HNBR/EVM的并用研究

严明　毛积祥

摘要：文章对氢化丁腈橡胶（HNBR）与乙烯醋酸乙烯酯橡胶（EVM）不同并用比的共混胶进行了物理机械性能、耐老化性、耐油性、粘接性和动态性能的对比研究，结果表明：HNBR与EVM具有较好的相容性，其并用胶具有较好的综合性能。

关键词：氢化丁腈橡胶；乙烯醋酸乙烯酯橡胶；并用

中图分类号：TQ333 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0010-03

氢化丁腈橡胶（HNBR）是丁腈橡胶的加氢产物，除了具有丁腈橡胶本身的耐油特性外，还由于分子链的高饱和性，赋予它优良的耐热性、耐候性、耐臭氧老化性。同时，由于HNBR分子规整度的提高、结晶性的增强，赋予它较高的拉伸强度、优异的耐磨性以及较低的渗油性。但由于HNBR的价格一直比较昂贵，限制了其应用范围的拓展。

乙烯醋酸乙烯酯橡胶（EVM）是一种分子链完全饱和的聚合物，因此具有优异的耐老化性、耐酸碱性，并且随着醋酸乙烯酯的含量（VA含量）增加，耐油性增加。但EVM粘度较低，加工性差，并且EAM是酯类聚合物，耐水性较差。

HNBR与EVM分子结构相似，极性相近，且过氧化物都是其有效的交联剂，因此具有较好的共硫化性。HNBR/EVM不仅降低了HNBR的成本，兼具了二者的性能优点，而且改善了EVM的加工性。本文拟对HNBR与EVM并用，探讨不同并用比对共混胶性能的影响，希望可以用EVM部分取代HNBR，达到降低HNBR成本的目的，以便拓宽HNBR的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

HNBR，牌号3446，朗盛化学（上海）有限公司产品，丙烯腈含量34%；EVM，牌号700HV，朗盛化学（上海）有限公司产品，VA含量70%；N550碳黑，上海卡博特碳黑厂产品。其他配合剂均为一般市售工业品。

1.2 主要仪器设备

XK-150型开放式炼胶机，青岛第一橡塑机械厂产品；QLB型平板硫化机，上海第一橡塑机械厂产品；M2000-A型硫化仪，高铁检测仪器有限公司产品；AI-5000型拉力试验机，高铁检测仪器有限公司产品；404A型老化试验箱，江苏明珠试验机械有限公司产品；RH-2000压缩生热试验机，高铁检测仪器有限公司产品。

1.3 试样制备

基本配方为：HNBR/EVM 100；氧化锌 5；硬脂酸 1；防老剂445 1.0；防老剂ZMMBI 1.0；N550碳黑 50；DCP 3.5；TAC/S 2。合计：173.5。

先在开炼机上分别制备HNBR与EVM的混炼胶，然后再按不同并用比例掺混均匀，以制备共混胶，出片停放。用硫化仪测定正硫化时间后，使用平板硫化机制得试样。试样硫化条件：160℃×20min，后处理条件：150℃×2h。

1.4 性能测试

硫化胶各项性能的测试均按相应的国家标准执行，其中撕裂强度采用直角形试样；压缩永久变形采用A型试样，压缩率25%。

2 结果与讨论

2.1 并用比对硫化特性的影响

HNBR/EVM不同并用比对胶料的硫化参数见表1。从t10及t90值来看，随着EVM比例的增加，胶料的焦烧时间延长，而正硫化时间反而缩短，这对提高硫化效率有利。从最小扭矩ML值来看，随着EVM比例的增加，ML值减小，这是因为EVM的门尼粘度更低，随着EVM比例提高，胶料流动性增加，这对改善高粘度的HNBR的加工性有利。从最大扭矩MH值来看，随着EVM比例的增加，MH值减小，这是因为HNBR具有较高的剪切模量，其硬度及定伸比EVM高。

2.2 并用比对基本物理性能的影响

从表2的基本物理性能来看，胶料的门尼粘度随EVM含量的增加而逐渐降低，这对改善HNBR的加工性能，尤其注射性能有利。随着EVM比例增加，胶料硬度增加，而拉伸强度及撕裂强度降低，说明同样的配方，HNBR具有更高的力学性能，而EVM具有更高的交联密度；200%定伸先增加后降低，这说明适当并用EVM对提高HNBR的定伸应力有所帮助，且有一最佳并用比。

2.3 并用比对耐热空气老化性能的影响

从表3的耐热性能来看，所有胶料都具有较高的性能保持率。但从各组胶料的性能来看，A、B胶料老化后扯断伸长率降低，而拉伸强度增加了，说明HNBR比EVM具有更明显的老化交联倾向；D、E胶料老化后硬度变化最小，且扯断伸长率和撕裂强度增加了，说明EVM比HNBR具有更好的耐热性。

从压缩永久变形的结果来看，随着EVM含量的增加，胶料的压缩永久变形减小，这对高温密封性能有利。EVM比HNBR表现出更好的抗高温压缩永久变形性能，一方面是EVM交联程度深，另一方面是EVM耐热性更好。

2.4 并用比对耐油性能的影响

从表4的耐油性能来看，在溶胀性较小的IRM901油中，经过高温侵泡后，所有胶料均表现出较好的性能保持率，并且随着EVM含量的增加，体积变化率减小，说明EVM在油中的体积收缩更小，这对提高胶料的密封性能是有利的。但在溶胀性较大的IRM903油中，随着EVM含量增加，性能保持率降低，体积变化率变大，说明EVM耐溶胀性大的油品的能力较弱，在这些油品中用EVM取代或部分取代HBNR时要引起注意。

2.5 并用比对粘接性能的影响

从表5的粘接性能来看，随着EVM含量的增加，胶料剥离强度与粘合强度均降低，说明EVM的粘接性能较差。这与EAM的分子结构有关，EVM是完全饱和橡胶，分子链中无双键，橡胶与胶黏剂无法形成共价键。从试样破坏类型来看，A、B、C为橡胶破坏，D、E为橡胶与粘接剂间破坏。

胶黏剂为：底涂CHEMLOK205，面涂CHEMLOK252。

2.6 并用比对动态疲劳性能的影响

从表6的动态性能来看，随着EVM含量的增加，胶料的压缩疲劳性能提高，具体表现在胶料生热低、变形小。这可能是因为EVM分子量小、门尼粘度低、交联密度高、耐热性好的原因。这对动态密封或动态减震的场合是非常有益的。

3 结语

（1）HNBR与EVM具有较好的共硫化特性，并且随着EVM在HNBR中并用比例的增加，胶料的流动性提高，压缩永久变形减小，但拉伸强度、定伸应力、撕裂强度等力学性能降低。

（2）HNBR/EVM可以提高HNBR的耐热性，但粘接性能降低，因此，在与金属骨架粘接的场合，应慎用或不用EVM。

（3）HNBR、EVM及其并用胶都具有较好的耐油性能，但对于溶胀性较大的油品，EVM的体积变化率较大，使用时应引起注意。

（4）HNBR/EVM可以改善HNBR的动态疲劳性能，对提高HNBR动态密封或动态减震性有利。

参考文献

[1] 申迎军，等.HNBR橡胶与EVM橡胶的并用研究[J].特种橡胶制品，2009，30（5）：19-21.

[2] 张美玲.EVM橡胶的性能与聚合物中乙酸乙烯酯含量的关系[J].橡胶参考资料，2000，30（5）：49-57.