丁晴橡膠配方技術研究

姜威

摘要：丁睛橡膠是目前用量最大的一種特殊合成橡膠，是以丁二烯和丙烯腈為單體經乳液共聚而制得的高分子彈性體。丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，分子鏈上帶有極性腈基基團，賦予其耐油、耐熱老化等優異性能，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。

關鍵詞：丁晴;橡膠;配方;技術

丁晴橡膠是由丙烯睛與丁二烯共聚合而成，丙烯睛含量由18%-50%，丙烯睛含量越高，對石化油品碳氫燃料泊之抵抗性愈好，但低溫性能則交差，一般使用淑度范圍為25-100℃。丁睛膠為目前油封及O型圈最常用之橡膠之一。目前，它已作為一種通用耐油性橡膠廣泛用于機車車輛制動機用的隔膜、Y型圈、密封圈以及膠墊等制品。

一、丁晴橡膠配方成份分析

（一）硫化劑。丁腈橡膠主要采用硫磺和含硫化合物作為硫化劑，也可用過氧化物或樹脂等進行硫化。由于丁腈橡膠制品多數要求壓縮永久變形小，因此多采用低硫和含硫化合物并用。例如：TT/CZ 1.5/1.5PHR，這種硫化體系，具有耐熱性較好的效果，SUL/TS壓縮歪和焦燒最優。SUL/DM（CZ）拉伸強度好，用載硫劑可獲得優良的壓縮永久變形。鎘鎂硫化耐熱150℃，過氧化物也可耐150℃高溫，且壓縮永久變形最小。

（二）補強劑。補強劑是橡膠輪胎等制品的新型填充補強劑，是影響拉伸強度的重要因素之一，填料的料徑越小，比表面積越大、表面活性越大補強性能越好。可廣泛應用于深色橡膠或彩色橡膠制品中。一般橡膠補強劑可有效提高橡膠、塑料制品的耐磨性，表面質量耐酸堿、絕緣性能好，具有較高的反紫外線能力。橡膠補強填充體系可以提高膠料的耐磨性、拉伸強度、抗撕裂強度和抗溶脹性等，還可以改善膠料加工工藝、降低生產成本，是橡膠制品生產中用量最大的配合體系。能提高膠料的拉伸強度，定伸應力，增加制品的尺寸穩定性，賦予制品良好的加工性能和隱蔽性。可以提高抗張強度，抗撕裂強度，提高硬度，不引起脆化。并可改善發干膠料的包輥性能，在使用時易分散，不飛揚，不遲延硫化。陶土、氧化鎂、碳酸鈣這幾類填充劑表面活化處理之后對丁腈膠料也有一定的補強作用，尤其是活性碳酸鈣，既可以進一步降低丁腈密封圈生產成本，還可以改進膠料物理機械性能和加工工藝性能。

（三）炭黑。填充大用量炭黑是制備高硬度丁腈橡膠材料最為通用的方法。一般來說，炭黑對橡膠的補強作用與其結構度有著密切關系，炭黑粒徑越小，其比表面積就越大，結構度就越高，補強效果就越好。在炭黑使用上，多選用半補強或者與其它炭黑并用。但要求高強伸性能和高耐磨性時，必須選用高補強性的炭黑，如中超耐磨、高耐磨炭黑等。粗粒子的軟質炭黑有利于提高膠料的回彈率，大量填充劑也不至于影響主要物性。在復合硫化體系下，填充大用量噴霧炭黑和炭黑N343所得硫化膠綜合性能最好，其混煉膠粘度升高，流動性和加工性能變差，撕裂強度最大為46kN/m，沖擊彈性最大為22.4%。

（四）密封膠選用。丁腈橡膠則主要提供膠的彈性、耐油性、耐介質和疲勞性能，兩者相輔相成，使丁腈密封膠的性能更加完美。丁腈橡膠大多為丁腈40，40代表丙烯腈含量為45%，這種橡膠極性、彈性、粘接性等綜合性能較好。其分子量大小通常以門尼黏度來表征，作為粘接密封材料的丁腈橡膠常選用門尼黏度76～86的產品。在丁腈密封膠中常用的對叔丁酚甲醛樹脂（2402酚醛）是一種油溶性酚醛，溶于苯類、乙酸乙酯、環己烷、汽油和植物油，有良好的耐熱、耐老化性，它與丁腈橡膠互溶性好，可以任意比例混合。

二、丁晴橡膠配方生產工藝及注意事項

（一）配方工藝。樣品分離后結合評測、樣品分離、儀器行業分析、圖譜分析、二次驗證五大步驟，運用NMR分析、XRF熒光散射、IR分析儀、質譜分析法等分析儀器聯用，得到精密的譜圖信息，明確原材料組成，輔助降成本。針對配方質量問題，例如橡膠制品會有粘輥、吐白、硫化時間不理想，檢測配方成分等問題，通過故障分析，發現產品問題根源。針對樣品配方體系中重要組分成分，定性定量分析，用于改進產品配方，節約成本。

（二）注意事項。一是丁腈橡膠與酚醛樹脂共混。此時需加入10%～15%的胺類促進劑。硫化前，酚醛樹脂僅對丁腈橡膠起增塑劑作用。硫化后，酚醛樹脂固化并部分參與了交聯反應，對橡膠起補強增硬作用，其硫化膠的硬度、耐磨性、拉伸強度和撕裂強度較高，耐熱性、耐屈撓性、耐化學腐蝕性和加工性能獲得改善。二是耐油橡膠制品的使用過程中，由于工作環境的需要，除了要求具有優良的耐油性外，還要求具有非常好的低溫耐塞性能，而丁晴橡膠制品的耐寒性不足，從而影響了耐油制品的使用壽命。三是丁腈橡膠由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。是耐油（尤其是烷烴油）、耐老化性能較好的合成橡膠。丁腈橡膠中丙烯腈含量（%）有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24等五種。丙烯腈含量越多，耐油性越好。四是丁腈橡膠還可通過與多種橡膠如氯丁橡膠、異戊橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠等及合成樹脂如聚氯乙烯、酚醛樹脂等共混（見高分子共混物），使性能得到改進。

丁腈橡膠的極性非常強，與其它聚合物的相容性一般不太好，但和氯丁橡膠、改性酚醛樹脂、聚氯乙烯等極性強的聚合物，特別是和含氯的聚合物具有較好的相容性，常進行并用。

三、結束語

丁晴橡膠制品具有優良的耐油性，具有較寬的使用溫度范圍，主要用于制作耐油橡膠制品，廣泛應用于汽車工業、航空航天、石油開采、化工、輕紡、電線電纜、建筑材料等，其消耗量約占合成橡膠總量的4.6%。它還具有良好的耐水性、氣密性及優良的粘結性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車、航空、石油、復印等行業中成為必不可少的彈性材料。