耐熱橡膠的配方設計

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 耐熱橡膠的配方設計

耐熱性是指橡膠及其制品在經受長時間熱老化后保持物理機械性能或使用性能的能力，耐溫性表示橡膠物理機械性能對溫度的敏感性，即在高溫條件下，橡膠的力學性能基本不下降的這種性質。高溫時物理機械性能與室溫時的差別小，即耐溫性好。表明橡膠物理機械性能隨 （測試）溫度的變化。高溫使用的 （耐熱）橡膠制品，既要耐熱性好，也要耐溫性好。
評價耐熱性的方法多種多樣，如用馬丁耐熱與維卡耐熱評定耐熱程度，也可通過熱失重儀找出分解溫度作為材料的使用溫度的上限，或者用真空加熱 ４０～４５ｍｉｎ 時，質量減少 ５０％ 的溫度（Ｔｎ）———半壽命溫度來評估耐熱性

耐熱橡膠是指在高溫條件下長時間使用時仍能保持原有力學性能和使用價值的硫化橡膠，常用熱老化后性能變化量 （如硬度）、性能變化率 （如拉伸強度、伸長率）、性能保持率、老化系數表示其力學性能的變化情況。在橡膠密封制品中，硫化橡膠在壓縮狀態下的耐熱性能稱耐熱壓縮性能，它常由壓縮永久變形系數或壓縮應力松弛系數評價。
在８０℃以上長期使用后仍能基本保持原有性能和使用價值的橡膠都歸于 “耐熱橡膠”的范疇，橡膠制品的耐熱和高溫性能是橡膠特殊性能中最常見的一種性能。橡膠在這種情況下性能穩定的本質原因是在高溫下能夠抵抗氧、臭氧、腐蝕性化學物質、高能輻射以及機械疲勞等因素的影響，橡膠分子結構不發生顯著變化和損壞，且能夠保持較好的使用性能。

使 用 溫 度 范 圍／℃    適   用   的   橡   膠
＜７０各種橡膠
７０～１００   天然橡膠、丁苯橡膠
１００～１３０   氯丁橡膠、丁腈橡膠、氯醚橡膠
１３０～１５０   丁基橡膠、乙丙橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠
１５０～１８０   丙烯酸酯橡膠、氫化丁腈橡膠
１８０～２００   乙烯基硅橡膠、氟橡膠
２００～２５０   二甲基硅橡膠、氟橡膠
＞２５０   全氟醚橡膠、氟硅橡膠、硼硅橡膠
國標橡膠的耐溫性能可分為以下兩檔五類
普通橡膠Ａ   －７０～－３０℃／９０～１２０℃，例如ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、２３７   ＳＢＲ、ＣＲ。
普通橡膠Ｂ   －４０～－２０℃／１２０～１５０℃，例如 ＮＢＲ、ＩＩＲ、ＥＰＤＭ、ＣＳＭ。
普通橡膠Ｃ   －３０～１０℃／８０～９０℃，例如Ｔ、Ｕ。
耐熱橡膠Ａ   －３０～－１０℃／１５０～２００℃，例如ＡＣＭ、ＡＮＭ、ＥＶＡ、ＣＯ、ＥＣＯ。
耐熱橡膠Ｂ   －７０～－２０℃／２５０～３００℃，如 ＭＱ、ＭＶＱ、ＦＰＭ、ＦＫＭ。
但是在實際使用過程中，由于受到多種內在和外在因素的影響，為保證安全使用壽命，一般二烯類橡膠控制在１００℃左右，耐油的丁腈橡膠為１３０℃，丙烯酸酯橡膠為１８０℃。硅和氟類橡膠為２００～２５０℃，短時使用可達３００～３５０℃。
也有按4個種類劃分的

橡膠制品的耐熱性能，主要取決于所用橡膠的品種。所以在設計配方時，首先應考慮生膠的選擇。
橡膠的耐熱性表現在橡膠有較高的黏流溫度、較高的熱分解穩定性和良好的熱化學穩定性。橡膠的黏流溫度取決于橡膠分子結構的極性以及分子鏈的剛性，極性和剛性愈大，黏流溫度愈高。橡膠分子的極性是由其所含極性基團和分子結構來決定的，分子鏈的剛性也與極性取代基及空間結構排列的規整性有關。在橡膠分子中引２３８   入氰基、酯基、羥基或氯原子、氟原子等都會提高耐熱性。橡膠熱分解溫度取決于橡膠分子結構的化學鍵性質，化學鍵能愈高，耐熱性越好。硼硅橡膠、硅橡膠、聚苯硅氧烷等大分子鏈都有較高的鍵能，故具有優越的耐熱性。