近期,汽車行業對橡膠密封材料的要求逐漸提高。其實早在2004年,加利福尼亞空氣資源委員會和環境保護機構制定的新環保條例即已生效,這些新條例分別稱為LEV II和Tier II,它們要求汽車的蒸發排放物量較過去更低,同時汽車上各個系統裝置的使用壽命要增長到15年,或者是可使用24萬公里。因此,必需使用特種彈性體,例如低溫型含氟彈性體,來滿足低排放以及長使用壽命的共同需要。
本文旨在研究低溫型含氟彈性體長時間的抗燃料和熱老化性能。諸如FKM-GLT和FKM-GFLT等聚合物結合了良好的抗燃料和熱老化以及抗壓縮變形性能,還具有含氟彈性體的低溫柔順性,在業內為人所熟知。由傳統工藝制造的GLT和GLFT經過先進聚合物體系(Advanced Polymer Architecture,簡稱APA)工藝升級為GLT-S和GFLT-S。以前的文獻里已有記錄。另外,文獻中還介紹了一種稱之為GBLT-S的新型低溫FKM。本文平行測試了用傳統工藝與先進聚合物體系工藝制造的兩類彈性體,并對遵照嚴格測試規范所得到的結果進行比較。
試驗
◆測試材料
選用5種低溫型含氟彈性體,評估其老化性能。試驗的FKM種類分別為:
GLT:含有傳統過氧化物硫化點的含氟64%的VF2-PMVE-TFE共聚物。它是最早的低溫型FKM聚合物,用以滿足例如AMS-R-83485標準。GLT-600S:采用APA工藝制造的含氟64%的VF2-PMVE-TFE共聚物。含有改良的過氧化物硫化點。在下文中稱為GLT-S。GBLT-600S:采用APA工藝制造的VF2-PMVE-TFE共聚物,含氟66%。含有改良的過氧化物硫化點。在下文中稱為GBLT-S。GFLT:使用傳統過氧化物硫化點單體制造的VF2-PMVE-TFE共聚物,氟含量高達67%。用來滿足以下標準,例如GM6269M、Ford M2D401-A3和Daimler-Chrysler MSBZ-832-Grade F。GFLT-600S:采用APA工藝制造的VF2-PMVE-TFE共聚物,氟含量高達67%。
◆試驗基材和細節
5種彈性體都在實驗室內的攪拌器中混合成30 MT的黑色試樣,如表1所示。樣品板在177℃下于壓模中硫化5分鐘。傳統工藝制造的聚合物GLT和GFLT在空氣循環爐中于232℃下后硫化16小時,而先進聚合物體系工藝制造的產品則在232℃下僅后硫化4小時。然后切割出拉伸樣品,按照規范說明浸泡在燃料油中,或者是在熱空氣爐內老化。在一定時間間隔內進行測試,以便記錄試驗趨勢。
測試所用的燃料油為CM-15A和酸性燃料PN180。CM-15A是85%燃料C與15%甲醇的混合物。甲醇由腐蝕性的水配制,水中含痕量的鹽(例如氯化鈉和硫酸鈉)以及甲酸。在1升甲醇中加入5毫升腐蝕性水,需要準備測試燃料時再與燃料C混合。用CM-15A老化5000小時過程中,每周更換一次燃料油。老化在置于摩擦氣流的帕爾(Parr)壓力容器中進行,老化溫度為60℃。進行拉伸試驗的時間間隔為168、672、2000、3000、4000和5000小時。酸性燃料油按照以下方法制備:在含80%燃料C、15%甲醇和5%叔丁基醇的混合物中加入銅離子和叔丁基過氧化氫,將過氧化值增加到180。酸性燃料油老化的試驗也在置于摩擦氣流的帕爾壓力容器中進行,老化溫度為60℃。在Ford的很多文獻中可以找到試驗燃料制備和測試條件的更多細節。
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