Page 96 - 《橡塑技术与装备》2023年5期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

表 1 弹性体材料的原始物理性能
弹性体材料 描述 硬度 / （邵氏 A 型硬度计） 拉伸强度 /MPa 伸长率 /% 100% 定伸应力 /MPa
FKM X3231 过氧化物硫化体系的 FKM（TAIC） 82 15 139 9.8
FFKM 678 过氧化物硫化体系的 FFKM（TAIC） 90 12.8 120 10.5
FFKM 562 过氧化物硫化体系的 FFKM（双烯烃） 80 20.9 165 10.3
FFKM 676 腈硫化体系的 FFKM （BOAP） 74 17.6 148 9.5

长期压缩永久变形试验是确定材料最高使用温度
的一种试验方法。压缩永久变形表示弹性体在一定温
度下承受压缩载荷时发生永久变形的变量。因此，抵
抗压缩永久变形的材料能够在压缩载荷消除后恢复到
接近其原始值。这是弹性体材料的一个重要特性，其
目的是在使用过程中能够保持密封力。
温度是影响弹性体材料压缩永久变形性能的最重
要因素。随着时间的推移，弹性体中的化学键会降解，
材料将开始失去弹性。这一过程随着温度的升高而加
快。通过在多个时间段测量弹性体在不同温度下的压
缩永久变形，可以估算其最高使用温度。最高使用温 图 8 压缩永久变形在三个温度下的趋势图
度可以这样定义 ： 1 000 h 后密封件具有 80% 压缩永
久变形所对应的温度。
估算弹性体最高使用温度的其他方法包括热重分
析（TGA）、压缩应力松弛（CSR）和高温下的材料
性能的保持率。TGA 严格地衡量了材料的热氧化稳定
性 ；而 CSR 则提供了密封力保持率随温度和时间变化
的趋势 ；最后一种方法是基于 SAE J2236 标准的方法，
在 1 000 h 热老化后保持 50% 的原始伸长率和拉伸强
度所对应的温度，作为其最高使用温度。

2 结果和讨论
对上述四种弹性体材料进行了长期压缩永久变形 图 9 80% 压缩永久变形所对应的时间变化
试验。 这 一 过 程 用 FFKM 678 来 说 明 一 下， 它 是 一 变测试选择的温度等同于最后计算出的最高使用温度。
种过氧化物硫化的 FFKM，用的 TAIC 硫化剂。根 材料供应商通常会就其原材料的温度性能提供一些指
据 ASTM D395（方法 B）试验方法，在 25% 的压缩 导，然后可以使用这些信息来选择合适的温度，以便
量下对 AS568A-214 O 型环样品进行压缩永久变形 对感兴趣的弹性体材料进行压缩永久变形测试。
测量。图 8 显示了 FFKM 678 在 150 ℃、200 ℃和 对于表 1 中介绍的三种其他的弹性体材料，重复
250 ℃温度下从 70~1 000 h 多个时间点的压缩永久 了对 FFKM678 所述的过程。表 2 总结了所有四种材
变形结果趋势图。每个数据点代表三个压缩永久变形 料的最高使用温度结果，以及每种弹性体的类型和硫
测定值的中位数。然后计算在三种温度下达到 80% 化特性。材料的最高使用温度明显依赖于弹性体等级、

压缩永久变形所对应的时间，并根据该结果生成曲线 硫化体系和硫化剂选择。正如所料，FKM 材料的结果
图（图 9）。 最低，而腈硫化的 FFKM 上限使用温度最高，为 304
使用对数回归模型确定最佳拟合线，然后计算 ℃。在过氧化物硫化 FFKM 类别中，双烯烃硫化剂优
1 000 h 后达到 80% 压缩永久变形的温度。根据该方法， 于 TAIC，因为 FFKM 562 的最高使用温度为 269 ℃，
FFKM 678 的最高使用温度为 229 ℃。如前所述，压 比 FFKM 678 的最高使用温度高 40 ℃。

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