NVR/ECO共混制备耐乙醇汽油胶料的研究*
2021-10-28王显妮周晓慧李楚璇
郭 潜，王显妮，周晓慧，李楚璇
（陕西省石油化工研究设计院，陕西西安 710054）
乙醇汽油具有燃烧充分，燃烧效率高、排放污染低等优点，但乙醇由于分子量小，极性强，比汽油更容易渗透到橡胶中发生溶胀破坏，导致橡胶件损坏。丁腈橡胶具有优异的耐油性、低的压缩永久变形、良好的加工性能，在耐油橡胶制品中获得了广泛的应用，约占车用耐油密封件生产用胶的70%以上[1]。乙醇汽油的推广使用，导致车辆原用的丁腈密封件极易损坏，出现油路堵塞等现象。而氯醇橡胶(ECO)由于分子量较高，结构高度饱和，带有含氯甲基的侧链，并具有耐热、耐寒、耐油、耐臭氧、耐燃烧、耐酸碱和耐溶剂等性能，难溶于甲醇、乙醇。而PVC耐乙醇性能优于丁腈橡胶，本研究拟采用丁腈橡胶与PVC经乳液聚合的橡塑合金NVR与氯醇橡胶（ECO）共混，以探索制备优异的耐乙醇汽油橡胶材料。
1 实验部分
1.1 原材料与仪器
1.1.1 原材料
橡塑合金NVR(N7050)，赛可德公司产品；氯醇橡胶ECO（T3100）日本瑞翁公司产品，FEF539炭黑、高耐磨炭黑、氧化锌等均为常用橡胶工业品。乙醇汽油92#汽油（70%）+乙醇（30%），92#汽油及乙醇均为市售工业品。
1.1.2 实验设备
XK-160A型开炼机；QLB-D型平板硫化机；XLL-2500N拉力机；电子分析天平
1.2 基本配方
NVR/ECO, 100；氧化锌5；硬脂酸1；防老剂D 2；炭黑45～65；增塑剂5～15；硫化体系，变量；其余助剂6（注：配方中NVR为NBR/PVC=70/30，NVR/ECO为变量）。
1.3 试样制备
将NVR及ECO分别在开炼机上按混炼工艺制成母炼胶，再按不同比例共混并加入硫化剂，制成混炼胶。在平板硫化机上硫化试片，出模后常温停放24h后制样，进行性能测试。
1.4 性能测试
拉伸性能按GB/T 528测试；硬度按GB/T 531测试；耐乙醇汽油测试方法按GB/T 1690测试。
2 结果与讨论
2.1 共混比的影响
几种不同共混比对NVR/ECO共混胶耐乙醇汽油性能的影响见表1。
由表1看出，在共混胶中，并用ECO的胶料在乙醇汽油中的体积变化率均小于空白的，共混比为80/20胶料在乙醇汽油中的体积变化率最小，但当并用比为70/30时，体积变化率反而变大[2]，这可能是：ECO胶料的并入，虽然对NVR的耐乙醇汽油性能有一定的改善，但用量过大,导致两胶的相容性变差，交联网络差异化变大，反而降低了胶料的综合性能和耐液体性能，所以，并用比以80/20为佳。
表1 共混比对共混胶性能的影响Table 1 The effect of blending ratio on properties of blends
2.2 填料的影响
橡胶用补强剂及填料种类繁多，本文选取了两种种常用的炭黑和和两种浅色填料进行实验，几种填料对NVR/ECO共混胶耐乙醇汽油性能的影响见表2。
表2 填料对共混胶性能的影响Table 2 The effect of fillers on properties of blends
由表2看出，炭黑填充的胶料在乙醇汽油中的体积变化率明显小于白炭黑、轻钙及白炭黑/轻钙组成的浅色填料，这可能是由于炭黑与橡胶的相容性优于浅色填料，且在胶料中分散度高于浅色填料，导致胶料的交联网络致密度更好[3]，耐液体性能更强。尤以FEF/高耐磨并用的胶料性能最佳。
2.3 硫化体系的影响
NVR/ECO共混胶可用多种硫化体系和硫化剂进行硫化，本文选取了几种常见的硫化剂和硫化体系进行实验，硫化体系对NVR/ECO共混胶耐乙醇汽油性能的影响见表3。
表3 硫化体系对共混胶性能的影响Table 3 The effect of curing system on properties of blends
由表3看出，共混胶使用复合硫化体系耐乙醇汽油性能最好，硫磺硫化体系次之，过氧化物体系和有效硫化体系最差。这可能是复合硫化体系硫化的胶料中多硫键与单硫键、碳碳键相互作用，胶料交联网络更加致密和稳定，使分子渗透阻力增大，从而提高了胶料的耐乙醇汽油性能。
3 结论
（1）NVR与ECO共混胶，选择合适的共混比有助于提高共混胶的耐乙醇汽油性能，本实验以80/20最佳。
（2）共混胶填料选择的不同，对耐乙醇汽油性能影响较大，选择以炭黑为佳，尽量避免使用浅色填料，本实验认为以FEF/高耐磨炭黑较好。
（3）共混胶硫化体系的选择，以复合硫化体系较好，本实验以S/DCP/NOBS配合获得了较好的耐乙醇汽油性能，份数为1.2/1/1.5。
