预测丁腈橡胶耐寒性的一种方法

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1、第37卷第9期世界橡胶工业Vo1．37No．9：42～432010年9月WorldRubberIndustr~Sep．010预测丁腈橡胶耐寒性的一种方法阎家宾(中橡集团沈阳橡胶研究设计院，辽宁沈阳110021)编译摘要：文中讨论了用温度一时间模拟法预测丁腈橡胶硫化胶及其制品(密封皮碗)的耐寒性。关键词：丁腈橡胶；皮碗；压缩变形；弹性复原；耐寒性中图分类号：TQ330．7文献标识码：B文章编号：1671—8232(2010)09·0042-02预测橡胶密封皮碗的耐寒性能是密封件设采用俄罗斯非金属材料研究院西伯利亚分计和加工阶段的一个重要步骤。密封件的密封院研制

2、的装置试验皮碗。硫化胶样品在由俄罗性能是其工作能力的重要表征。密封皮碗在低斯橡胶工业科学研究院和意大利切尔斯特公司温条件下的密封程度和径向负载作用后密封唇共同研制的“Rotertest”试验机上进行测试。口恢复自身形状的密封性能之间存在着良好的图1示出了牌号为B．14的硫化胶按压缩相关性，为此，可以把皮碗的复原系数视作其耐后弹性复原的耐寒系数(K)与时间的关系曲寒特性的表征。于是，该文作者选择按压缩后线。硫化胶是在微波炉中于不同温度下硫化弹性复原计的耐寒系数(K)作为皮碗的耐低的。同时，还获得了B一14．1，7B．14．1硫化胶样温参数¨。品的类似的时间关系

3、曲线。观察了压缩20％按压缩后弹性复原确定的耐寒系数(K)的样品从开始的高度(然后卸去负荷)，在室温的试验仪器具有很大的惰性。所以，测定K下恢复到初始形状的过程，成功地记录了由于值时必须在起始撤去样品上的压缩负荷经20松弛过程的迅速结束而发生的形变，松弛过程～30s后方可测量。这就是说不允许在很短与样品从纯弹性形变向高弹性形变的过渡有／1f关。(s和s／的观察时间内测定。关于这一点，特别是在测定橡胶．金属复合密封皮碗时显得更为重要。当然，测试可能在几个月和几年观察时间内进行。为了评估短时间和长时间试验时硫化胶的变形特征，采用了温度一时间模拟法。温度一时间模拟

4、法规则可用来绘制几种硫化胶的广义曲线图，它相对应于硫化胶样品的复原过程，其中包括天然橡胶硫化胶，三种丁腈橡胶硫化图1按压缩后弹性复原计的耐寒系数K。与温度、时胶。与此同时，又选择了几种皮碗作为研究间的关系对象，尺寸50mmX70mm(前苏联国家标准(1)-0oC，(2)～lO℃，(3)一一2O℃，(4)一30oC，(5)一FOCT14896-84)，橡胶为俄国产丁腈橡胶CKH，40℃，(6)一45oC，(7)一一50℃，(8)～一52．5℃，(9)一18，牌号为B-14、B-14—1、7B一14．1。皮碗采用复一55℃，(10)一一6O℃，试验橡胶样品：CK

5、H-18，B一14型合硫化工艺加工。其中包括先在传统的设备上硫化，随后再将皮碗置于具有一定功率的微波众所周知，降低温度，松弛过程变慢，对于炉中进行处理。本文中所研究的硫化胶，在一40~C时就变软了，复原时间为10S。当然，在无限长的时间内样品的尺寸将会全部复原，温度越低，松弛速率越编译者简介：阎家宾(1937一)，男，辽宁沈阳市人。1963年毕业慢。于大连工学院(现大连理工大学)高分子化学专业。高级工程师，从事橡胶制品的研发工作。有多本译著出版。用所获得的时间关系绘制了按压缩后弹性第37卷第9期阎家宾．预测丁腈橡胶耐寒性的一种方法．43．复原计的耐寒系数与时

6、间和用温度一时问换算在干分之几秒观察时间内评估耐寒系数值，当值T，得到的关系式的综合关系曲线图。然在低温下也可于几年时问内评估耐寒系数当按温度一时间模拟法绘制综合关系曲线值。图时，曾利用材料的简单热力学流变行为的假为了证明使用温度一时间模拟法的合理性，设，即硫化胶的瞬间和持久的弹性模量与温度曾将硫化胶置于一50℃的低温下进行长时间无关。在借助于标准的(有一段松弛时间)线验证试验(8h)。结果表明，以此方法绘制的综形物体模型研究硫化胶的复原性时指出，皮碗合关系曲线是可信的。试验值和预测值(K)的耐寒特性K与材料的特性和进行试验时的之间的误差不大于10％～l5％

7、。条件有直接关系。我们对由一个粘性元件和两个弹性元件(其参数分别为、E、E)组合起来，并在随机负荷盯(1)作用下的粘弹体三元件模型进行了分析。根据分析结果按压缩后弹性复原计的皮碗耐寒系数K与时间的关系式为：KBⅣ(t2，T)=1一e”[1—1+Ee()1f1)式中E=E／E；O／=E——模型松弛时间的倒数；t——试样负荷时间；t2——试样复原时间。如式(1)所示，按压缩后复原计耐寒系数可视为乘积的函数，第一个系数与复原时间t图2a一按压缩后弹性复原计耐寒系数的综合关系曲和试验温度有关，第二个乘数与试样在负荷作线：(1)B·l4和(2)皮碗；6-温度换算系数的

8、综用下持续的时间和温度有关：合关系曲线：(3)B-l