Page 47 - 《橡塑智造与节能环保》2017年7期

节能环保新技术与产品 New Energy conservation and environmental protection equipment New Energy conservation and environmental protection equipment 节能环保新技术与产品

对离子弹性体高温性能的改进

鉴于离子弹性体基质中产生的离子域有纳米相分 国Lanxess Elastumers SAS公司提供的。该产品含有
离过程，故离子弹性体具有强的物理交联网络。羧基 26.5%的丙烯腈和7%的羧基基集团（-COOH），其门尼
丁腈橡胶（XNBR）的结构可由金属氧化物进行离子交 黏度ML（1+4）100℃为38±4（门尼单位）。所用硬脂
联。 酸为橡胶级。氧化钙（CaO）由Aldrich公司提供。过
而这些材料中产生的离子纳米相分离赋予了材料 氧化二异丙苯（DCP）由Aldrich公司提供的，分子量
独特的物理性能，由于传统共价交联键交联材料的物 为270.37g/mol，纯度为98%，沸点为39℃。胶料配方
理性能。为解释无规离子聚合物的形态已提出了诸多 见表1。
模型，但还没有一个模型与所观察所有试验数据绝对
表1 胶料配方
一致，而人们普遍认可的是Eisenberg提出的模型。
共价键体系 离子键体系 混合体系
在最新修正的模型提出，主要结构是由离子对接 （离子键+共价键）
XNBR 100
触形成的，其中，离子（阴离子和阳离子）相隔的距
硬脂酸 1
离为其离子半径。人们通常认为，离子对有聚集的倾 二枯基过氧化物 2 0 2
向，从而产生了四个一组、六个一组及更高的聚集结 氧化钙 0 6 6
构，称作多重离子对。
胶料制备是在两辊开炼机上进行的，辊筒直径为
从近年来看，人们致力于以XNBR和锌，钙及镁金
15cm，长度为30cm，速比为1∶1.5。
属氧化物的粒子弹性体的研究。由于形成了非永久性
硫化是在电加热液压平板硫化机上进行的，温度
离子网络，这些材料表现出热响应。产生的离子纳米
为160℃，硫化时间为流变曲线获得的最佳硫化时间
相在温度变化时具有可逆特性。因此，这些材料表现
（t97）。用橡胶加工分析仪（RPA2000）（振荡角度
出热塑性行为，即使用加热可再生，同时初始性能无
0.5arc，频率0.667Hz）获得这些流变曲线。
明显损失。然而，离子键热稳定性差导致在高温下压
按照ISO6721标准，采用拉伸模式，在Hz、
缩永久变形大，且力学性能下降，因而限制了其潜在
10Hz、15Hz和20Hz频率下，用Rheometric Scientific
的应用。为克服这些缺点，则提出了在以离子弹性体
DMTAV动态力学热分析测量硫化试样的动态力学性能。
中引入永久性网络的新网络设计。而所研究的聚合物
升温速度为1.5K/min，温度范围为-80~2000℃，冲切
基质以XNBR为主体，可以用二枯基过氧化物（DCP）、 2
尺寸约为30×6×2mm 的矩形试样。
CaO或它们的混合物交联，以获得离子-共价组合体
依照UNF150815-1标准测试压缩永久变形。压缩
系。
永久变形试验是确定高弹性体材料在经受长期压缩应
力后保持其弹性能的能力，即它测量了试样压缩（初
1 试验 始尺寸的25%）22h后的永久变形的程度，表明卸除应
采用的羧基基丁腈橡胶为Krynac7.40，这是由德
力后试样恢复到初始高度的百分率。在70℃和室温下

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