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废橡胶利用 作者:翁国文 高现波
0 ]- T: m) |1 g$ r4 K 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。
4 ~; N l# V0 e X1 h* i 关键词:共聚型氯醚橡胶;再生胶;汽车胶管+ o9 Y( a o/ M/ S* J
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。
$ t/ K; c0 T: l$ w2 \ u" I 1 实验
$ ]" I8 C8 ^" N. t4 J% R/ q. [ 1.1 主要原材料+ \' i2 U6 y L
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。 n E0 K* O( s
1.2 主要设备与仪器
8 Q; ]6 s5 T2 n) G- T* w) S+ _ 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。
: F% B/ k# V' e# p7 I 1.3 试样制备! Q$ a+ U' l! d" _9 ~" f6 h
(1)ECO再生混炼胶7 z5 B8 u4 j1 O V# l" O
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。4 O1 e. b: s- T. z9 @: O( s$ 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。9 |+ ]- h: n9 h( e
(2)ECO汽车胶管胶料) J( H1 g- m' i; b
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)。
: i8 b. z' Q1 P9 d7 ] 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。
, v$ o- v' ^ J! ?1.4 性能测试" |. @" \- F& y# y
硫化胶各项性能均按相应国家标准测试。' i, A3 B+ T: \: P7 ~& ~3 R
2 结果与讨论2 K+ [# X2 m% ^5 K
2.1 ECO再生胶用量3 S% a# c/ ?! |8 q) g% m
ECO再生胶用量对ECO硫化胶性能的影响如表1所示。表19 [- t/ H7 T( v. K( J' c% B3 M1 O
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 |
2 w* M: B: ` v: n | 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 | D3 Z0 f/ ^, V
| 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
' F. _- r6 j6 W2 [3 l% E& {- o | 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 |
, Z0 P$ O. a! d* z, y( {5 _ | 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 |
0 R$ o: R! _+ [% |6 G, Y" S2 H2 G | 撕裂强度/(kN·m-1) | 34 | 34 | 34 | 34 | 33 | ≥3 | 1#标准油浸泡(150℃×100h)后 H) r% n2 s3 @7 t/ ]/ ~
| 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 | 7 Z C6 |2 K5 a1 d9 a+ D( N
| 撕裂强度/(kN·m-1) | 28 | 28 | 27 | 26 | 25 | ≥6 | 质量变化率/% | 4 | 4 | 4 | 4 | 6 | ≤5 |
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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%。
; _ t: j8 ]" z- y. t9 n# g 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。" ^5 m) `- q, W( F* }( D' k2 F
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。2 V* s) y1 C% |0 W; X
2.2 工艺性能
# A0 b* z# \! g# o% {+ l 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。" N$ J% S& N7 T+ H0 z
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。7 ^" h/ Z* k! b
3 结论9 f% e p5 `# R+ _) u- ]$ _) E
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。 |