NBR-尼龙热塑性弹性体

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NBR -尼龙热塑性弹性体是在实验室用小型密炼机内,将聚合物与另外组分熔融共混制得,之后通过模压或注塑,制成待测物性的形状,其中混合和模压温度参考每种热塑性弹性体所用尼龙的熔点数据。

NBR可分为两类,一类是自交联型, 即在没有硫化剂条件下高温混合下产生交联,但是这种类型的产品会引起热氧化不稳定;另一类是非自交联型,硫化需要添加硫化剂。为了确定橡胶是否为自交联型,方法是将胶样在225℃下混合(油浴温度),自交联橡胶在2~ 8min内出现凝胶和碎块(焦烧),而非自交联橡胶则能在混合20min不出现焦烧。

1、硫化剂的影响

由于某些NBR在共混温度下有自交联的倾向,因此,硫化剂的影响很复杂。尤其是选用高熔点尼龙时更为突出。在这种情况下,由于混合中产生的橡胶交联就能明显地改善共混物的性能,硫化剂加入的影响已降到最低程度。当选用非自交联型橡胶时,可观测到硫化剂的影响很大。然而,只有选用自交联型NBR时,其物性数据更佳。

快赢彩票官网当采用二羟基甲基酚类作硫化剂时,甚至NBR的凝胶含量低到50%也能得到高强度共混物。这是由于一部分二羟基甲基附化合物与尼龙反应而产生扩链或轻度交联,这可能会使熔融尼龙粘度上升而与橡胶粘度相近。因此,这种混合和均化作用,使橡胶粒子尺寸的减小得到很大的改善。此外,尼龙与橡胶分子之间可能产生某种程度的交联,因而生成尼龙一NBR接枝分子,这也能产生较佳的均化作用,改进两相界面的粘合力。

硫化剂对永久变形的影响可在很大范围内变动。由下表数据可以看出,不同硫化剂得到大范围的永久变形值。

不同类型硫化剂对硫化NBR-尼龙共混物性能的影响

硫化剂类型拉伸强度

/MPa

100%定伸强度/ MPa断裂伸长率/%永久变形

/%

硬度

/Shore D

拉断真应力/MPa
3.12.5290721712.3
有促进剂的硫体系8.37.4160153521.7
活性双马来酰亚胺8.53.7310512834.9
过氧化物7.96.1220313225.3

2、橡胶性能的影响

不同粘度和不同丙烯腈结合量的NBR所具有的不同自交联趋势,共混物的强度与其橡胶相的性能之间并不存在简单的对应关系。然而,如前所述,自交联型橡胶有可能得到更高强度的共混物;而对非自交联型橡胶来讲,硫化剂添加的影响也更为显著。丙烯腈结合量对耐热油性的影响与通用NBR硫化胶类似(丙烯腈结合量越高,油溶胀程度越低),这对自交联型和非交联型NBR来讲,均是如此。下图给出了两种共混物的油溶胀数据。

NBR-尼龙热塑性弹性体

NBR中丙烯腈(AN)结合量对共混物在热油(150℃,ASTM3#油)

中的溶胀程度的影响 ○—自交联型NBR;●—非交联型NBR

3、NBR -尼龙比例的影响

共混物中橡胶含量增加时,刚性和强度下降,但抗永久变形性却增加,伸长性也有某种程度上升。当共混物中橡胶含量大于50%时,可得到弹性共混物(永久变形值小于50%),但如果橡胶含量过高,则加工性能会变差。

4、增塑剂的影响

增塑剂可以加到NBR-尼龙共混物中,起软化和改善加工性能的作用。尼龙相的熔点像结晶度一样能上升或下降,预期的作用是降低尼龙相的熔点。但是,另一个预期作用是降低尼龙相的粘度,降低粘度能促进熔融中的结晶作用,从而能生成更完善的晶格。在某些情况下,这两种作用有相互抵消的倾向。增塑剂对极限伸长率的影响不是增加就是降低,通常,随着增塑剂的加人,拉伸强度下降。下表数据显示出增塑剂的作用。由于增塑剂与尼龙相较好相容,有望得到较佳的综合力学性能。

增塑剂对NBR-尼龙共混物性能的影响

增塑剂(相容相)拉伸强度变化率/%断裂伸长率变化率/%硬度变化/

Shore D

熔点变化/℃结晶度变化/%
峰值最高
邻苯二甲酰(甲基)乙醇酸乙酯(R)-25+15-7+7+1-18
丁基邻苯二甲酰甘醇酸丁酯(R)-27-31-10-3-7-4
G7~G9偏苯三酸三烷基酯(R)-28-35-9-2-60
邻苯二甲酸二辛酯(R)-26-38-5+1-40
癸二酸二丁酯(R)-34-23-10+1-6-11
N-乙基-邻或对甲苯磺酰胺(N)+6+12-7-7-12-12
2-丙基-4,4’-双酚A(N)0+27-7-8-12-22
壬基酚(N)0+31-7-3-6-5

5、填料的影响

在NBR-尼龙共混物加人少量粘土,尽管伸长率下降,对硬度、刚性或强度影响不大,但杨氏模量却下降了。同时,由于填料存在于橡胶相中,有增加橡胶相的刚性和体积的作用,这两种作用相悖,多数相互抵消。填料的另一作用是显著降低了产物的热塑性,因此,使预期的加工性能下降。为了充分发挥填料的优势,使用增塑剂,可重新获得热塑性和伸长性。

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