機械工程和汽車工業(yè)的客戶需求更多種能夠長期耐受高工作溫度的橡膠產品,”朗盛高性能彈性體業(yè)務部合成橡膠專家John Beelen解釋道。“天然橡膠憑借其高彈性和抗撕裂性在工業(yè)領域中有所應用,然而天然橡膠難以滿足不斷提高的溫度要求?!?/p>
天然橡膠已經達到了其性能極限
盡管天然橡膠的耐熱老化性能不佳,但是在承受高應力的橡膠部件(如減震件)中,天然橡膠迄今為止仍然被認為是幾乎不可缺少的材料。造成這種困境的原因在于這種歷史悠久的原料的典型分子結構。天然橡膠中高度有序的長鏈分子結構保證了其出色的彈性,但是聚合物主鏈上的不飽和鍵使其容易遇臭氧、氧氣發(fā)生分解,或遇自由基、紫外線和高溫逐漸發(fā)生二次交聯(lián)反應。這會導致硫化天然橡膠在中期經受高溫時出現(xiàn)裂紋并變脆。使用添加劑放緩這一過程自然不是一個長遠的解決辦法。
出色的測試結果
朗盛的化學家們研發(fā)出Keltan 9565Q以一種不同的、更可持續(xù)的方式迎接挑戰(zhàn):通過改進的合成工藝,進一步提高了三元乙丙橡膠產品的分子量,進而實現(xiàn)了同天然橡膠相近的動態(tài)性能——即使在熱老化之后依然如此?!拔覀兛梢杂靡幌盗袕V泛的測試證明這一點,”Beelen說到。朗盛在今年的紐倫堡國際橡膠會議(IRC)期間的一場講座中向聽眾展示了一些精選成果。對于其tan delta值——動態(tài)性能的一個衡量標準——Keltan 9565Q試樣達到了與天然橡膠相近的較低水平。在100℃和120℃下老化168小時后,Keltan 9565Q在耐撕裂性和斷裂伸長率方面則取得了比天然橡膠更好的成績,這正是由于三元乙丙具有完全飽和的分子鏈。Keltan 9565Q的壓縮變形優(yōu)于傳統(tǒng)硫化體系的天然橡膠,至少可以和熱穩(wěn)定天然橡膠(有效硫化體系)相提并論。除了強度、彈性和耐老化性能,疲勞壽命也是非常重要的。在IRC現(xiàn)場展示的研究報告顯示,Keltan 9565Q的預老化樣品同天然橡膠樣品具有相當?shù)氖褂脡勖H欢?,當對Keltan 9565Q的配方稍作優(yōu)化后,疲勞壽命將極大改進,達到了熱穩(wěn)定天然橡膠混煉膠的同等水平。
三元乙丙橡膠的新領域
“直到今天,高動態(tài)應力領域還在使用天然橡膠這一耐老化性能不佳的橡膠材料,Keltan 9565Q開辟了三元乙丙橡膠在該領域的新應用?!盉eelen說到?!癒eltan 9565Q還可以幫助延長維護周期,使發(fā)動機和組件運行速度更快,性能更強大:它們可以在較高溫度下運行,減震件不會因為暴露在高溫環(huán)境之下而迅速老化?!?/p>
加工的好處
朗盛的新材料甚至為加工過程也帶來了好處。與天然橡膠相比,三元乙丙橡膠因分子鏈主鏈中不含雙鍵而不易發(fā)生硫化返原。正如Beelen所解釋的那樣,“這一聚合物的指標范圍窄、易于加工,加工過程也更加具有可重復性和一致性?!蓖瑫r,這種合成橡膠可在較高溫度下加工——這可以極大提高生產率。