代氨基甲酸鎳)、MB(巰基苯并咪唑)。在氯醚橡膠中,如果過量配合胺類防老劑,則抗臭氧性會(huì)下降。
5、在ACM(丙烯酸酯橡膠)中使用的防老劑:丙烯酸酯類橡膠老化既有硬化老化也有軟化老化。因此,有必要選擇適宜的防老劑。對(duì)硬化老化型丙烯酸酯橡膠來說,選擇防老劑CD較為有效,而軟化老化型丙烯酸酯橡膠,則可選擇224、6C防老劑。
6、過氧化物硫化的EPDM(三元乙丙)橡膠中使用的防老劑:過氧化物硫化橡膠用防老劑,一般選擇咪唑類的MB、MBZ(巰基苯并咪唑的鋅鹽)防老劑,另外,在胺類防老劑中,還可選擇使用對(duì)交聯(lián)影響較小的224、CD防老劑。在EPDM中,可將MB和224或CD防老劑并用,可使膠料具有優(yōu)良的耐熱性。由于它們?cè)诹螯S硫化的橡膠中沒有效果,所以不使用這類防老劑。
三、O型圈配方的設(shè)計(jì)程序是什么?
O型圈的配方設(shè)計(jì)主要有以下五個(gè)步驟:
1、 調(diào)查研究和收集資料,重點(diǎn)了解O型圈的使用條件和性能要求、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,明確技術(shù)要求,制定出膠料的性能指標(biāo);了解同類或相關(guān)產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),了解橡膠和配合劑的發(fā)展,了解設(shè)備、加工工藝的條件,為配方設(shè)計(jì)做好鋪墊工作
2、 根據(jù)O型圈的性能要求和經(jīng)驗(yàn),確定配方實(shí)驗(yàn)方案(包括原材料的品種、用量范圍、試驗(yàn)路線、性能測(cè)試項(xiàng)目、方法等)
3、 進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),數(shù)據(jù)處理,篩選*配方
4、 復(fù)試和擴(kuò)大中試
5、 確定生產(chǎn)配方
四、O型圈的設(shè)計(jì)原則是什么?
為了使O型圈的使用性能和成本、膠料加工工藝性能取得*平衡,進(jìn)行O型圈配方設(shè)計(jì)要遵循如下原則:
1、保證O型圈具有規(guī)定的使用性能要求,符合使用條件的要求。必須對(duì)O型圈的使用條件具有正確的認(rèn)識(shí),制定出準(zhǔn)確的性能指標(biāo)要求。要保證O型圈的主要性能,兼顧其他性能的平衡。
2、在保證O型圈使用性能要求的同時(shí),具有良好加工工藝性能,勞動(dòng)生產(chǎn)率高。任何一種橡膠產(chǎn)品只有能加工成型(膠料易于混煉),壓延、壓出能實(shí)現(xiàn),成型操作能達(dá)標(biāo),硫化沖模好,硫化工藝順利進(jìn)行,具有比較高的生產(chǎn)效率,才具有比較好的經(jīng)濟(jì)效益。
3、配方成本低,在保證O型圈使用性能和工藝性能要求的前提下,盡可能降低材料成本
4、保證O型圈原材料來源廣泛。原材料的選用盡可能取自本地
5、不使用有毒原材料,減少污染和公害,保證操作人員的健康和清潔的工作環(huán)境
6、要考慮配合劑之間的內(nèi)在和相互作用
7、盡可能簡(jiǎn)化配方,便于生產(chǎn)管理
任何一個(gè)橡膠配方都不可能在所有性能指標(biāo)上達(dá)到全優(yōu)。在多數(shù)情況下,配方設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下優(yōu)先原則:
1、 在不降低質(zhì)量的情況下,降低膠料的成本
2、 在不提高膠料成本的情況下,提高產(chǎn)品質(zhì)量