特种橡胶共混技术：节能降本、优化性能

特种合成橡胶是在某一或某几方面具有特别优异性能的合成橡胶，一般包括氟橡胶、硅橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、氯醚橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶和聚硫橡胶等。一般生产能力及产量都没有通用橡胶大，但因各自的独特性能，在国防、国民经济以及人们日常生活的某些领域起着不可替代的作用。自20世纪80年代开始，世界合成橡胶的发展已由数量的增加转向注重质量的提高，而特种合成橡胶则向高功能化发展。90年代以来，随着汽车、建筑及其他工业行业向着高性能、高技术方向的跃进，更促进了特种橡胶的应用和发展。

（一）氟橡胶共混物

氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上连接有氟原子的耐热高分子弹性体，具有耐高温、耐介质、耐候性、耐臭氧性、耐油性、耐化学药品性、耐老化等优异的综合性能，气体透过性低，且属自熄型橡胶。氟橡胶的缺点是耐寒性差，而且价格颇为昂贵。将氟橡胶与一些通用橡胶共混，目的在于获得性能优异而成本较低的共混物。

1．氟橡胶／NBR并用胶

氟橡胶与NBR共混，宜选用与氟橡胶相容性较好的高丙烯腈含量的NBR，氟橡胶可选用偏氟乙烯—三氟乙烯—四氟乙烯三元共聚物（如Viton B－50或Viton GH）。对NBR而言，氟橡胶可明显提高其耐热性、耐油性。

2．氟橡胶与聚丙烯酸酯橡胶（ACM）并用胶

氟橡胶价格昂贵，与ACM并用，在保持相当的耐高温和耐油性情况下，可大幅度降低成本，如氟橡胶／ACM并用比为70／30，则综合成本下降了约5.4%。该胶可替代全氟橡胶，在180～200℃热油中使用。

（二）硅橡胶共混物

硅橡胶由于其分子主链的Si—O键键能（443.5kJ／mol）比一般橡胶分子主链的C—C键键能（335kJ／mol）高得多，因此与一般橡胶相比，硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性（其耐高低温性一般在－60～250℃），优良的脱模性、电气性、透气性、导热性、防水性及良好的温度稳定性。

将硅橡胶与氟橡胶共混，可以改善氟橡胶的耐寒性，且成本降低；当硅橡胶与氟橡胶的适当品种共混时，硅橡胶用量为20%，脆性温度可降低10℃。李青山等研究了硅橡胶氟橡胶共混物的阻燃热稳定性和耐热油性。研究结果表明：氟橡胶的阻燃性高于硅橡胶，而共混物的阻燃性接近于共混物中作为连续相的硅橡胶；共混物的降解温度高于单一橡胶，共混物的热行为取决于氟橡胶相，并且共混物表现出的热稳定性与氟橡胶相似；共混物的拉伸强度和拉断伸长率都接近于氟橡胶，共混物的质量和硬度变化介于各单一橡胶之间；共混物在耐油性方面要强于硅橡胶，而接近于氟橡胶。

硅橡胶的力学性能较低，耐油性差。将硅橡胶与EPDM共混，共混物兼具硅橡胶的耐热性和EPDM的力学性能。共混中添加硅烷偶联剂，以白炭黑补强，可得到耐热性优于EPDM，而力学性能优于硅橡胶的共混物。(www.xing528.com)

（三）丙烯酸酯橡胶共混物

丙烯酸酯橡胶是以丙烯酸酯（如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯）为主要成分，与少量带有活性基团的单体共聚而成的功能性高分子材料，其主链为饱和结构，同时侧链上带有多个极性酯基，所以它具有优异的耐高温、耐油、耐候性，十分适用于制作高温条件下使用的耐油橡胶制品，现已成为“价格／性能”最适宜的高温耐油特种橡胶。

丙烯酸酯橡胶根据其主要单体的不同可分为丙烯酸酯系（ACM）和乙烯—丙烯酸酯系（AEM）两大类。

1．ACM与NBR的共混

中石油兰化公司合成橡胶厂对ACM与NBR进行了并用研究。结果表明，当ACM与NBR的质量比大于70／30时，并用胶与ACM相比，扯断强度提高，永久变形性降低，耐寒性改善，成本降低，而耐油性与ACM相当。并用后，改善了NBR耐热和耐油性能。

2．丙烯酸酯橡胶与氟橡胶的共混

众所周知，NBR、丙烯酸酯橡胶ACM和AEM等，其使用的上限温度分别为110℃、150℃和160℃。而能达到200℃以上温度的材料只有氟橡胶，尤其是适合制造耐高温油封，如长期在250℃高温下使用的特种油封。采用10～20份ACM与氟橡胶并用，可制造低成本、适用于高温下使用的耐油、耐高温制品。动态粘弹谱仪和扫描电子显微镜结果显示，氟橡胶／ACM共混物具有较好的相容性，在氟橡胶／ACM共混物的tanδ—T谱图上只呈现一个玻璃化转变温度

（9.9℃）。

3．丙烯酸酯橡胶与硅橡胶的共混

丙烯酸酯橡胶（ACM）具有良好的耐热性和耐油性能，但耐寒性较差。改善其耐寒性虽然可以通过调节分子结构中二单体比例，添加增塑剂等方法得到某种程度的解决，然而其耐热性、耐油性同时又会受到很大程度损失。想达到耐热性、耐寒性和耐油性之间的平衡十分困难。新近研究表明，如果将耐寒性及耐热性极其优良的硅橡胶（Q）与ACM共混，便可得到既具ACM的耐热性，又能显示Q的耐寒性的ACM。但由于丙烯酸酯橡胶是强极性橡胶，而硅橡胶是非极性橡胶，两者相容性差；且硅橡胶采用过氧化物硫化体系，而丙烯酸酯橡胶一般采用非过氧化物硫化体系。所以，两者共混比较困难。过氧化物硫化体系丙烯酸酯橡胶的开发成功，使硅橡胶与丙烯酸酯橡胶并用成为可能。通过加入增容剂，可解决硅橡胶、丙烯酸酯橡胶不易共混的难题。