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理论与研究 马安良·常用耐油橡胶性能及密封性研究

度变化和拉伸强度变化率虽然不大，但拉断伸长率却 会出现轻微的褶皱，在轴旋转过程中，与轴的配合将
下降非常明显 ； CR 耐老化性能较好，且老化后各项 会出现轻微间隙，从而导致试验油渗漏。
性能都变化不大 ； HNBR、ACM 和 FKM 的拉断伸长 表 4 各组试验的漏油时间
NBR NBR
率略有变化，但拉伸强度提高，这可能是由于试样未 编号 HNBR CR ACM FKM
3365 4975
经过二次硫化（为使各组胶料平行对比），导致橡胶在 1# 正常 正常 正常 192 正常 正常
2# 正常 正常 正常 156 正常 正常
硫化过程中交联不充分，在 100℃ ×72 h 的老化过程
3# 208 184 正常 / 正常 正常
中实质上是发生了进一步的交联反应。就整体而言， 4# 23 19 39 / 78 正常
注 ：由于氯丁橡胶旋转轴唇型密封圈密封效果较差，在 3# 和
NBR 老化后在性能变化率上表现出了一定劣势 ；由于
4# 更苛刻的实验条件中没有继续测试。
测试温度过低，饱和橡胶在对高温的抗耐性方面未表
现出显著优势，尤其是 HNBR、ACM 和 FKM，他们 2# 试验的结果与 1# 试验接近，同样是 CR 密封
的耐热优势应表现在 150℃及以上。 圈在实验过程中出现了漏油，这与 1# 实验是同样的原
2.3 耐油性能 因。在对试验后的样件进行检测时发现，相对于 1# 试
表 3 中数据显示，CR 在 IRM901 和 IRM903 试 验后的样件，2# 试验后 NBR3365、NBR4975 和 CR
验中，无论是硬度、体积还是质量的变化都较大，在 样件的硬度增长较为明显，虽然理论上耐油橡胶材料
IRM903 中体积变化率更是高达 60.4%，这是由于 CR 在油性介质中耐热性能会提高，但老化依然明显，这
的分子链侧基为氯元素，而氯相对于其他组材料侧基 可能是因为密封圈在实验过程中只有一侧浸入试验油
的极性明显较弱，从而出现耐油性相对较差的现象。 中，而另一侧仍置于空气中，导致老化速度较快。
FKM 的硬度、体积和质量变化都很小，甚至趋于无变 在 3# 试验中，NBR3365 和 4975 均在试验结束
化，表现出了最好的耐油性能，一方面是由于 FKM 前就出现了失效现象，而 HNBR、ACM 和 FKM 在试

侧基的极性很强，另一方面是 FKM 分子链每个结构 验结束时仍正常。在实验过程中发现，当轴高速运转
单元侧基密度都远高于其他组橡胶材料，最终导致 时，唇口部位的温度已超过油温，最高时达 166℃，
FKM 优异的耐油性。 ACM 的耐油性能比 NBR4975 差， 而在该温度下，NBR 老化速度将迅速加快，甚至已
但是明显优于 NBR3365，这与 “ACM 的常温下耐油 超过 HNBR 使用温度的上限。通过对试验后样件的测
性能相当于中高丙烯腈含量的 NBR，耐热油性能接近 试，NBR3365 和 4975 密封圈的唇口部位确实发生了
于高丙烯腈含量 NBR” 的理论是相符的。HNBR 的耐 明显的硬化老化，这也直接导致了密封圈漏油。试验
油性能介于 NBR3365 和 4975 之间，主要是由其丙烯 后 HNBR 密封圈唇口的硬度也发生了硬化老化，但其
腈含量决定的 [8] 。 程度轻微，胶体仍保持着良好的弹性。ACM 和 FKM
表 3 耐油性能 密封圈唇口部位胶体硬度在实验前后未发生明显变化，
数值 说明其未发生明显的老化。
项目
NBR NBR
100℃ ×72 h HNBR CR ACM FKM 在 4# 试验中，除 FKM 以外，其他样件均在
3365 4975
硬度变化 /Shore A 0 0 +2 -4 +2 0
IRM 试验过程中出现了失效现象，当然各组样件的试验
体积变化率 /% -0.3 -1.7 -1.6 +5.1 -1.7 -0.6
901 寿命也不尽相同，ACM ＞ HNBR ＞ NBR3365 ＞
质量变化率 /% -0.4 -1.6 -1.1 +6.5 -3.1 +0.4
硬度变化 /Shore A -5 -4 -4 -16 -2 0
IRM NBR4975，整体的试验寿命与胶料的耐热性顺序基本
体积变化率 /% +9.6 +0.7 +4.7 +60.4 +2.9 -0.6
901
质量变化率 /% +12.4 +1.2 +6.0 +39.5 +3.5 -0.8 是一致的。在实验过程中各组样件唇口部位的温度情
况： FKM2463 ＞ NBR4975、HNBR4307、ACM ＞
2.4 密封性
NBR3365 ； NBR4975 的耐热性略好于 NBR3365，与
由表 4 可以看出，在 1# 条件下，一个试验周期
HNBR 耐热程度相差较大，更远差于 ACM，所以最
后， CR 密封圈出现轻微渗漏，其它密封圈未出现漏油。
先发生了失效 ；而 NBR3365 虽然耐热性较差，但由
通过对试验后各组样件对比发现，CR 样件在试验后
于自身生热较低，所以表现出略好于 NBR4975 的试
内径轻微变大，但无明显磨损痕迹，其余 5 组样件与
验寿命。在本组试验中， FKM 虽然是温升幅度最大的，
试验前相比几乎无变化。经过对试验唇口剖切后测量，
却是唯一在整个试验中没有发生失效的，主要原因是
发现其唇口已出现轻微胀大变形，虽然在使用过程中
FKM 具有远好于其他橡胶的耐热性，基于此，对于高
有弹簧对唇口与轴的配合进行束缚，但当唇口胀大后
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