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丁腈橡胶的生态增塑剂 |
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作者：Lanxess Melanie Wiedemeier 来源：Rubber World |
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丁腈橡胶（NBR）在使用中常常与油、燃料、溶剂等商品接触，这是由于它跟这些物质接触后其化学和物理性能保持稳定。它的典型应用包括制作软管、垫圈、隔膜、密封件和传送带等。
在增塑剂的帮助下，丁腈橡胶化合物的粘度，粘着性，冷弯曲性能和挤压性能都得以优化以达到预期的性能。邻苯二甲酸盐长久以来便被选作增塑剂。然而在欧洲，新的环境和生态立法已经限制了一些类型的增塑剂在特定应用中的使用。
在一些丁腈橡胶化合物中，增塑剂邻苯二甲酸二－２－乙基己酯（DEHP，以前常说的DOP）被广泛使用，尤其在增塑剂负荷水平要求更高的软制品制造中（例如低硬度要求的筒套表面）。
2008年8月，欧洲化学品管理局（ECHA）公布了一份值得高度关注（SVHC）的物质清单，其中包括增塑剂DEHP。这份清单上所鉴定的物质对人体和环境有着较为严重的影响。此清单上的物质可能随后将被欧洲委员列入须经批准才可使用的物质范围，此清单上所包括的物质将导致出台针对此类原材料供应商，以及混配厂家和最终的应用的相关法规。因此，有着适当增塑剂性能的DEHP替代物将引起制造商的极大兴趣。
替代DEHP的一项主要挑战是其难以解决的橡胶硫化过程。与日俱增的针对DEHP的立法压力成就了朗盛的Mesamoll增塑剂，其磺酸邻苯二甲酸酯有一个自由的烷烃，它不在SVHC名单之列并且具有很低的挥发性，是DEHP的理想替代品。这种增塑剂在PVC行业有着良好的纪录。由于它具有比标准增塑剂更快的凝胶特性，使生产率得以提高，从而提高工作效率，同时降低单位生产成本。该产品的良好皂化特点使得最终产品的耐候性能得到进一步提高。
Mesamoll增塑剂与丁腈橡胶有较高的相容性并且能够与其聚合物混合后迅速相容。我们进行了Mesamoll增塑剂和DEHP间的比对试验，该试验主要为了确定两者在丁腈橡胶混合物中的加工性能、橡胶的硫化以及机械性能。在试验中，丁腈橡胶化合物分别与装有20 pbw（重量份）和100 pbw的增塑剂制成配方。第一个配方（20 pbw增塑剂），该混合物的门尼粘度和最终的产品性能（橡胶硫化后）将被测定。其机械性能，例如测量硬度、抗张强度、拉伸强度，断裂延伸率、压缩形变和冷弯曲温度都能被记录下来。第二个配方，混合物需要在126.5℃下挥发7天才能确定其特性。
定量分析的结果在附表中列出并在图1中用蛛网状图表示出来，其中0代表着最不理想的特性，6意味着在NBR化合物具备最优秀的特性。 
图1、Mesamoll增塑剂与NBR化合物上的DEHP粘度和硫化特性对比
该蛛网图清楚地表明，增塑剂Mesamoll效果同样出色，似乎在大部分领域都比DEHP表现更好。等量填充的条件下，该化合物中，增塑剂对复合粘度的影响略小于DEHP，表现是其门尼粘度值略高。
具有低门尼粘度值（30至50）的材料，可用于喷射模塑或压延工艺，而高门尼产品（60至80），应用更广，它可以用于挤出和模压成型。丁腈橡胶硫化产品增塑剂的硬度比DEHP的稍好，同样，两者的机械性能诸如拉伸强度和断裂点延伸率等旗鼓相当。检查压缩形变是为了检测丁腈橡胶在特定的温度和挠度范围内，长时间压力下，恢复到原来的厚度的能力。由于丁腈橡胶是经过一段时间压缩的，它就会失去恢复到它原来的厚度的能力。长时间这种弹性消失（记忆）会减弱橡胶垫片（如密封圈和缓冲垫）的性能。在这些试验中，丁腈橡胶化合物中的两种增塑剂，在压缩过程中，都显示了类似的性能。
挥发性在制造过程中扮演了重要角色。含有较低挥发性的化合物比较理想。例如，使用塑化丁腈橡胶的硫化产品（极端加载100份重量的增塑剂），包含Mesamoll增塑剂或者DEHP，来确定在126.5℃下，7天时间后，两者挥发性的区别。DEHP基丁腈橡胶化合物的挥发性显著地比使用Mesamoll增塑剂的化合物高，这个例子说明了该增塑剂具有的优势特征。这归因于该增塑剂的低蒸气压。
图2、丁氰橡胶可应用于信件分拣传送带
总之，所有的关键结果都表明，增塑剂Mesamoll是在丁腈橡胶应用中DEHP的理想替代品。当然，这只是其中一个例子，表明可从非邻苯二甲酸酯类的替代增塑剂中选择一种，而其整体性能可使其满足多数应用场合下对增塑剂的要求，图2是其中一种应用。
(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(5/26/2010) |
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