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耐高溫橡膠制品的配方設計
2025-05-24 來自: 西安方盛密封 瀏覽次數:434
1. 生膠選擇
生膠是橡膠制品的基礎材料，其種類和性能對橡膠制品的耐高溫性有重要影響。根據橡膠的耐熱性能，可以將生膠分為普通橡膠和耐熱橡膠兩大類。普通橡膠如天然橡膠（NR）、丁苯橡膠（SBR）、順丁橡膠（BR）等，其耐熱性較差，一般只能在較低溫度下使用。而耐熱橡膠如氟橡膠（FKM）、硅橡膠（MVQ）、乙丙橡膠（EPDM）等，則具有較高的耐熱性能，可以在較高溫度下使用。
1.1 氟橡膠（FKM）
氟橡膠是一種具有優異耐高溫性能的橡膠，其主鏈上含有氟原子，使得分子鏈的鍵能較高，熱穩定性好。氟橡膠可以在-25℃至250℃的寬溫度范圍內使用，且具有良好的耐油、耐溶劑、耐酸堿等性能。因此，氟橡膠被廣泛應用于航空、航天、汽車、石油等領域。
1.2 硅橡膠（MVQ）
硅橡膠是一種主鏈為硅氧鍵的橡膠，其熱穩定性好，可以在-60℃至250℃的寬溫度范圍內使用。硅橡膠還具有良好的耐候性、耐臭氧性、電絕緣性等性能，被廣泛應用于電子、電氣、醫療等領域。
1.3 乙丙橡膠（EPDM）
乙丙橡膠是一種由乙烯和丙烯共聚而成的橡膠，其主鏈為飽和的碳碳鍵，使得分子鏈的熱穩定性較好。乙丙橡膠可以在-50℃至150℃的溫度范圍內使用，且具有良好的耐老化性、耐臭氧性、耐候性等性能。乙丙橡膠被廣泛應用于汽車、建筑、電線電纜等領域。
2. 硫化體系
硫化體系是橡膠配方中的重要組成部分，其種類和用量對橡膠制品的耐高溫性有重要影響。硫化體系的選擇應根據生膠的種類、制品的使用條件等因素進行綜合考慮。
2.1 硫黃硫化體系
硫黃硫化體系是最常用的硫化體系之一，其硫化膠具有良好的物理機械性能。然而，硫黃硫化膠在高溫下易發生熱氧老化，導致性能下降。因此，在高溫下使用的橡膠制品應盡量避免使用硫黃硫化體系。
2.2 過氧化物硫化體系
過氧化物硫化體系是一種無硫硫化體系，其硫化膠具有優異的耐高溫性能。過氧化物硫化體系在硫化過程中產生的交聯鍵為碳碳鍵，鍵能較高，熱穩定性好。因此，過氧化物硫化體系被廣泛應用于高溫下使用的橡膠制品中。
2.3 樹脂硫化體系
樹脂硫化體系是一種新型的硫化體系，其硫化膠具有良好的耐高溫性能和耐老化性能。樹脂硫化體系在硫化過程中產生的交聯鍵為醚鍵或酯鍵，鍵能較高，熱穩定性好。此外，樹脂硫化體系還可以改善橡膠制品的加工性能和物理機械性能。
3. 防護體系
防護體系是橡膠配方中的重要組成部分，其主要作用是防止橡膠制品在貯存和使用過程中受到氧化、熱老化等因素的影響而發生性能劣化。常用的防護體系包括抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑等。
3.1 抗氧劑
抗氧劑是一種能夠捕捉橡膠制品在貯存和使用過程中產生的自由基，從而防止橡膠制品發生氧化老化的物質。常用的抗氧劑包括酚類抗氧劑、胺類抗氧劑等。在高溫下使用的橡膠制品應選用耐高溫性能好的抗氧劑，如受阻酚類抗氧劑、芳香胺類抗氧劑等。
3.2 光穩定劑
光穩定劑是一種能夠吸收或反射紫外線，從而防止橡膠制品受到紫外線輻射而發生老化的物質。常用的光穩定劑包括紫外線吸收劑、受阻胺類光穩定劑等。在高溫下使用的橡膠制品應選用耐高溫性能好的光穩定劑，如受阻胺類光穩定劑等。
3.3 熱穩定劑
熱穩定劑是一種能夠吸收或反射熱能，從而防止橡膠制品受到熱能影響而發生老化的物質。常用的熱穩定劑包括金屬鹽類熱穩定劑、有機錫類熱穩定劑等。在高溫下使用的橡膠制品應選用耐高溫性能好的熱穩定劑，如有機錫類熱穩定劑等。
4. 填料
填料是橡膠配方中的重要組成部分，其種類和用量對橡膠制品的耐高溫性有重要影響。填料可以填充橡膠分子鏈之間的空隙，提高橡膠制品的致密性和硬度；同時還可以改善橡膠制品的加工性能和物理機械性能。
4.1 炭黑
炭黑是一種常用的橡膠填料，其具有良好的補強效果和耐磨性能。然而，炭黑在高溫下易發生熱氧老化，導致橡膠制品性能下降。因此，在高溫下使用的橡膠制品應盡量減少炭黑的用量或選用耐高溫性能好的炭黑品種。
4.2 白炭黑
白炭黑是一種具有良好補強效果和耐熱性能的橡膠填料。白炭黑可以與橡膠分子鏈形成氫鍵或化學鍵結合，從而提高橡膠制品的耐熱性能和物理機械性能。在高溫下使用的橡膠制品可以適量增加白炭黑的用量以提高其耐高溫性能。
4.3 納米填料
納米填料是一種新型的橡膠填料，其粒徑小、比表面積大、表面能高，可以與橡膠分子鏈形成強烈的相互作用力，從而提高橡膠制品的耐熱性能和物理機械性能。常用的納米填料包括納米二氧化硅、納米碳酸鈣等。在高溫下使用的橡膠制品可以適量增加納米填料的用量以提高其耐高溫性能。
5. 增塑劑
增塑劑是橡膠配方中的重要組成部分，其主要作用是改善橡膠制品的加工性能和物理機械性能。然而，一些常用的增塑劑在高溫下易發生揮發或遷移導致橡膠制品性能下降。因此，在高溫下使用的橡膠制品應選用耐高溫性能好的增塑劑。乙丙選擇耐高溫高閃點的石蠟油。
5.1 酯類增塑劑
酯類增塑劑是一種常用的橡膠增塑劑，其具有良好的相容性和加工性能。然而，酯類增塑劑在高溫下易發生揮發或遷移導致橡膠制品性能下降。因此，在高溫下使用的橡膠制品應盡量減少酯類增塑劑的用量或選用耐高溫性能好的酯類增塑劑品種。
5.2 醚類增塑劑
醚類增塑劑是一種具有良好耐高溫性能的橡膠增塑劑。醚類增塑劑在高溫下不易揮發或遷移且能夠保持較好的相容性和加工性能。因此，在高溫下使用的橡膠制品可以適量增加醚類增塑劑的用量以提高其耐高溫性能。
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橡膠回彈性能的研究與應用
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