丙烯酸酯橡胶(ACM)的配方及工艺
ACM橡胶简单介绍
丙烯酸酯橡胶简介以丙烯酸酯为主要单体经共聚而成的一种合成橡胶，具有耐高温、耐油、抗臭氧和耐紫外线辐照等特殊性能，是一种耐热、耐油的特种橡胶。
主要用作汽车和机车的各种耐热耐油密封圈、衬垫和油封。
丙烯酸酯橡胶发展历史1912年，德国人O.勒姆首次研究了聚丙烯酸酯的硫化。
1944年，美国的C.H.费希尔等开发了丙烯酸乙酯与2-氯乙基乙烯基醚共聚橡胶。
1948年，GOODREACH公司将该产品工业化。
1952年，美国单体公司开始生产丙烯酸丁酯与丙烯腈共聚的丙烯酸酯橡胶。
1955年，日本东亚合成化学也生产了丙烯酸丁酯－丙烯腈共聚橡胶。
1975年美国杜邦公司开发成功丙烯酸酯与α-烯烃共聚的橡胶，其典型代表是丙烯酸乙酯-乙烯无规共聚物和其后的丙烯酸乙酯-乙烯交替共聚橡胶。
这就是AEM橡胶。
丙烯酸酯橡胶的合成路线一类是乳液聚合，其主要品种有丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物，丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯－第三单体（如氯代醋酸乙烯酯等）三元共聚物，如高温胶和低温胶等，有良好的耐热、耐油性,但强度低（拉伸强度约10 MPa）、低温性能差（玻璃化温度Tg为-15～-28℃）。
这类高分子聚合物我们称之为聚丙烯酸橡胶－即大家非常熟悉的ACM橡胶。
另一类是溶液聚合。
丙烯酸酯与α－烯烃的溶液聚合橡胶，产品强度高、低温性能好(Tg为－38℃)。
这类烯聚合物的主要代表产品有美国杜邦化学的乙烯－丙烯酸酯橡胶即AEM。
丙烯酸酯橡胶的生产方法乳液法。
采用阴离子型和非离子型混合乳化剂（如十二烷基硫酸钠和烷氧基聚环氧乙烷），在水介质中将丙烯酸酯(包括乙酯和丁酯)或丙烯腈等乳化，并用水溶性引发剂引发聚合。
胶乳经凝聚、洗涤、干燥等工序即得干胶。
生胶的特性粘数[η]为4～6。
溶液法。
以卤代烃（如二氯甲烷）作溶剂，偶氮化合物作引发剂，以路易斯酸作络合剂，在约1MPa下使丙烯酸酯与α－烯烃（如乙烯）进行交替共聚，胶液经凝聚、回收溶剂后，即得交替共聚橡胶。
若采用过氧化物如过氧化三甲基醋酸叔丁酯作引发剂,在约180MPa的高压下使丙烯酸乙酯与乙烯共聚,则所得橡胶为无规共聚物。
丙烯酸酯橡胶配合与工艺
丙烯酸酯橡胶配合与工艺丙烯酸酯橡胶的用老化、耐热性能优良，与一般橡胶相比，通常的使用温度较高。
在这种较高的温度下，防老剂的防护作用往往不甚显著，因此除皂交联型丙烯酸酯橡胶外，通常不需加防老剂。
另外，因丙烯酸酯橡胶制品基本上是在与热油接触的条件下使用的，软化剂在使用过程中全产生挥发、抽出、移栖现象，所以通常不宜采用。
这样，配方就比较简单，通常仅包括硫化剂，补强剂，操作助剂三部分，防老剂和软化剂只个别使用。
（一）硫化剂前述各类丙烯酸酯橡胶由于交联单体种类的不同，硫化体系亦不相同，仅概括介绍如表15-9。
①在自交联型丙烯酸酯橡胶中起促进作用。
1•多胺交联型多胺交联型丙烯酸酯橡胶交联单体为2-氯乙基乙烯基醚和丙烯腈。
该交联单体活性低，硫化速度慢，需用活性高的硫化剂硫化。
常用液体多胺类物质如三乙撑四胺、四'乙撑五胺、1，6-己二胺等，使用三乙撑四胺时反应如下：硫黄及载硫体可作为促进剂使用。
在硫化过程中硫黄与多胺相互作用，生成各种游离基，特别是氮原子上具有活性中心的游离基，能从橡胶分子链上夺取氢原子，引起交联，游离基HS・也容易与分子链上的活性位置结合成硫键，从而加速硫化过程。
BA型丙烯酸酯橡胶试验表明，使用三乙撑四胺，四乙撑五胺、多乙撑多胺，1, 6-己二胺硫化时，在同等用量条件下硫化特性及硫化胶物理机械性能接近，最宜用量为多胺交联剂1. 5~1 . 75份，硫黄1份，其中1 , 6-己二胺工艺性能稍好，推荐在一般模型制品方面使用。
多乙撑多胺分子量大，沸点高，不易挥发，适用于空气硫化，用量1. 75份。
其它胺类交联剂因易挥发，无法使丙烯酸酯橡胶完成空气硫化。
以多胺类物质硫化时，增加胶料碱性，可加速硫化过程，如使用碱性皂，即有明显效果，用量不宜超过1份，以免热老化性能变差。
天然橡胶常用的活化剂氧化锌有明显抑制硫化作用，要避免使用，其它金属氧化物除氧化钙外也都有抑制硫化作用，应予注意。
[NextPage]极压剂的各种油十分稳定，使用温度可达150 C,间断使用温度可更高些，这是丙烯酸酯橡胶最重要的特征。
丙烯酸酯橡胶 合成 生产工艺流程
丙烯酸酯橡胶合成生产工艺流程丙烯酸酯橡胶是一种重要的合成橡胶，广泛应用于汽车、建筑、电子、医疗等领域。
下面将介绍丙烯酸酯橡胶的生产工艺流程。
丙烯酸酯橡胶的合成需要使用丙烯酸酯单体作为原料。
丙烯酸酯单体是由丙烯酸与醇反应得到的，反应时需要使用催化剂进行催化。
催化剂可以是硫酸或过氧化苯甲酰等，用于促进反应的进行。
在合成过程中，首先将丙烯酸酯单体与催化剂加入反应釜中，然后加热至一定温度，通常在100-150摄氏度之间。
加热的目的是加速反应速度，提高产率。
反应过程中需要控制反应时间和温度，以保证合成反应的完全进行。
接下来是聚合反应阶段。
在反应釜中，丙烯酸酯单体会发生自由基聚合反应，形成聚合物链。
聚合反应需要一定的时间，通常在几小时到几十小时不等。
反应过程中需要不断搅拌反应体系，以保证反应均匀进行。
聚合反应完成后，需要对反应体系进行后处理。
首先是中和反应，将聚合物中的未反应的酸性物质进行中和。
中和剂可以是氢氧化钠或氢氧化钾等碱性物质。
中和反应后，可以通过酸碱中和反应得到中性的聚合物。
接下来是聚合物的精炼和干燥过程。
通过精炼可以去除聚合物中的杂质和不纯物质，提高聚合物的纯度。
干燥过程则是将聚合物中的水分去除，以提高聚合物的稳定性和质量。
最后是丙烯酸酯橡胶的成型和整形过程。
成型可以通过挤出、压延、注塑等方法进行。
整形则是将成型的丙烯酸酯橡胶进行切割、修整、压制等工艺处理，使其达到所需的形状和尺寸。
丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程包括原料配制、丙烯酸酯单体与催化剂的反应、聚合反应、后处理、精炼和干燥、成型和整形等步骤。
这些步骤相互关联，每一步都至关重要，只有严格控制每个环节，才能获得高品质的丙烯酸酯橡胶产品。
丙烯酸酯橡胶
丙烯酸酯橡胶应用一、前言：比重1.~1.1丙烯酸酯橡胶（英文简称ACM）是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其主链为饱和碳链，侧基为极性酯基；通常要用硫化点单体参与共聚以使其易于硫化。
由于一次结构为饱和碳链和极性侧基，赋予它很好的耐热、耐老化、耐油性能。
被广泛地应用于各种高温、耐油环境，如轴封、O型圈、输油管和各种垫片等。
特别是汽车的曲轴、汽门阀杆、汽缸垫、排汽管的密封和液压输油管等。
有汽车胶的美称。
根据机械部汽车司1995年的统计，国产车使用ACM密封件件数及单耗量如下车型件/辆(ACM胶料)ACM单耗①(kg/辆)CA7220 0.7上海“桑塔那”0.2神龙“富康”0.5TJ7100 0.1CA21046L 4 0.7南京“依维柯” 4 1.5CA1092－Ⅱ 6 0.8“EQ1092 ” 6 0.1“EQ1141G ”11 0.3标致505 0.7JN “ 1491 ”20 7①已采用的部分关键部件的用量(按国际标准，平均为1.0～1.5kg/辆)随着我国汽车工业的兴起和高速发展,一方面,引进汽车生产线的元件国产化和进口原装车备件的更换都急需ACM胶作耐油密封件。
另一方面，我国原有的载重汽车及乘用汽车等也需要不断提高整车质量，延长大修时间。
加之汽车向高速、节油方向发展，这就要求汽车汽缸的燃烧温度不断提高，近年来随着我国高速公路飞速发展，也要求车速提高，各运转部位密封件的温度也相应提高，许多关键部件均需采用高性能的ACM作高温耐油密封件，以保证整车水平。
因此，特种合成橡胶行业和特胶制品行业都急需集中精力研制开发并工业化生产适合汽车工业需要的各类ACM胶种及其制品，否则将难以改变ACM和制品长期依赖进口的局面。
与其它耐油橡胶相比，丙烯酸酯橡胶具有性能/价格比最优的特点。
它长期使用温度180℃，短期使用温度可达210℃，在各种润滑油、燃料油中膨胀率较低（＜10％），汽车变速箱用ACM制品密封可连续行驶15－20万公里而不漏油；而丁腈橡胶虽能耐油性能很好，但耐老化性能和耐温性能较差，汽车用丁腈橡胶密封制品连续使用温度仅为106℃，变速箱部位密封连续行驶仅8000－10000公里即开始漏油。
丙烯酸酯橡胶乳液聚合车间的工艺设计
目录1 项目简介...………………………………………………1.1 项目名称………………………………………………………1.2 项目设计根据…………………………………………………1.2.1 重要原料及物理性质……………………………………1.2.2 生产措施………………………………………………..1.3 设计根据及必要性………………………………………….1.4 市场前景分析……………………………………………….1.5 生产能力…………………………………………………….1.6 技术方案及设备方案……………………………………..1.6.1 技术方案……………………………………………1.6.2 设备方案……………………………………………..1.7 聚合反应机理及影响反应旳原因……………………….1.7.1 聚合反应机理………………………………………...1.7.2 影响反应旳原因……………………………………..2 生产措施及工艺流程………………………………….2.1 生产措施………………………………………………….2.1.1 原料选择……………………………………………..2.1.2 聚合机理……………………………………………..2.1.3 实行措施…………………………………………….2.1.4 操作过程……………………………………………2.2 集合工艺过程…………………………………………...2.2.2 引起剂旳选择………………………………………….2.2.3 乳化剂旳选择………………………………………….2.2.4 分散介质旳选择……………………………………….2.2.5 其他介质旳选择……………………………………….2.2.6 聚合温度旳选择……………………………………….2.2.7 所选物料物理性质…………………………………….2.3 工艺流程……………………………………………………2.4 工艺参数……………………………………………………2.4.1 工艺配方………………………………………………2.4.2 重要单体参数…………………………………………2.4.3 重要工艺参数…………………………………………2.4.4 产品技术参数…………………………………………2.5 重要设备控制方案………………………………………...2.5.1 反应器温度旳控制……………………………………2.5.2 反应器旳压力控制……………………………………2.5.3 反应器旳液位旳控制…………………………………2.5.4 泵旳控制………………………………………………3 物料衡算及热量衡算…………………………………..3.1 物料衡算…………………………………………………..3.1.1 物料平衡示意图………………………………………3.1.2 所发生旳聚合反应方程式……………………………3.1.4 确定重要物料投料数量……………………………….3.1.5 顺流程设备进行计算…………………………………..3.2 热量衡算…………………………………………………….3.2.1 搜集数据………………………………………………..3.2.2 热量计算………………………………………………..4 设备工艺计算…………………………………………….4.1 反应聚合釜旳设计………………………………………….4.1.1 釜体旳设计……………………………………………..4.1.2 釜体外形尺寸旳设计…………………………………..4.1.3 搅拌装置旳设计………………………………………..4.1.4 传热装置旳设计………………………………………..4.2 各物料进出管口直径确实定……………………………….4.3 轴密封形式………………………………………………….4.4 泵旳工艺设计……………………………………………….4.5 调整釜旳设计……………………………………………….4.6 引起剂罐…………………………………………………….4.7 单体乳化罐………………………………………………….4.8 过滤器……………………………………………………….4.9 工艺管口旳设计…………………………………………….5 参照文献………………………………………………….1 项目简介1.1 项目名称：1万吨/年丙烯酸酯橡胶乳液聚合车间旳工艺设计。
丙烯酸酯橡胶 合成 生产工艺流程
丙烯酸酯橡胶合成生产工艺流程丙烯酸酯橡胶是一种合成橡胶，广泛应用于橡胶制品的生产中。
它具有优良的物理性能和化学性能，适用于各种不同的工业领域。
下面将介绍丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程。
1. 原料准备丙烯酸酯橡胶的主要原料是丙烯酸酯单体。
丙烯酸酯单体可以通过聚合反应合成，聚合反应所需的原料包括丙烯酸酯单体、引发剂、溶剂和调节剂等。
2. 聚合反应聚合反应是丙烯酸酯橡胶合成的关键步骤。
在聚合反应中，丙烯酸酯单体与引发剂发生反应，形成聚合物链。
同时，溶剂和调节剂的添加可以控制反应速率和分子量。
3. 过滤和洗涤聚合反应结束后，需要对反应体系进行过滤和洗涤，以去除杂质和残留的溶剂。
过滤可以使用滤网或离心机等设备进行。
洗涤可以使用溶剂进行多次重复洗涤，以确保产品的纯净度。
4. 分离和干燥洗涤后的产物需要进行分离和干燥。
分离可以通过蒸发或凝固等方法进行。
干燥可以使用真空干燥器或烘箱等设备进行，以去除残留的溶剂和水分。
5. 加工和成型干燥后的丙烯酸酯橡胶可以进行加工和成型。
加工可以使用挤出机、压延机或注塑机等设备进行，将橡胶制成所需的形状和尺寸。
成型可以通过热压或冷压等方法进行，使橡胶固化和硫化，提高其物理性能和化学性能。
6. 检验和质量控制成型后的丙烯酸酯橡胶需要进行检验和质量控制。
检验可以包括外观检查、物理性能测试和化学性能分析等。
质量控制可以通过控制原料比例、反应条件和加工参数等来保证产品的质量稳定。
7. 包装和储存经过检验和质量控制后，丙烯酸酯橡胶可以进行包装和储存。
常见的包装方式包括塑料袋、纸箱或钢桶等。
储存时需要注意避免阳光直射和高温环境，以防止橡胶老化和性能降低。
丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程包括原料准备、聚合反应、过滤和洗涤、分离和干燥、加工和成型、检验和质量控制，以及包装和储存等步骤。
每个步骤都需要严格控制和操作，以保证最终产品的质量和性能达到要求。
丙烯酸酯橡胶的合成生产工艺流程在橡胶制品生产中具有重要的应用价值，为各行各业提供了优质的橡胶材料。
丙烯酸酯橡胶合成及应用
丙烯酸酯橡胶合成及应用本论文采用乳液聚合法制备丙烯酸酯橡胶(ACM),探讨了引发剂体系对聚合反应速率的影响及反应条件对凝胶形成的影响；首次采用双螺杆脱挥连续溶液聚合法制备ACM,研究了聚合主单体的组成和脱挥条件对ACM生胶性能的影响；进行了ACM硫化工艺的优化,考察了硫化剂及炭黑用量对硫化胶性能的影响；采用了表面改性白炭黑填充环氧型ACM,对比了不同改性方法的白炭黑在橡胶基体中的分散性及对其力学性能的影响；探讨了环氧型ACM对尼龙6(PA6)的改性,主要研究热性能、结晶性能及力学性能方面的改性。
具体包括以下几个方面：1、乳液聚合法制备ACM：将丙烯酸丁酯(BA)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)进行乳液共聚合以制备环氧型ACM,通过对聚合反应速度和生胶性能的研究,探讨了聚合反应的方法及工艺参数；并通过对聚合物中凝胶含量及环氧基团开环率的对比研究,探讨不同反应条件对凝胶含量的影响。
实验结果表明,在反应体系中加入一定量的第二单体丙烯酸乙酯(EA),选择氧化还原复合引发体系,同时将反应温度控制在25-30℃并在饥饿状态下投料可抑制BA的分子内转移和GMA中的环氧基开环,最终可以使聚合物中凝胶含量控制在2.9%以下,达到国外同类产品的水平。
2、连续溶液聚合法制备ACM：分别采用以BA和EA为聚合主单体合成ACM,研究主单体组成和脱挥条件的变化对ACM生胶性能的影响。
改变聚合主单体的组成对分子量及分布和脱挥后残留的挥发份影响不大,但随着聚合主单体组成的变化,ACM的玻璃化温度发生变化。
脱挥温度和脱挥挤出机转速的变化引起ACM分子量、玻璃化转变温度和脱挥后残留的挥发份的变化,脱挥温度提高,ACM的分子量有所增加,分子量分布宽度变宽,玻璃化转变温度升高；改变脱挥挤出机转速提高,ACM的分子量略有降低,分子量分布稍有变宽,玻璃化转变温度变化不大。
脱挥温度和脱挥挤出机转速均使脱挥后残留的挥发份含量下降。
3、ACM硫化技术和配方的研究：从橡胶的硫化机理及填充补强机理入手,将硫化体系和填充体系对ACM的性能进行研究和实验对比。
丙烯酸酯橡胶挤出加工工艺研究
中国APPLIED TECHNOLOGY丙烯酸酯橡胶挤出加工工艺研究摘 要：丙烯酸酯橡胶（ACM）具有优异的耐油、耐热、耐臭氧、抗紫外线等性能,广泛应用于汽车工业。
本研究探讨了在ACM 挤出加工过程中，挤出机转速和挤出机各段温度对挤出管胚的壁厚偏差和门尼黏度的影响。
关键词：丙烯酸酯橡胶；挤出工艺；壁厚偏差；门尼黏度一、试验1.主要设备TH-XJD-120×12销钉冷喂料挤出机，清华大学； UR-2010 SD 型密闭式无转子硫化仪，优肯科技股份有限公司；0～150mm ，精度0.02mm ，游标卡尺，哈尔滨量具刃具集团有限责任公司。
2.主要原材料自制ACM 混炼胶。
3.主要挤出工艺参数使用TH-XJD-120×12销钉冷喂料挤出机挤出规格为Φ42×3.1。
（1）挤出机各段温度为机头温度80℃，挤出段温度70℃，塑化段温度60℃，喂料段温度50℃，螺杆温度60℃不变，转速分别为8.0r/min 、10.0r/min 、12.0r/min 、14.0r/min 和16.0r/min 。
（2）挤出机转速为12r/min ，挤出机各段温度为挤出段温度70℃，塑化段温度60℃，喂料段温度50℃，螺杆温度60℃不变，挤出机机头温度分别为70℃、75℃、85℃和90℃。
（3）挤出机转速为12r/min ，挤出机各段温度为机头温度80℃，塑化段温度60℃，橡胶应用技术53应用技术APPLIED TECHNOLOGY喂料段温度50℃，螺杆温度60℃不变，挤出机挤出段温度分别为60℃、65℃、75℃和80℃。
（4）挤出机转速为12r/min ，挤出机各段温度为机头温度80℃，挤出段温度70℃，喂料段温度50℃，螺杆温度60℃不变，挤出机塑化段温度分别为50℃、55℃、65℃和70℃。
（5）挤出机转速为12r/min ，挤出机各段温度为机头温度80℃，挤出段温度70℃，塑化段温度60℃，螺杆温度60℃不变，挤出机喂料段温度分别为40℃、45℃、55℃和60℃。
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丙烯酸酯橡胶（ACM）的配方及工艺丙烯酸酯橡胶(ACM)具有优异的耐油、耐热、耐臭氧、抗紫外线等性能,从20世纪60年代末开始,随着高速汽车的发展而在美国、日本等工业先进国家获得较为广泛的应用。
近年,随着我国汽车工业、摩托车工业、电力工业的快速发展以及进口车辆、机具的增多,对ACM的需求已越来越大。
据国家机械工业局规划发展司介绍,国产汽车中采用ACM的车种为12种,2000年汽车装车和维修需要ACM5000t。
电力行业现在也已经逐步使用ACM代替NBR制造变压器的密封件,以提高使用寿命。
特别是现在国内的电网改造给ACM提供了较大的市场,使ACM的应用快速增长。
很多行业已逐步采用ACM替代NBR以提高制品的性能,或替代价格昂贵的氟橡胶以降低成本,或与氟橡胶并用以改善加工性能。
为了满足国内市场对ACM的需求,国家有关部门已将ACM 列入了积极发展的品种之列,一些科研院所和大专院校等都加入到这一领域进行研究和技术开发,研究成果报道增多,给ACM 的应用打下了一定的理论基础。
从80年代末开始,国内先后建立了几套ACM工业化生产装置,部分满足了国内市场的需求。
ACM的配合和加工具有特殊性,各厂家生产的ACM具有不同的配合和加工要求,给ACM的推广应用造成一定难度。
我国的橡胶制品企业多为中小型企业,技术力量薄弱,也影响了ACM的推广应用。
为了使ACM在我国尽快得到推广应用,解决好配合加工中的技术问题成为当前一项迫切任务。
为此,我们将所了解的用户在实际应用中遇到的配合技术问题进行了分析探讨,现介绍如下。
1ACM配合中的常见问题及产生原因在ACM胶料的配合中,比较常见的技术问题主要有:①胶料性能不稳定;②拉伸强度太低;③压缩永久变形和扯断永久变形大;④回弹性差,有的胶料硫化后近似于硬质塑料;⑤耐磨性差;⑥耐高温老化性差;⑦浅色胶料难以配合和硫化,彩色制品在硫化时变色。
出现上述问题的原因是多方面的,主要影响因素有以下几点:(1)生胶质量低或不稳定生胶质量低或不稳定是影响胶料性能的最重要原因。
合成时如果生胶的平均相对分子质量控制不当或相对分子质量分布不合适,均可导致胶料质量低劣。
不同批次生胶的相对分子质量和相对分子质量分布波动是很正常的,不可能不产生波动,但如果波动幅度过大,则会导致胶料性能的大幅波动。
这种生胶自身的缺陷仅靠调整配合工艺来纠正或调节是无济于事的。
(2)胶料与相应的配合要求脱节世界上生产ACM的厂家因所用原材料的品种及比例不同,合成的工艺条件不同,使得产品结构存在一些差异。
各厂家均针对自己的产品特点开发了比较适用的配方,并在其宣传资料或样本中公布。
这些配方往往针对性较强,通用性不高。
如果把不同厂家之间的产品和配方简单地交叉使用,效果可能不好。
(3)胶料与配合助剂不配套国外针对ACM开发了一些专用硫化剂、防老剂、增塑剂等配合助剂,采用这些助剂较易达到调节胶料性能的作用。
而国内缺乏这些特性产品,代用品有时效果相差很大,难以配合出符合高要求的胶料。
(4)助剂或原辅材料的质量差异ACM所应用的某些助剂或原辅材料因规格、型号、产地等不同而在性能上存在较大差异,这种差异直接影响胶料的性能。
例如国内常用的普通硫黄和硫化剂的活性(或有效成分)低于部分进口产品,同等用量的效果差别很大,常因硫化程度低而影响胶料的性能。
在浅色制品中,因所用白炭黑的生产厂家或批号不同,而使胶料性能差异很大,这主要是由于白炭黑的酸碱度不同和微观结构的差异造成的。
酸碱度影响了硫化剂着色剂的效果,许多用户因对此缺乏了解,遇到问题无法解决。
(5)ACM选型不当不同规格型号的ACM在性能上有较大差别。
在应用中如果选型不当,可能造成胶料的一些性能“过剩”或“不足”。
低温环境下使用的胶料如果选用耐热型ACM,则胶料在-20℃以下无法使用。
相反,在对低温性能要求不高的情况下选用耐寒ACM,则既降低了胶料的耐热和耐油性,又增加了使用成本。
(6)ACM自身存在缺陷任何一种橡胶在应用性能上都有局限性,ACM也不例外。
ACM在常温下回弹性差(但随温度升高回弹性增大,这对于油封材料是极有利的),压缩永久变形较大,耐磨性和强度低于NBR,活性氯型产品对模具有腐蚀性,易焦烧且硫化时不易熟化。
在配合中要完全克服这些缺陷可能性不大,但通过适当的配合可减少这些缺陷。
2解决配合问题的基本措施和方法严格控制生胶质量目前市场上销售的ACM无论是进口产品还是国产产品均存在较大的质量差异,因此应选择信誉较高的正规生产厂家的产品,并对进厂的每批ACM进行实测,这是防止购入劣质胶的最有效方法。
补强填充剂的选择ACM不宜使用酸性补强填充剂,如槽法炭黑、气相法白炭黑等,必须使用中性或偏碱性填充剂。
常用的炭黑有:高耐磨炭黑、快压出炭黑、半补强炭黑和喷雾炭黑等,其中高耐磨炭黑和快压出炭黑的补强效果较好,胶料硬度较高,但回弹性较差,压缩永久变形较大。
半补强和喷雾炭黑补强效果稍差,但胶料的回弹性较好,压缩永久变形小。
可以将不同品种的炭黑配合使用,以调节胶料的性能指标。
浅色制品可用中性或偏碱性的沉淀法白炭黑、绢英粉、碳酸钙、滑石粉、陶土和硅藻土等作为填充剂,其中白炭黑的补强效果较好,其余品种均较差,一般只起惰性填料的作用。
在使用白炭黑时,应重视白炭黑的酸碱度和不同微观结构对胶料性能造成的重大差异,这是浅色胶料难配合的最主要原因。
白炭黑是无机物,与橡胶在结构及形态方面差异较大,致使白炭黑与ACM在成型后不易牢固地结合在一起,因而补强效果不好。
为了克服这一问题,可以加入硅烷偶联剂以提高界面的结合强度。
常用的硅烷偶联剂有KH2550和Si69等,用量一般为0.15～3.10份。
随着硅烷偶联剂用量的增大,胶料的强度和硬度增大,扯断伸长率和回弹性降低。
用硅烷偶联剂处理白炭黑时,应注意分散均匀,最简便的方法是将硅烷偶联剂加入白炭黑中迅速搅拌,然后装入塑料袋中密封(或直接在袋中混合),利用硅烷偶联剂与白炭黑作用时放出的热使其挥发扩散而达到均匀的目的。
密闭存放24h后再使用较为合适。
在配制彩色胶料时,应选择中性或偏碱性的颜料。
酸性颜料易与硫化剂发生作用而失效,同时对硫化效果有不良影响。
ACM的硫化温度为180℃甚至更高,有些有机颜料在如此高温下易分解,因而不宜使用。
常用的颜料有铁红、铁黄、群青和酞青兰等。
为了增强胶料的耐磨性,可加入石墨粉、二硫化钼、碳纤维等润滑性填料。
其中碳纤维用量为5～10份时还可起到提高胶料拉伸强度和耐热老化性的作用,但应用成本较高。
石墨用量为5～30份,用量过大将影响胶料与骨架材料的粘合性。
二硫化钼用量为1～5份,用量过大将对硫化产生不利影响。
炭黑补强胶料的性能明显优于白色填料,有些用户忽视了这一特点,较多地配制彩色胶料,这是不可取的。
但白色配合是未来的发展趋势,应引起国内厂家的重视。
硫化体系的选择因合成ACM时选用的硫化点单体不同而需要不同的硫化体系进行交联。
选择适用的硫化体系是保证胶料充分硫化的前提条件。
目前,在国内市场上销售的ACM绝大多数为活性氯型产品,环氧型产品很少。
活性氯型产品可以取消二次硫化,关键是硫化体系和硫化条件的选择。
活性氯型ACM可用多种硫化体系硫化,最常用的有以下几种:(1)皂/硫黄并用硫化体系皂/硫黄并用硫化体系的特点是工艺性能较好,硫化速度较快,胶料的贮存稳定性较好,对模具的腐蚀性较小。
但胶料的热老化性稍差,压缩永久变形较大。
常用的皂有硬脂酸钠、硬脂酸钾和油酸钠。
(2)N,N′2二(亚肉桂基21,62己二胺)硫化体系采用该体系的硫化胶的热老化性好,压缩永久变形小,但工艺性能稍差,有时稍有粘模现象,混炼胶贮存期较短,对模具的腐蚀性较大,且一段硫化程度不高,一般需经二段硫化。
(3)TCY(1,3,52三巯基22,4,62均三嗪,也称三聚硫氰酸)硫化体系该硫化体系硫化速度快,可以取消二段硫化。
硫化胶热老化性好,压缩永久变形小,工艺性能一般,但对模具的腐蚀性较大,混炼胶的贮存时间短,易焦烧。
这种硫化剂的使用效果受其质量影响很大,对于纯度不高的产品即使增大其用量,使用效果仍很差,因此,使用时一定要注意。
以上3种硫化体系各有特色,应根据实际应用情况选择不同的硫化体系,使之达到满意的结果。
目前国内应用较为普遍的是皂/硫黄并用硫化体系。
N,N′2二(亚肉桂基21,62己二胺)硫化体系可用于ACM/氟橡胶并用的配方。
TCY硫化体系可用于ACM/NBR并用的配方[3]。
与氯醚橡胶并用的胶料可用促进剂NA222硫化。
选择过氧化物作硫化剂是针对早期氯型或环氧型ACM,对活性氯型ACM 不适用,硫化效果很差。
防老剂的选择根据胶料的耐温要求选择适用的防老剂是保证胶料获得良好的老化性能的重要条件。
ACM本身具有良好的耐热老化性,不添加防老剂即可使用,但如果制品需要长期在高温条件下使用,还应添加防老剂。
适用于ACM的防老剂要求在高温下不易挥发,在油中不易被抽出。
美国和日本均开发有适合ACM的防老剂,如美国的Naugard445和日本的Nocrac#630F。
以前,国内缺少适合ACM使用的专用防老剂,除少量使用防老剂445进行试验外,工业上应用较多的是防老剂D,BLE和4010等。
这些防老剂在150℃条件下具有良好的防老化作用,但当温度达到175℃时,防老化作用明显下降,造成胶料的耐高温老化性差。
为了弥补国内防老剂的不足,四川遂宁青龙丙烯酸酯橡胶厂生产了适合ACM在高温条件下使用的专用防老剂TK100。
该防老剂适用于不同耐寒等级和不同硫化体系的活性氯型ACM[,适用温度为150～200℃。
215加工助剂和功能性助剂的选择为了减轻胶料混炼时粘辊和硫化时粘模的现象,可在胶料中加入1～3份甲基硅油或石蜡,添加胶易素、模得丽等也有此功效,但用量过高可能干扰硫化。
为了减轻胶料对模具的腐蚀性,可加入少量氧化物吸酸,如氧化镁等。
为了克服酸性白炭黑对硫化的不利影响,可加入二乙醇胺等中和,或用活化剂对白炭黑进行处理。
加入增塑剂TP295等可降低胶料的脆性温度,以改善胶料的低温性能,但胶料的强度降低。
胶料的硬度可用聚酯类增塑剂调节,常用的有QS21(上海橡胶制品研究所产品)等。
ACM制品需在高温及油中长期工作,因此一定要考虑助剂的适应性。
3结语随着我国科技和工业的发展,ACM已成为不可缺少的胶种,具有广阔的应用前景,发展国产ACM具有重要的战略意义。
多年来,通过各界的不懈努力,国产ACM已基本具备工业应用的条件,积累了一定的应用经验。
虽然在ACM应用中还有不少问题需要解决,技术水平还有待提高,但毕竟有了比较坚实的基础,这是国产ACM藉以生存和发展的重要条件。
只要生产厂家和用户以及科研机构共同努力,不断完善各项相关技术,国产ACM定能为我国的工业发展作出应有的贡献。