丁腈橡胶丁苯橡胶并用胶相容性研究
相容剂对NBREPDM共混胶力学性能影响 论文正文
1 绪论在当今的橡胶工业中，橡胶并用胶在众多领域的应用堪称不在话下，其中包括位居主要地位的轮胎领域。
但是，妨碍其推广应用的最大障碍，是混合的不均匀性和硫化剂的不相容性。
各橡胶组分的极性及不饱和程度的差异，使得这个问题更加突出，从而令并用胶性能的理想组合依然让人难以琢磨。
由于硫化剂和填料在各橡胶相中的溶解度不同，从而导致硫化剂和填料从极性较弱相迁移到极性较强相，造成并用胶性能难以把握。
因此，大部分橡胶并用体系均具有各橡胶相组分交联分布不均的特点，其结果就是造成界面交联不够充分[1]。
一般说来，EPDM与二烯橡胶如天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）及丁腈橡胶（NBR）等并用，能显著提高所获得的硫化胶的抗臭氧性。
但是，据报导，这种硫化胶的物理性能和动态力学性能较差。
硫化剂和填料从EPDM扩散到极性强、不饱和含量高的二烯橡胶相，其驱动力恰恰在于EPDM的饱和主链（极性较弱），由于EPDM橡胶硫化慢（不饱和含量低）这一性质，硫化剂会在并用胶中其它二烯橡胶相的不饱和部位发生反应，并以较快的速度被消耗掉。
在极性不同的橡胶并用胶中，填料和硫化剂存在着浓度梯度，这又进一步导致硫化剂从极性较弱的EPDM相朝极性较强的橡胶相扩散。
显然，并用胶内的EPDM相即使延迟硫化，也仍然严重地硫化不足。
乙丙橡胶与其他橡胶并用在性能上可互补并改善工艺和降低成本。
但由于各种配合剂对不同高聚物的亲合能力各异，共硫化性又取决于各高聚物交联效率，不同高聚物并用共混不可能达到分子级相容，而是分相存在的不均体系。
配合剂的这种相间不均分配，对乙丙并用橡胶的性能有重大影响[2]。
1.1 EPDM及NBR的发展现状1.1.1 EPDM的发展情况EPDM是乙烯、丙烯及不饱和第3单体的共聚物，是一种高饱和度橡胶，具有优异的耐热、耐臭氧、耐酸碱、耐天候老化、抗疲劳、抗撕裂等性能，可以在-60℃～135℃条件下长期使用，广泛应用于汽车制造业、建筑业、电线电缆和聚合物改性等领域。
八类主要合成橡胶及应用量
八类主要合成橡胶及应用量
以下是八类主要合成橡胶及其应用量的介绍：
1. NR（天然橡胶）：天然橡胶是从橡胶树的乳液中提取的，并且具有优异的弹性和抗撕裂性能。
它广泛用于汽车轮胎、橡胶管、胶鞋等领域。
2. SBR（丁苯橡胶）：丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯的共聚物组成，具有良好的耐磨性和弹性。
它通常用于轮胎、橡胶制品、胶合板等产品中。
3. BR（丁腈橡胶）：丁腈橡胶由丁二烯和丙烯腈的共聚物组成，具有优异的耐油性和耐燃性。
它常被用于汽车零部件、工业密封件以及防护手套等。
4. NBR（丁腈-丁二烯橡胶）：NBR是丁腈橡胶与丁二烯橡胶的共混物，具有出色的油性能，因此广泛应用于汽车零部件、油封和石油管道等。
5. EPDM（乙丙橡胶）：乙丙橡胶是由乙烯、丙烯和非共聚二烯类单体共聚而成。
它具有优异的耐候性和抗老化性能，
广泛应用于建筑、汽车、电气绝缘和密封等领域。
6. IIR（异戊二烯橡胶）：异戊二烯橡胶是一种高度反式的橡胶，具有出色的防渗透性和耐化学品性能。
它通常用于制造内胎、防震垫、密封件等。
7. CR（氯丁橡胶）：氯丁橡胶是由氯丁二烯与丁二烯的共聚物组成，具有良好的耐候性和耐寒性。
它广泛应用于输送带、海洋橡胶制品和阻燃橡胶制品等领域。
8. FKM（氟橡胶）：氟橡胶是由氟化碳原子与氢原子共聚而成，具有极高的耐高温和耐腐蚀性能。
它被广泛应用于航空航天、化工和汽车等领域。
这些合成橡胶在各个行业中起着重要的作用，满足了不同产品对橡胶材料的需求。
实际应用量会根据市场需求和特定行业的发展情况而有所变化。
NR／EPDM并用橡胶研究
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：理 论 研 究 ：
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世 界 橡 胶 工 业
Ｗ ｏｒｌｄ Ｒｕｂｂｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
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Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．１ｌ：１６ ～２１ Ｎｏｖ．２ｏ０７
ＮＲ／ＥＰＤＭ 并用 橡胶 研 究
齐 兴 国 一， 刘 光 烨 ， 王 进 ， 杨 军
（１．青 岛科技 大学新材 料研 究重 点 实验 室 ，山 东 青 岛 ２６６０４２； ２．株 洲 时代 新材 料科技 股份 有 限公 司 ，湖 南 株洲 ４１２００７）
摘 要 ： 该 文 揭 示 了取 得 ＮＲ／ＥＰＤＭ 并 用胶 共 硫 化性 的 关键 ：一 是 要 选 择合 适 的 硫 化 促 进 剂 ，减 小其
在 各 橡胶 相 间 的溶 解度 差 ：二 是 要 平 衡 各 胶 种 问 的 硫 化 活 性 ，协 调 并 用 胶 的 硫 化 速 率 。 此 外 还 综 述 了
ＮＲ／ＥＰＤＭ 并 用橡 胶 硫 化 体 系以 及 硫 化 增 容作 用 的研 究概 况 。
关 键 词 ： 天 然 橡胶 ；三 元 乙丙 橡胶 ；橡 胶 并 用 ；相 容 性
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第 ３４卷第 １１期
齐兴 国 ，等 ．ＮＲ／ＥＰＤＭ 并用橡 胶研究
·１７ ·
合 适 的硫化体 系并 不像 ＮＲ、ＳＢＲ及 ＢＲ间 的并 用那样 容易 。工业 上 ＮＲ和 ＥＰＤＭ使 用 的硫 化 体 系 主要 有硫 黄 硫 化体 系 、硫 黄 给予 体硫 化 体 系 、过氧 化物 硫化 体 系 、马来 酰亚 胺 硫 化 体 系 、 醌肟 硫化 体 系 ，使 用 最普 遍 的 硫化 体 系是 硫 黄 硫 化体 系 ，而过 氧 化物 硫 化 体 系 作 为 ＥＰＤＭ 不 可缺 少 的一种 硫 化体 系 ，可 赋予 硫 化胶 某 些 更 好 的物 理 性 能 。ＮＲ／ＥＰＤＭ 并 用 橡 胶 采 用 普 通硫 黄 硫化 体 系硫 化 时 ，具 有较 高化 学 活性 的 ＮＲ在硫 化过程 中 以较 快 的速 率 消耗 硫 黄 和 促进 剂 ，从 而使 ＥＰＤＭ 相 中 的硫 黄 和促 进 剂 向 ＮＲ相 迁 移 ，造 成 ＥＰＤＭ 相 难 以获 得 足 够 的交 联 …。ＮＭＲ光谱研 究 表 明 ，在 与 ＥＰＤＭ 的并 用 体 系 中，ＮＲ几乎 交联 了全部硫 化体 系 。通 过对 不饱 和度 的测 量 表 明 ，ＮＲ 的交 联 密 度 比预 期 高 ，ＥＰＤＭ 交 联 密 度 很 低 或 者 几 乎 不 交 联“ 。 因为过氧化 物能 均匀分 布在性 质不 同 的生 胶相 中 ，所 以采 用过 氧 化物 硫 化体 系 可 以较 好协 调 ＥＰＤＭ 与 ＮＲ的硫 化速 率 ，具 有 比采 用一 般硫 黄 硫 化 好 得 多 的 共 硫 化 性 ’“ 。
丁腈橡胶的性质
丁腈橡胶的性质、性能及应用丁腈橡胶为浅黄至棕褐色、略带腋臭味的弹性体，密度随丙烯腈含量的增加而由0.945~0.999g/cm3不等，能溶于苯、甲苯、酯类、氯仿等芳香烃和极性溶剂。
其性能和丙烯腈含量的关系如表1所示。
丁腈橡胶的优点如下：1、丁腈橡胶的耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，而优于氯丁橡胶。
由于氰基有较高的极性，因此丁腈橡胶对非极性和弱极性油类基本不溶胀，但对芳香烃和氯代烃油类的抵抗能力差。
2、丁腈橡胶因含有丙烯腈结构，不仅降低了分子的不饱和程度，而且由于氰基的较强吸电子能力，使烯丙基位置上的氢比较稳定，故耐热性优于天然、丁苯等通用橡胶，选择适当配方，最高使用温度可达130℃，在热油中可耐在150℃高温。
3、丁腈橡胶的极性，增大了分子间力，从而使耐磨性提高，其耐磨性比天然橡胶高30％~45％。
它和丁基橡胶同属于气密性良好的橡胶。
5、丁腈橡胶因丙烯腈的引入而提高了结构的稳定性，因此耐化学腐蚀性优于天然橡胶，但对强氧化性酸的抵抗能力较差。
6、丁腈橡胶是非结晶性橡胶，无自补强性，纯胶硫化胶的拉伸强度只有3.0~4.5MPa。
因此必须经补强后才有使用价值，炭黑补强硫化胶的拉伸强度可达25~30MPa，而优于丁苯橡胶。
7、丁腈橡胶由于分子链柔性差和非结晶性所致，使硫化胶的弹性、耐寒性、耐屈挠性、抗撕裂性差，变形生热大。
丁腈橡胶的耐寒性比一般通用橡胶都差，脆性温度为一10~—20℃。
8、丁腈橡胶的极性导致其成为半导胶，不适于作电绝缘材料使用，其体积电阻只有108~109Ω·m，介电系数可达7~12，为电绝缘性最差者。
9、丁腈橡胶因具不饱和性而易受到臭氧的破坏，加之分子链柔性差，使臭氧龟裂扩展速度较快。
尤其制品在使用中与油接触时，配合时加入的抗臭氧剂易被油抽出，造成防护臭氧破坏的能力下降。
10、丁腈橡胶因分子量分布较窄，极性大，分子链柔性差，以及本身特定的化学结构，使之加工性能较差。
表现为塑炼效果低，混炼操作较困难，混炼加工中生热高，压延、压出的收缩率和膨胀率大，成型时自粘性较差，硫化速度慢等。
常用橡胶的种类性能和用途
常用橡胶的种类性能和用途橡胶是一种具有弹性的高分子有机物，在各行各业都有广泛的应用。
根据不同的化学结构和性能，橡胶可以分为天然橡胶和合成橡胶。
下面将介绍常用的几种橡胶的种类、性能和用途。
一、天然橡胶二、丁苯橡胶丁苯橡胶是由丙烯腈和丁二烯共聚而成。
它具有良好的耐油性、耐溶剂性和耐磨性，还具有较好的耐热性。
丁苯橡胶适用于制作胶管、密封件、输送带等。
它的优点是价格低廉，但不耐臭氧和耐候性相对较差。
三、丙烯橡胶丙烯橡胶是由丙烯腈和乙烯共聚而成。
它具有良好的耐油性、耐热性和耐候性，另外还有较好的弹性和拉伸性能。
丙烯橡胶适用于制作密封件、防水材料、马背垫等。
由于其耐油性和耐热性较好，所以在汽车、航空和工程机械等领域有广泛应用。
四、氯丁橡胶氯丁橡胶是由氯丁二烯和苯乙烯共聚而成。
它具有较好的耐油性、耐溶剂性和耐候性。
另外，氯丁橡胶还具有较好的阻燃性能和耐化学腐蚀性能。
氯丁橡胶适用于制作火箭燃气管、输送带、密封件等。
由于其优秀的阻燃性能，所以在航空、电子和防火材料等领域有广泛应用。
五、硫化丁腈橡胶硫化丁腈橡胶是由丙烯腈和氯乙烯共聚而成，并在硫化过程中加入硫化剂。
它具有良好的耐油性、耐溶剂性和耐磨性。
在气候和化学环境条件下，硫化丁腈橡胶的性能保持较好。
硫化丁腈橡胶适用于制作密封件、挡水带、橡胶软连接等。
在电线电缆和汽车工业中有广泛应用。
六、硫化硅橡胶硫化硅橡胶是由甲基硅橡胶和硫化剂共聚而成。
它具有良好的耐高温性、耐臭氧性和耐腐蚀性。
硫化硅橡胶适用于制作密封件、挡水带、电子器件等。
在航空和航天工业中有广泛应用。
总结起来，橡胶有多种种类，每种种类具有不同的性能和应用。
选择适合的橡胶种类对于不同行业和领域的使用来说非常重要，不仅可以提高产品的性能和使用寿命，还可以降低成本和资源消耗。
因此，根据具体的工作环境和需求，选择合适的橡胶种类是非常关键的。
常见橡胶材料及性能
常见橡胶材料及性能橡胶材料是一种聚合物材料，由高分子化合物、填料、添加剂和加工助剂组成。
它具有高弹性、耐磨损、耐寒热性能好以及耐化学腐蚀等特点，广泛应用于汽车、电子、建筑和医疗行业等领域。
下面是常见的几种橡胶材料及其性能：1.丁苯橡胶(NBR)丁苯橡胶是一种合成橡胶材料，具有良好的油性能和耐油性能。
它具有良好的耐寒热性能、耐酸碱性能和抗氧化性能，在低温下具有较高的弹性。
丁苯橡胶广泛应用于汽车、航空航天和石油化工等领域。
2.丁腈橡胶(NBR)丁腈橡胶是一种合成橡胶材料，具有良好的耐磨性和耐油性能。
它具有较高的弹性和耐腐蚀性能，在高温环境下也有较好的性能稳定性。
丁腈橡胶广泛应用于汽车制造、化工和液压系统等领域。
3.氯丁橡胶(CR)氯丁橡胶是一种合成橡胶材料，具有良好的耐油性和耐气候性能。
它具有较高的弹性和耐磨性能，在宽温度范围内都有较好的性能稳定性。
氯丁橡胶广泛应用于汽车轮胎、输送带和电线电缆等领域。
4.乙丙橡胶(EPM/EPDM)乙丙橡胶是一种合成橡胶材料，具有良好的耐候性、耐酸碱性和耐老化性能。
它具有较高的弹性、耐热性和电绝缘性能，在宽温度范围内都有较好的性能稳定性。
乙丙橡胶广泛应用于汽车密封件、防水材料和电线电缆等领域。
5.丁腈-丁苯橡胶(NBR/PVC)丁腈-丁苯橡胶是一种合成橡胶材料，具有良好的耐油性、耐酸碱性和耐溶剂性能。
它具有较高的弹性和耐磨性能，在宽温度范围内都有较好的性能稳定性。
丁腈-丁苯橡胶广泛应用于汽车油封、工程机械和胶粘剂等领域。
总的来说，橡胶材料具有优异的弹性、耐磨损、耐寒热性能好以及耐化学腐蚀等特点，并具有各种不同的应用领域。
选择适合的橡胶材料可以根据所需的性能要求和使用环境来确定。
橡胶材料的研发和应用将会继续推动人类社会的发展和进步。
制动液对不同橡胶的适应性及其颜色变化的分析
10.16638/ki.1671-7988.2018.21.052制动液对不同橡胶的适应性及其颜色变化的分析吕娜（北京汽车股份有限公司汽车研究院，北京101300）摘要：文章以丁腈橡胶、丁苯橡胶、天然橡胶、三元乙丙橡胶材料汽车制动系统橡胶件为研究，在一定的温度不同时间下，将四种不同材料的橡胶件分别浸入同种型号制动液中，试验完成后检测试液外观颜色（色度）、试液元素分析、橡胶材料的体积膨胀率以及样件外观。
试验结果表明，同种制动液，对不同橡胶的适应性是不一样的，主要取决于橡胶材料种类的不同，通过本试验研究可以为汽车制动系统橡胶密封件选材提供技术参数。
关键词：制动液；色度；体积变化率；橡胶中图分类号：U463.5 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)21-152-03Analysis Of Adaptability And Color Change Of Brake Fluid To Different RubbersLv Na（R&D Center, BAIC Motor Corporation LTD., Beijing 101300）Abstract: In this paper, nitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, natural rubber, ethylene-propylene- diene- propyl -ene rubber materials for automotive brake system rubber parts for research, Under certain temperature and different time, the rubber parts of four different materials were immersed in the brake fluid of the same type. After the test, the color (chromati -city), the element analysis, the volume expansion rate of the rubber material and the appearance of the sample were detected. The test results show that the adaptability of the same brake fluid to different rubber is different, mainly depends on the different types of rubber materials, through this test study can provide technical parameters for the selection of rubber seals in automotive brake system.Keywords: Brake fluid; Chroma; Volume change; RubberCLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)21-152-03前言当今，汽车已经成为人们无可替代的交通工具之一，制动液用于汽车液压制动或离合器系统中，是保证汽车制动系统稳定、灵敏操作和汽车行驶安全的重要物质。
丁腈橡胶与丁苯橡胶并用胶的性能
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２ ４ ２． ２． ６． ７． ２ ２ ２． ２ １ ２ １ ２ １ ２ ７ ７．
３ ３ ４ ４ ３ ３ ３ ４ ４ ４ ３ ４
成 分
表 １ 胶 料 配 方
试 样 中 的含 量 ／ 量 份 质 —
２ ３ ４ ５
Hale Waihona Puke 拉伸强度／ ａ ＭＰ 伸长率／ ％
９９ ０． １． １ ３ ０ ３ １ ． ． １ ４ ０ ４ ０． １ ． ０ ４ １６ １０ １６ １９ １ １ ８ ８ ９ ７ ８ １２ ８
永久伸长率／ ％
用clc30apkm15橡胶3070质量份代替丁腈橡胶时在所研究的配方中并用胶的主要使用性能及指标没有改变耐指标伸长率l酌180表2ckh18与ckgapkm15并用橡胶的性能试样编号123456拉伸强度mp899104lo410310319617918l永久伸长率44444邵尔a型硬度度7476737574磨耗jmm322422122126127
制成 的橡 胶 的试验 结 果 列 于表 ２ 。对 表 ２ 所 列数 据分 析表 明 ，ＫＨ一８橡 胶 和 Ｃ Ｈ．８与 ｃ １ Ｋ １ ｃ ．０Ａ Ｋ １ Ｋｃ３ Ｐ Ｍ．５的并 用胶 在 物理机 械性 能 方 面不 相上 下 。用 Ｃ Ｃ ３ Ｐ Ｍ一５橡 胶 （ ０～ Ｋ ． Ａ Ｋ １ ０ ３ ７ 质 量份 ） 替 丁腈 橡 胶 时 ， 所 研 究 的 配 方 ０ 代 在 中 ， 用胶 的主 要使用 性 能及 指标 没有改 变 ， 并 耐
单 相 均匀 性 ， 种 宏 观单 相 均 匀 性 决定 了成 品 这 的综合使 用 指标 。人 们注重 研 究 由热力学 不 相 容橡胶— — 丁腈橡 胶 和丁苯 橡 胶组 成 的并 用胶 的性 能 。可 以认 定 ， 在均 匀 地 混 炼 并 用胶 料 的 条 件 下 ， 用这 些 不 相容 聚合 物 可 以制 成具 有 使
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丁腈橡胶/丁苯橡胶并用胶相容性研究
丁腈橡胶是一种强极性橡胶,丁苯橡胶是一种非极性橡胶,二者在热力学上是不相容,两相界面之间很难产生共交联,微观呈现相分离状态,相容性差,导致综合性能差。
丁腈橡胶/丁苯橡胶并用胶的相容性直接取决于两相间是否有键合作用的存在,即共交联。
如果两相间产生共交联,那么相容性会得到提高,只有相容性提高了,两相间的相分离才能得到改善,宏观性能才能提高。
本文首先采取了一种新的工艺,即两种橡胶分别加各自的配合剂制成母炼胶,停放一段时间,制备并用胶。
通过这种工艺,硫化剂一部分存在于各自的橡胶相中,可以防止在硫化时,由于胶料粘度的不同导致的硫化剂迁移问题,保证各组分都能得到有效交联;另一部分富集在二者相交的相界面上,从而可能在相界面上发生共交联等反应;通过拉伸试验对比发现新工艺比传统工艺的性能要好。
通过对比例50/50进行傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)、交联密度测定、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)的研究,结果表明:新工艺50/50产生了氢键,交联密度增大,产生了共交联,玻璃化转变温度相互靠近,断面粗糙程度增加,断裂纹的高度和宽度明显增加,且分散密集,说明断裂趋于韧性断裂,需要更多的断裂能量,即两相之间相互作用增强,界面间结合更加牢固,因此NBR/SBR并用胶相容性提高,性能提高。
其次在新工艺的基础上采取了硅烷偶联剂,利用其在高温下释放的活性硫,研究是否参与了界面间的共交联反应。
通过无转子发泡硫化仪、DSC、扫描电子显微镜(SEM)对并用胶硫化特性、玻璃化转变温度、微观形貌之间关系的研究,结果表明:随着双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)用量的增多,门尼粘度降低,硬度增加,拉伸强度增高,断裂伸长率下降;耐油性能变好,交联密度增大,
产生了共交联,玻璃化温度相互靠近,断面粗糙程度增加,断裂纹增多,说明断裂趋于韧性断裂,需要更多的断裂能量,即两相之间相互作用增强,界面间结合更加牢固,相容性提高,从而性能提高。
最后在新工艺50/50的基础上进行变量分析。
通过无转子发泡硫化仪、门尼粘度仪、热空气老化箱的研究,结果表明:当古马隆树脂用量为5份时,NBR/SBR 并用硫化胶的力学性能最好;当炭黑用量为50份时,NBR/SBR并用硫化胶的力学性能最好;当4010NA用量为1份时,NBR/SBR并用硫化胶的耐老化性能最好。