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1、第二届中日橡胶技术交流大会论文集 通过高分子合金开发新的软性材料 S h i g e a k iT a k a m a t s ua n dM a s a s h iN o d a 东海橡胶工业株式会社研发部 l ，H i g a s h i ，3 - C h o m e K o m a k i A i c h i 4 8 5 - 8 5 5 0 ，J a p a n 引言 由于可获得，有良好的加工性能以及应用中各种性能比较均衡，例如有良好的耐油、耐臭氧和阻燃性， P V C 被用于多种工业场合。P V C 被广泛地用于汽车领域，例如电线包皮、油漆制剂以及其他的用途。然 而，P V C 由于在
2、燃烧中产生二嗯英而导致严重的环境问题。 广泛用于汽车软管的N B R 和P V C 并用也会导致上述的环境问题。需要有1 种新材料来替换传统的 P V C 相关材料。 我们从尼龙1 1 和N B R 开始。尼龙1l 相对比较便宜并有优异的耐油和耐臭氧能力。在动态硫化的并 用中，即使当N B R 为主成分时，尼龙1 1 也形成一种基质相，这样并用便拥有出色的耐油和耐臭氧能力。 然而，这种并用在胶管应用中柔韧性不够。较差的柔韧性导致胶管振动。然后，这个问题是通过三元并用 体系尼龙l l A C M N B R 的动态硫化解决的。柔韧性的改善将在本报告中进行论述。 实验 尼龙l l 和A C M 的
3、混合方法 A C M 和尼龙l l 在双螺杆挤压机中在2 6 0 的条什下混合( 日本制钢所，3 2m m ( L D = 5 2 5 ，螺杆转 速为1 0 0 转r a i n ) 。混炼胶经过挤出、水冷，然后造粒。在挤出之前，A C M 和尼龙l l 通过二辊开炼机 进行混合，这是因为A C M 的自动喂料很困难。 尼龙n A c M 并甬的评估 尼龙1 l A C M 身属堤通过在2 3 0 电热平板加上模压3m i n ，制成lm m 厚的胶片。物理性能的测 量遵循日本J 二业标准K 6 2 5 l 进行。动态力学分析( D M A ) 也是在l OH z 、一5 0 到1 5 0 的
4、温度下和2 m i n 的加热速率下采用拉伸方式进行的。形态S P M 用( 岛律公司扫描探针显微镜，S P M 9 5 0 0 J 3 ) 观察。 尼龙l l A c M N B R 三元并甬的动态硫化 首先，用二辊式开炼机制备N B R 的母胶。随后，将N B R 母胶为双螺杆挤出机混合的尼龙l1 A C M 并用通过密炼机( L a b o P l a s t o m i l l ：T o y oS e i k iS e i s a k u s h o ，L T D ，混炼容量：1 0 0m 1 ) 在2 1 0 下进行 混炼。混炼lm i n 后，加入促进剂( T M T Da n d
5、C B S ) ，继续混炼至混炼扭矩增大，然后趋平。 S h i g e a l aT a k a m a t s u 等通过高分子合金开发新的软性材料1 8 9 三元并甬评估 尼龙l l A C M 并用是通过在2 3 0 1 0M P a 电热平板加上模压3r a i n ，制成lm m 厚的胶片。耐 燃油性是使用S U S 制造的试验容器进行测试的。试验容器的尺寸为6 0 巾，4 0m m D ，内容积大约为1 3 5 c m 3 ，燃油与样品接触面积大约为3 4 2c m 3 。充入1 0 0m l 的燃料C ( 异辛烷甲苯= 7 0 3 0 体积比) ， 把填充氟橡胶放在容器的上部，
6、同时把测试样品和钢丝网( 1 6 网孔) 附于测试容器上。倒置试验容器， 试样在4 0 的条件下放置。每天测量总质量上的变化。质量损失相当于燃料的渗透量。渗透系数通过 以下方式获得的： 渗透系数( m g m m c m 2 天) = ( Q - t ) ( A d ) 里 一! Q ：燃油C 的质量损失( m g ) !一- t ：样品的厚度 ( m m ) ： ；L 一 A ：样品和燃油的接触面积( c m 2 ) 一j 。一一 d ：试验日期的数量( 天) i 。 F i g u r e1 S U Sv e s s e lf o rf u e l - r e s i s t a n c
7、et e s t 图1 耐燃油测试S U S 容器 结果和讨论 尼龙l l N B R 并用的结果 尼龙1 1 N B R 并用的的动态模量和燃油C 渗透系数的。当并用物尼龙1 1 N B R = 4 0 6 0 时，动态模量 和渗透系数是最为平衡的。图2 描绘了尼龙1l N B R 并用的燃油C 的渗透系数。但是，柔韧性是不够 的。然后，我们假定尼龙1 l 的柔韧性得到了改善。 h 矗 乏 烈 窨 型 g g b u D 舀 1 0 O 1 10 0 07 0 3 06 0 4 0 5 0 5 0 4 0 6 0 3 0 7 0 N y l o n l I N B Rb l e n dr a
8、 t i o F i g u r e2P e r m e a b i l i t yc o e f f i c i e n to fF u e lCo fN y l o nl1 N B Rb l e n d 图2 尼龙! ! N B R 并用物的燃料C 渗透系数 苫013皤ooo扫暑盆怒旨基厶 第二届中日橡胶技术交流大会论文集 尼龙l l N B R 并用物的结果 通过添加A C M 改善柔韧性( 图3 ) 。通过并用物中A C M 对尼龙1 1 的作用使得到一定程度改善。 S P M 显微图如图3 所示。A C ，M 作为微区分散在尼龙l1 基质中。A C M 域的直径为几微米。 5 0 o
9、5 01 0 0 T e m p e r a t u r e ( ) F i g u r e3D y n a m i cm o d u l u so fN y l o n1 1a n dN y l o n11 A C Mb l e n d F i g u r e4S P Mm i c r o g r a p ho fN y l o n11 A C Mb l e n d 凰3 尼龙1 1 和尼龙1 1 A C M 混合物的动态模量 图4 尼龙I I I A C M 并用物的S P M 显徽图 尼龙1 1 A C M N B R 三元并用物的结果 图1 显示了二元和三元并用物的物理性能。三元并用物
10、显示了比尼龙lI N B R 并用物更高的延长率。 I 另外，三元并用物的硬度低于二元并用物。从图5 的应力- 应变曲线中可以清楚地看差异。 表l动态硫化二元和三元并用物物理性能 1 ) N B R ( M V 1 0 0 。7 7 5A N = 5 0 ) 1 0 0 份，硬脂酸0 2 份，Z n O4 份，抗氧化剂4 份 图6 为S P M 显微图。在二组分混合物中，主成分( N B R ) 具有很高的延伸率，并分散在尼龙1l 的 矩阵中( 图6 a ) 。在三组分混合物中，A C M 几乎存在在尼龙1 1 的所有阶段( 图6 b ) 。独特的形态可以导 致良好的柔韧性。 三元并用物的燃油
11、性能大大低于_ 二元并用物，但是，大大优于传统的N B R P V C 。另外，三元并用 物有良好的耐臭氧性能，大大优于N B R P V C 并用。 S h i g e a k iT a k a m a t s u 等通过高分子合金开发新的软性材料 1 9 l 母 a 一 芝 、- 一 一 “ S t r a i n ( ) F i g u r e5S t r e s s S t r a i nC U l - q e so ft h eb i n a r ya n dt e r n a r yb l e n d s 图5 二元和与三元并用物的应力一应变曲线 ( a ) N y l o nt1
12、 N B R( b ) N y l o n11 A C M N B R F i g u r e6S P M ( t a p p i n g m o d e ) m i c r o g r a p h s ( a ) N y l o n l1 N B Ra n d ( b ) N y l o n lI A C M N B Rb l e n d s 图6S P M ( 采脂模式) 显微图( a ) N y l o n I I N B R 和( b ) N y l o n I I I A C M N B R 并用物 结论 三元并用物尼龙A C M N B R 具有优秀的耐燃油和耐臭氧性能以及适度的柔韧性，可以替换传统的 N B R P V C 并用，作为汽车燃油管的材料。 鸣谢 作者在此向山县太郎大学T 1 n o u e 教授所提供的有用论述和意见表示感谢。
