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废橡胶利用 作者:翁国文 高现波7 H5 k, b; j8 s4 m* |5 N0 f
摘要:采用机械法制备共聚型氯醚橡胶(ECO)再生胶,并研究其在汽车胶管中的应用。结果表明,在ECO汽车胶管胶料中加入10~30份ECO再生胶,对硫化胶物理性能、耐热老化性能和耐油性能均无明显不良影响,胶料工艺性能良好,硫化胶各项性能符合汽车胶管用胶性能要求。
3 n5 ` ~" V; u0 g. o 关键词:共聚型氯醚橡胶;再生胶;汽车胶管
$ l& R& o7 X1 V& E 共聚型氯醚橡胶(ECO)具有优异的耐油性、气密性、耐候性和耐热性,与均聚型氯醚橡胶相比,ECO具有较好的弹性和耐寒性。ECO可用于制造汽车、飞机及各种机械的配件,如汽车胶管、密封圈和胶辊等。ECO为特种橡胶,来源较少,价格较高,因此对其再生利用的研究十分重要。本工作采用机械法制备ECO再生胶,并研究其在汽车胶管中的应用。: d( J' }) z Y& R2 A$ l, {) q# K
1 实验
, X, d5 O( S( |, L- Q 1.1 主要原材料
. k; q4 F' z8 Q) A) K ECO,武汉有机实业股份有限公司产品;ECO废胶,ECO汽车胶管的不合格品,江苏南通海林汽车橡塑制品有限公司提供。4 v* C4 d) N. L$ Q. e& n, l
1.2 主要设备与仪器
$ J" Y0 N( g4 \8 ]) G& t XK-160型开炼机和QLB 350×350×2型平板硫化机,无锡市第一橡塑机械设备厂产品;JDL-2500N型电子拉力试验机,江都新真威试验机械有限责任公司产品;40lA型老化试验箱,上海市试验仪器厂产品。" b; w' Y2 Z1 D8 [
1.3 试样制备
. X, R1 d3 C% B- j2 F (1)ECO再生混炼胶
$ ^+ X- v I, B1 S* }6 X0 s 将ECO废胶清理干净,去除表面杂质,然后切成小块。将开炼机辊距调至0.4 mm,辊温控制在50~60℃,加入切好的胶块进行薄通,直到胶料表面光滑(约薄通30次),薄通后的胶片停放4h以上即得ECO再生胶。& g7 E! F' C% X$ s
ECO再生混炼胶的配方为:ECO再生胶100,四氧化三铅 4,促进剂NA-22 0.4。胶料在开炼机上混炼,混炼工艺为:ECO再生胶→四氧化三铅→促进剂NA-22→薄通6次→下片。
$ @8 {- R3 o" @+ ` (2)ECO汽车胶管胶料
$ X9 w; H! j- z/ Y 胶料配方为:ECO 100,补强填充剂 50,硬脂酸 0.75,增塑剂 9,防老剂 2,四氧化三铅 5,促进剂NA-22 0.7,ECO再生混炼胶变量(以ECO再生胶计)。; E# _! q$ T6 s7 I( v3 c- C5 k
胶料在开炼机上混炼,混炼工艺为:ECO→ECO再生混炼胶→硬脂酸→防老剂→补强填充剂→增塑剂→四氧化三铅→促进剂NA-22→薄通6次→下片,停放4~24 h。硫化分为两段,一段硫化在平板硫化机上进行,硫化条件为160℃/15 MPa×20 min(压缩永久变形试样的硫化时间为25 min);二段硫化在烘箱中进行,硫化条件为170℃×2.5 h。9 }" O( A1 R5 H; _
1.4 性能测试
9 Q1 v; R9 L! y' ]) g 硫化胶各项性能均按相应国家标准测试。
# s+ |! c" C4 t+ D. Q; m& o2 结果与讨论
8 w5 J6 f8 z* L! ]+ ~& L2.1 ECO再生胶用量
& r L) ]. G( M/ dECO再生胶用量对ECO硫化胶性能的影响如表1所示。表1! d7 z" ^6 x. F, x5 [6 \
ECO再生胶用量对ECO硫化胶性能的影响 项目 | ECO再生胶用量/份 | 指标1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 邵尔A型硬度/度 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 | 65~75 | 100%定伸应力/MPa | 3.33 | 3.43 | 3.44 | 3.47 | 3.55 | + q2 _/ Q, e$ _' B
| 拉伸强度/MPa | 14.29 | 14.39 | 14.49 | 14.97 | 15.14 | ≥9 | 拉断伸长率/% | 358 | 346 | 342 | 335 | 329 | 250~550 | 拉断永久变形/% | 4 | 2 | 2 | 2 | 0 |
" V4 L7 t& D' _8 q2 h7 w7 D7 g: O | 撕裂强度/(kN·m-1) | 36 | 36 | 35 | 35 | 35 | ≥6 | 压缩永久变形/%2) | 11 | 13 | 13 | 13 | 13 | ≤60 | 150℃X100 h热空气老化后- ?$ t9 @7 d( R1 `& p) Q0 t4 L9 ^
| 邵尔A型硬度变化/度 | +8 | +9 | +9 | +8 | +7 | 0~+12 | 100%定伸应力/MPa | 5.47 | 5.47 | 5.48 | 5.67 | 5.73 | 1 {9 H+ W0 R- P' ?8 j
| 拉伸强度/MPa | 13.81 | 13.93 | 14.23 | 14.63 | 15.17 | ≥9 | 拉断伸长率/% | 268 | 267 | 261 | 256 | 252 | ≥150 | 拉断永久变形/% | 8 | 6 | 4 | 4 | 4 |
5 |6 q- c6 e% G% x( c$ } | 撕裂强度/(kN·m-1) | 34 | 34 | 34 | 34 | 33 | ≥3 | 1#标准油浸泡(150℃×100h)后 Q; O, J6 u0 r
| 邵尔A型硬度变化/度 | +3 | +3 | +3 | +3 | +3 | -3~+8 | 拉伸强度/MPa | 11.25 | 11.32 | 11.53 | 11.81 | 11.42 | ≥6 | 拉断伸长率/% | 329 | 319 | 316 | 304 | 282 | ≥100 | 拉断永久变形/% | 3 | 2 | 2 | 0 | 0 |
" r" g/ s* O% C j B" h$ G | 撕裂强度/(kN·m-1) | 28 | 28 | 27 | 26 | 25 | ≥6 | 质量变化率/% | 4 | 4 | 4 | 4 | 6 | ≤5 |
0 Z/ q C8 |/ N0 d: A注:1)德国大众公司标准TL 52052 1989;2)温度 110℃,时间 24 h,压缩率 15%。
1 d+ e5 G ?: s5 @0 E& I' @ 从表1可以看出,与未加入ECO再生胶的硫化胶相比,加入ECO再生胶的硫化胶邵尔A型硬度、100%定伸应力、拉伸强度和撕裂强度相差不大,拉断永久变形略有减小,压缩永久变形略有增大;随着ECO再生胶用量的增大,硫化胶邵尔A型硬度、撕裂强度和压缩永久变形基本不变,拉伸强度略有增大,拉断伸长率略有减小。ECO再生胶对硫化胶耐热老化性能和耐油性能无明显不良影响。
, D0 ]$ t7 d# z 从表1还可以看出,ECO再生胶用量为10~30份时,硫化胶物理性能、耐热老化性能和耐油性能均符合汽车胶管用胶性能指标要求。
( ^5 ^' q5 J' F }( _; j1 I 2.2 工艺性能* `( B5 L& |, x+ s, s
制备ECO再生胶时,薄通次数在10次左右,胶料生热较为明显;20次以后生热基本稳定,胶料表面逐渐光滑;30次以后胶料开始粘辊,薄通次数越多,粘辊现象越严重,但胶料表面越光滑、流动性越好。* @6 V T5 `* _- g
ECO胶料混炼时,加入ECO再生胶后,胶料吃粉容易,配合剂分散较快,但胶料的粘度略有降低,收缩率变大。当ECO再生胶用量超过30份后,胶料的包辊性下降,开始出现脱辊现象,且混炼胶的表面变得不光滑。硫化过程中,ECO再生胶用量较小时,胶料的流动性变化不大;ECO再生胶用量超过30份后,胶料的流动性明显下降,不利于制品的硫化。
4 S2 v1 C6 O) }% V5 n1 e- M$ o! i 3 结论
* |& L( l; G U" K3 ^$ w7 S 在ECO汽车胶管胶料中加入10~30份ECO再生胶,对硫化胶物理性能、耐热老化性能和耐油性能均无明显不良影响,胶料工艺性能良好,硫化胶各项性能符合汽车胶管用胶性能要求。 |