耐寒(低温)橡胶制品如何设计
耐寒橡胶是指在低温条件下仍能保持弹性的橡胶及其制品的总称。硫化胶的耐寒性能取决十两大因素:橡胶的玻璃化特性和结晶特性。
以下是橡胶生胶单体耐低温极限:
其特点:非结晶型橡胶可以用玻璃化温度(Tg)来表征其耐寒性能,结晶型橡胶在高于玻璃化温度相当多的低温下就会失去弹性,可用橡胶脆性温度(Tb)来表征其耐寒性能。Tg和Tb越低,耐寒性越好 。
耐寒橡胶制品的配方设计方案
橡胶的耐寒性是指在规定的低温下,能保持橡胶弹性和正常工作的能力。硫化橡胶在低温下,由于松弛过程急剧减慢,硬度、模量和分子内摩擦增大,弹性显著降低,致使橡胶制品的工作能力下降,特别是在动态条件下尤为突出,当温度降至弹性极限使用温度时,橡胶会硬化与收缩,导致密封件泄露失效。硫化胶的耐寒性能主要取决于高聚物的两个基本特性:玻璃化转变和结晶。两者都会使橡胶在低温下丧失弹性。
选择耐寒性好生胶是耐寒性的关键,橡胶的耐寒性能主要取决于橡胶的品种。对于非结晶型橡胶,玻璃化温度较低,耐寒性较好。对于结晶性橡胶,耐寒性要考虑玻璃化温度的高低、结晶情况。增大橡胶分子链的柔顺性,减少分子间作用力及空间位阻,削弱大分子链规整性的橡胶成分与结构因素,都有利于提高橡胶耐寒性。橡胶并用是橡胶配方设计中调整耐寒性的常用方法,例如SBR 并用 BR, NBR 并用 NR、 CO、 ECO,可提高橡胶的耐寒性。
交联键的类型影响橡胶的耐寒性。天然橡胶使用传统的硫化体系时,随硫磺用量的增加,直到30份,其剪切模量随之提高,玻璃化温度也随之上升(可上升至20~30℃)。选择适当和有效的的硫化体系,橡胶玻璃化温度比传统的硫化体系降低7℃。因此NR与SBR、DCP硫化有最佳的耐寒性,用秋兰姆硫化,耐寒性有所降低,而以硫/次磺酰胺类促进剂硫化的耐寒性最差。产生上述差异的原因是,用硫磺硫化时,在生成多硫键的同时,还生成分子内交联键,并且发生环化反应,因此使得链段的活动性降低,弹性模量提高,玻璃化温度上升。减少硫磺用量、使用半有效或有效硫化体系时,多硫键数量减少,主要....
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