NBR/PA66合金——橡膠新材料
發(fā)布時間：
2018-10-26
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“NBR/PA66合金”是以丁腈膠為主體，用PA66（尼龍66）做改性劑，用機械共混的方法生產的改性橡膠，其突出的特點就是即耐油又耐低溫?？捎孟鹉z通用的工藝設備、材料和技術，生產各種橡膠制品。
丁腈膠有多種牌號，各種牌號的性能不同，通常用丁腈膠的丙烯腈含量不同來區(qū)分，就丁腈膠的耐油性能來說，隨著丙烯腈含量的增加而變好，但低溫性能則變差。丁腈18的脆性溫度是-50℃；丁腈40的脆性溫度是-23℃。橡膠最寶貴的就是低溫彈性，丁腈18的低溫彈性好但耐油性能不好。人們一直在設法解決這個問題，但效果不明顯。用尼龍66樹脂改性丁腈18，即保留了丁腈膠的低溫性能又將其耐油性能提高近于丁腈40的水平。改性后產品的名字叫“NBR/PA66合金”，已經開始中試，其產品進入橡膠制品的開發(fā)、研制階段。
目前該產品已經有小批量生產，產品以申報專利。正在安裝一條生產線。生產能力為 300t/a。將按丙烯腈的含量不同分成系列產品，積累數據，建立產品標準，進入市場開發(fā)階段。
1.NBR/PA66合金的特點
1.1 低溫性能
表1 NBR/PA66合金中的丙烯腈含量和脆性溫度
| 項目 |
單位 |
數據 |
||||
|
共混物中丙烯腈含量 |
% |
19 |
20 |
27 |
33 |
41 |
|
共混物的脆性溫度 |
℃ |
-49 |
-45 |
-34 |
-26 |
-22 |
|
純丁腈膠脆性溫度 |
℃ |
-50 |
-45 |
-33 |
-26 |
-23 |
表1數據說明尼龍66的摻入對共混物的脆性溫度基本沒有影響
1.2 耐甲苯性能
表2 NBR/PA66合金中丙烯腈含量和耐甲苯的關系
|
項目 |
編號單位 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
丙烯腈含量 |
% |
18 |
22 |
26 |
30 |
33 |
38 |
41 |
|
純丁腈膠在甲苯中變化 |
g% |
536 |
408 |
306 |
230 |
191 |
159 |
160 |
|
NBR/PA合金在甲苯中變化 |
g% |
166 |
144 |
126 |
112 |
104 |
94 |
92 |
圖1丁腈膠和NBR/PA66合金耐甲苯對比較
圖1的曲線特別直觀的描述了，純丁腈膠和NBR/PA66合金耐甲苯的重量變化。丁腈膠由于尼龍66的摻入，提高了耐油性能。用尼龍66改性丁腈-18的新材料，耐甲苯的膨脹值和丁腈-40的原膠相當，同時有保持丁腈-18的低溫特性。這是一個重大突破，給低溫、耐油的橡膠制品提供完美的材料。
圖1中數據的配方是：試驗配方的硫化體系是生膠（共混物）100；氧化鋅 5；硬脂酸 1.6；DM 1.6; DTDM。硫化條件;160℃×24分。（以下試驗數據同）。
甲苯是丁腈膠的良溶劑，用它做介質是為了更容易看出，丁腈膠改性前后的變化。圖1顯示出改性后材料的耐油性能有明顯的提高。尤其是丁腈18改變最大。
1.3 耐3#燃油
表5是四種材料的體積、重量變化值，數據顯示NBR/PA66合金的優(yōu)勢。
表3 介質3#燃油 40℃×70h重量、體積變化
| 項目 |
單位 |
純丁腈40 |
NBR/PA66合金 |
純丁腈18 |
NBR/PA66合金 |
|
重量變化 |
g % |
79.9 |
55.1 |
206.8 |
110.3 |
|
體積變化 |
V % |
89.5 |
56.6 |
244.5 |
136.5 |
圖2 耐3#燃油的重量、體積變化
圖2 可直觀的顯示耐3#燃油的變化，橡膠件在3#油體積變化大，是人們關心的問題?？赏ㄟ^選擇不同型號的NBR/PA66合金做應用配方，平衡耐油和低溫性能，達到綜合指標滿意的結果。
1.4 耐空壓機油
空壓機的工作溫度較高，選擇150℃試驗溫度的目的是要考核新材料在高溫環(huán)境下的行為。表4可明顯看出四種材料的不同，NBR/PA66合金膠好于純丁腈膠。
表4 空壓機油 150℃、 48h重量、體積變化
| 項目 |
單位 |
純丁腈40 |
NBR/PA66合金 |
純丁腈18 |
NBR/PA66合金 |
|
重量變化 |
g % |
1.4 |
-1.7 |
35.8 |
19.1 |
|
體積變化 |
V % |
5.6 |
3.0 |
29.6 |
24.2 |
|
油前邵A硬度 |
度 |
50 |
71 |
43 |
63 |
|
油后邵A硬度 |
度 |
53 |
69 |
25 |
42 |
以上三種介質的耐油試驗數據均顯示，丁腈膠用尼龍66改性后，耐油性能的提高。
1.5 NBR/PA66合金的熱老化性能
通過熱老化描述丁腈膠摻入尼龍66 對耐空氣老化的影響。選擇兩個老化溫度，對純丁腈膠及其共混物進行對比試驗。老化條件：介質空氣，時間24小時，溫度分別為130℃、140℃。表5 數據說明NBR/PA66合金熱老化后拉斷強度及其保持率，都明顯好于原膠。且拉斷強力的絕對值也很高。
1.5.1 拉斷強力變化
表5 丁腈膠和NR/PA66合金在130℃、140℃老化后的拉斷強力變化
| 項目 |
丁腈18 |
丁腈40 |
丁腈18/PA66 |
丁腈40/PA66 |
|
原始拉斷強力 |
2.05 |
5.49 |
8.62 |
14.61 |
|
130℃強力 |
1.51 |
3.29 |
9.39 |
15.34 |
|
140℃強力 |
1.42 |
2.28 |
8.44 |
14.75 |
|
130℃強力保持率 |
73.66 |
59.93 |
108.93 |
105.00 |
|
140℃強力保持率 |
69.27 |
41.53 |
97.91 |
96.15 |
1.5.2 拉斷伸長率變化
純丁腈膠的原始拉斷伸長率都高于NBR/PA66合金，但老化后的拉斷伸長率保持率接近。認為丁腈膠摻入尼龍66后，對其老化性能的不良影響不十分明顯。
表6 不同溫度老化后的拉斷伸長率變化數據
| 項目 |
單位 |
丁腈18 |
丁腈40 |
丁腈18/PA66 |
丁腈40/PA66 |
|
原始拉斷伸長率 |
% |
360 |
874 |
251 |
440 |
|
130℃拉斷伸長率 |
% |
307 |
500 |
211 |
326 |
|
140℃拉斷伸長率 |
% |
208 |
298 |
146 |
252 |
|
130℃拉斷伸長保持率 |
% |
85.28 |
57.21 |
84.06 |
74.09 |
|
140℃拉斷伸長保持率 |
% |
57.78 |
34.10 |
58.17 |
57.27 |
2.結論
以上試驗數據初步描述了NBR/PA66合金的性能。新材料的突出點就是提高了丁腈膠的耐油性能。最有特色的是用尼龍66改性丁腈-18，保持了丁腈18膠的低溫彈性同時又達到了丁腈40膠的耐油性能。尼龍66的摻入提高了丁腈40的性能。
用尼龍66改性丁腈膠形成的新材料，由于選擇的丁腈膠的丙烯腈含量的不同，可有若干個品種，將形成系列。適應不同橡膠制品的需要。
是目前唯一一家用工業(yè)生產裝置生產NBR/PA66合金的廠家。
3. 應用
NBR/PA66合金為設計新產品添加了一種新材料。有廣泛的應用空間。
NBR/PA66合金由于尼龍的抗?jié)B透性，可否用在貯油、輸送橡膠制品。飛機軟油箱、加油管、空調膠管上。尼龍低摩擦系數等特點，可否用在旋轉密封件上減少唇部的摩擦生熱而增加壽命。
NBR40/PA66合金，比丁腈40的耐油性能更好，可用在采油工業(yè)設備的密封件上，提高使用壽命，增加可靠性。尼龍的耐油性、抗?jié)B透性可改善共混后材料這方面的性能，可否在油井封隔器上應用減少低分子滲透產生的鼓包。
尼龍的抗?jié)B透性，減少了輸送介質的擴散，特別適合用航天、航空器的橡膠制品上，如自動調節(jié)系統(tǒng)的膜片、密封件、高壓油管等。
2015-2-5
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合金,性能
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