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1、34特种橡胶制品第22卷第2期分析#测试3种丁腈橡胶硫化胶加速老化与室内自然老化压缩应力松弛变化张发源(西北橡胶塑料研究设计院,陕西咸阳712023)摘要:用以丁腈-18和丁腈-26两种生胶为基材的3种实用丁腈硫化胶进行了5种温度的高温加速老化和室内自然老化。用压缩应力松弛系数作为老化性能变化指标,得出了性能随老化时间和温度变化的动力学曲线。用加速老化的数据进行了外推预测处理,得出了室内自然老化等效温度下的性能变化预测方程,并与实际室内自然老化18年的结果进行对照,同时给出了室内自然老化18年的物理性能变化结果。关键词:丁腈硫化胶;老化;
2、压缩应力松弛中图分类号:TQ330.7文献标识码:A文章编号:1005-4030(2001)02-0034-06丁腈橡胶作为基材制造的橡胶密封件在各种100e、110e5种温度,试样恒定压缩率是30%。工业上得到了广泛的应用。作为密封件除了要求使用的硫化胶具有足够的物理机械性能外,还必表1试样配方及硫化条件须具有良好的耐压缩应力松弛性能,如果在装配材料名称试样1试样2试样3状态下贮存和使用时,压缩应力衰减迅速,必然会丁腈-26100-100丁腈-18-100-在短时间内丧失密封性能而失去使用价值,所以炭黑907575压缩应力松弛对于橡胶密
3、封件是一个关键性能指硬脂酸111标,考察其老化变化对于实际应用有其现实意义。氧化锌555本文选取3种实用配方的丁腈硫化胶考察其促进剂DM2.61.52二硫化吗啡啉1.4-2在高温加速老化时的压缩应力松弛变化规律和室促进剂TMTD1.41.52内自然老化时的压缩性能及物理机械性能变化。硫黄-0.3-DCP-2-1试验防老剂21.52.5软化剂815101.1试验配方、硫化条件、规格和数量硫化条件,e@30min151151151试样选用丁腈-26和丁腈-18两种生胶为基材配合各种配合剂混炼硫化而成,其配方及硫为了能尽量消除试样在制备过程中产
4、生的应化条件见表1。力分布不均和物理松弛,试样老化前在预定的压压缩应力松弛用试样为ª8@10(mm)圆柱缩状态下30e恒温一天后用压缩应力松弛仪测体,每个老化温度的平行试样为3个。室内自然定原始应力。老化物理性能测试试样为2mm厚A型亚铃状,1.3老化性能变化测试每个老化周期测试平行试样5片。试样老化一定周期后从试验温度中取出冷却1.2老化温度、压缩率及试样预处理至室温,然后放置于30e中恒温一天测试性能变3种加速老化均采用70e、80e、90e、化。压缩应力松弛变化用应力松弛系数表示,即收稿日期:2001-01-24老化前后的应力比值。
5、物理性能变化用老化系数2001年张发源3种丁腈橡胶硫化胶加速老化与室内自然老化压缩应力松弛变化35表示,即老化前后的性能比值。2.1.2老化结果的数据处理压缩应力松弛系数随老化时间的动力学变化2试验结果及处理可以用经验方程(1)来描述。A2.1高温加速老化试验结果及预测性能变化R-ktt/Ro=Aoe(1)2.1.1试验结果式中:Ro)老化前应力;3种试样高温加速老化压缩应力松弛系数随Rt)老化一定周期后应力;老化时间和温度的变化结果见图1、图2、图3。k)老化速度常数;t)老化时间;Ao)系数;e)自然对数的底。式中的A值用逐渐逼近方法
6、求得,当I=2E[(Rt/Ro)-(Rt/Ro)]为最小时的A值(精确至小数后2位)即为合理值,计算结果试样1的A=0.49,试样2的A=0.65,试样3的A=0.56。方程(1)取对数化简后可得方程(2)。Alog(Rt/Ro)=a+bt(2)式中:a=logAo;图1试样1加速老化压缩应力松弛动力学变化曲线b=-k#loge(3)方程(2)为直线方程表征式,可用最小二乘法计算出直线的截距(a),斜率(b),线性相关系数r及用方程(3)求得老化速度常数k。3种试样的a、b、k、r值列于表2中。表2三种试样加速老化时各温度下的a、b、k、
7、r值试样号老化温度abkrr表值170e-0.0223-0.021480.04947-0.9896r0.0113-2=
8、0.684
9、180e-0.0416-0.030110.06934-0.9967r0.0110-2=
10、0.765
11、190e-0.0512-0.042690.09832-0.9980r0.0116-2=
12、0.623
13、1100e-0.0537-0.059670.1374-0.9994r0.0112-2=
14、0.708
15、1110e-0.0378-0.088530.2039-0.9978r01.3-021=
16、0.684
17、图2试样2加
18、速老化压缩应力松弛动力学变化曲线270e-0.0171-0.0099370.02288-0.9965r01.5-021=
19、0.641
20、280e-0.0052-0.0187950.04328-0
