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所謂耐熱性是指硫化膠在高溫長(cháng)時(shí)間熱老化作用下,保持原有物理性能的能力,從配方設計的角度考慮,提高耐熱運輸帶制品的耐高溫性能主要需要從以下三方面著(zhù)手:
①以橡膠大分子的化學(xué)結構為依據,選擇對熱和熱氧穩定性好的橡膠,作為主體材料的高聚物是用來(lái)保證耐熱性的基礎;
②選擇耐熱的硫化體系,以改善硫化膠的耐熱性;
③選擇優(yōu)良的防護體系,以提高橡膠制品對熱和熱氧的防護能力;
大量研究表明,耐熱聚合物的結構特點(diǎn)是:分子鏈高度有序,剛性大,有高度僵硬的結構;分子間作用力大;具有較高的熔點(diǎn)或軟化點(diǎn),例如聚四氟乙烯,使用溫度完全符合上述結構特點(diǎn),而橡膠彈性體的結構特點(diǎn)是分子鏈柔順,分子間作用力小,其工作溫度范圍必須高于它的玻璃化轉變溫度,從結構上看不具備耐熱聚合物的結構特點(diǎn),若提高其耐熱性,必須提高其鍵能,減少分子鏈中弱鍵的數量,例如用氟原子取代碳鏈上的氫原子制成的氟橡膠;用耐熱的無(wú)機元素取代主鏈上的碳原子做成的硅橡膠、硅硼橡膠等,不同的硫化體系形成不同的交聯(lián)鍵,各種交聯(lián)鍵的鍵能和吸氧速度不同,鍵能越大,硫化膠的熱穩定性越好;吸氧速度越慢,硫化膠的耐熱氧老化性越好;
在常用的硫化體系中,過(guò)氧化物硫化體系的耐熱性最好,一般說(shuō)來(lái),工業(yè)橡膠輸送帶都可以用過(guò)氧化物硫化,而一些特殊材料則非但不能用過(guò)氧化物硫化,反而會(huì )被過(guò)氧化物分解;
目前工業(yè)運輸帶廠(chǎng)家耐熱配合幾乎都采用過(guò)氧化物硫化體系,單獨使用過(guò)氧化物作硫化劑時(shí),存在交聯(lián)密度低、熱撕裂強度低等問(wèn)題,最好是和某些共交聯(lián)劑并用,可使得硫化膠的耐熱性能提高,用過(guò)氧化物硫化的橡膠覆蓋層,其耐熱性?xún)?yōu)于有效、半有效和傳統的硫化體系,但不如用鎘鎂硫化體系硫化的效果好;
橡膠制品在高溫使用條件下,防老劑可能因揮發(fā)、遷移等原因迅速損耗,從而引起制品性能劣化,因此在耐熱橡膠配方中,應使用揮發(fā)性小的防老劑或分子量大的抗氧劑,最好是使用聚合型或反應型防老劑,在耐熱橡膠配方中,往往需要增加防老劑的用量,但由于防老劑的最大用量受其在膠料中的溶解度所限制,所以一般采用幾種防老劑并用,另外并用時(shí)的協(xié)同效應對提高防老劑的防護效果則極為有利;
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