丙烯酸酯橡胶（ACM）的配⽅及⼯艺
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丙烯酸酯橡胶(ACM)具有优异的耐油、耐热、耐臭氧、抗紫外线等性能，从20世纪60年代末开始，随着⾼速汽车的发展⽽在美国、⽇本等⼯业先进国家获得较为⼴泛的应⽤。 近年，随着我国汽车⼯业、摩托车⼯业、电⼒⼯业的快速发展以及进⼝车辆、机具的增多，对ACM的需求已越来越⼤。据国家机械⼯业局规划发展司介绍，国产汽车中采⽤ACM的车种为12种,2000年汽车装车和维修需要ACM5000t。电⼒⾏业现在也已经逐步使⽤ACM代替NBR制造变压器的密封件，以提⾼
使⽤寿命。特别是现在国内的电⽹改造给
ACM提供了较⼤的市场，使ACM的应⽤快速增长。很多⾏业已逐步采⽤ACM替代NBR以提⾼制品的性能，或替代价格昂贵的氟橡胶以降低成本，或与氟橡胶并⽤以改善加⼯性能。
为了满⾜国内市场对ACM的需求，国家有关部门已将ACM列⼊了积极发展的品种之列,⼀些科研院所和⼤专院校等都加⼊到这⼀领域进⾏研究和技术开发，研究成果报道增多，给ACM的应⽤打下了⼀定的理论基础。
从80年代末开始，国内先后建⽴了⼏套ACM⼯业化⽣产装置，部分满⾜了国内市场的需求。ACM的配合和加⼯具有特殊性，各⼚家⽣产的ACM具有不同的配合和加⼯要求，给ACM的推⼴应⽤造成⼀定难度。我国的橡胶制品企业多为中⼩型企业，技术⼒量薄弱，也影响了ACM的推⼴应⽤。 为了使ACM在我国尽快得到推⼴应⽤，解决好配合加⼯中的技术问题成为当前⼀项迫切任务。为此，我们将所了解的⽤户在实际应⽤中遇到的配合技术问题进⾏了分析探讨，现介绍如下。
1 ACM配合中的常见问题及产⽣原因
单连波
在ACM胶料的配合中,⽐较常见的技术问题主要有:①胶料性能不稳定;②拉伸强度太低;③压缩永久变形和扯断永久变形⼤;④回弹性差，有的胶料硫化后近似于硬质塑料;⑤耐磨性差;⑥耐⾼温⽼化性差;⑦浅⾊胶料难以配合和硫化，彩⾊制品在硫化时变⾊。 出现上述问题的原因是多⽅⾯的，主要影响因素有以下⼏点:
(1)⽣胶质量低或不稳定
⽣胶质量低或不稳定是影响胶料性能的最重要原因。合成时如果⽣胶的平均相对分⼦质量控制不当或相对分⼦质量分布不合适，均可导致胶料质量低劣。不同批次⽣胶的相对分⼦质量和相对分⼦质量分布波动是很正常的，不可能不产⽣波动，但如果波动幅度过⼤，则会导致胶料性能的⼤幅波动。这种
⽣胶⾃⾝的缺陷仅靠调整配合⼯艺来纠正或调节是⽆济于事的。
(2)胶料与相应的配合要求脱节
世界上⽣产ACM的⼚家因所⽤原材料的品种及⽐例不同，合成的⼯艺条件不同，使得产品结构存在⼀些差异。各⼚家均针对⾃⼰的产品特点开发了⽐较适⽤的配⽅，并在其宣传资料或样本中公布。这些配⽅往往针对性较强，通⽤性不⾼。如果把不同⼚家之间的产品和配⽅简单地交叉使⽤，效果可能不好。 (3)胶料与配合助剂不配套
国外针对ACM开发了⼀些专⽤硫化剂、防⽼剂、增塑剂等配合助剂，采⽤这些助剂较易达到调节胶料性能的作⽤。⽽国内缺乏这些特性产品，代⽤品有时效果相差很⼤，难以配合出符合⾼要求的胶料。
(4)助剂或原辅材料的质量差异
ACM所应⽤的某些助剂或原辅材料因规格、型号、产地等不同⽽在性能上存在较⼤差异，这种差异直接影响胶料的性
ACM所应⽤的某些助剂或原辅材料因规格、型号、产地等不同⽽在性能上存在较⼤差异，这种差异直
接影响胶料的性能。例如国内常⽤的普通硫黄和硫化剂的活性(或有效成分)低于部分进⼝产品，同等⽤量的效果差别很⼤，常因硫化程度低⽽影响胶料的性能。
在浅⾊制品中，因所⽤⽩炭⿊的⽣产⼚家或批号不同,⽽使胶料性能差异很⼤，这主要是由于⽩炭⿊的酸碱度不同和微观结构的差异造成的。酸碱度影响了硫化剂着⾊剂的效果，许多⽤户因对此缺乏了解，遇到问题⽆法解决。
(5)ACM选型不当
不同规格型号的ACM在性能上有较⼤差别。在应⽤中如果选型不当，可能造成胶料的⼀些性能“过剩”或“不⾜”。低温环境下使⽤的胶料如果选⽤耐热型ACM，则胶料在-20℃以下⽆法使⽤。相反，在对低温性能要求不⾼的情况下选⽤耐寒ACM，则既降低了胶料的耐热和耐油性,⼜增加了使⽤成本。
(6)ACM⾃⾝存在缺陷
任何⼀种橡胶在应⽤性能上都有局限性,ACM也不例外。ACM在常温下回弹性差(但随温度升⾼回弹性增⼤，这对于油封材料是极有利的)，压缩永久变形较⼤，耐磨性和强度低于NBR，活性氯型产品对模具有腐蚀性，易焦烧且硫化时不易熟化。在配合中要完全克服这些缺陷可能性不⼤，但通过适当的配合可减少这些缺陷。
2 解决配合问题的基本措施和⽅法
严格控制⽣胶质量
⽬前市场上销售的ACM⽆论是进⼝产品还是国产产品均存在较⼤的质量差异，因此应选择信誉较⾼的正规⽣产⼚家的产品，并对进⼚的每批ACM进⾏实测，这是防⽌购⼊劣质胶的最有效⽅法。
补强填充剂的选择
网页没有地址栏ACM不宜使⽤酸性补强填充剂，如槽法炭⿊、⽓相法⽩炭⿊等，必须使⽤中性或偏碱性填充剂。
常⽤的炭⿊有:⾼耐磨炭⿊、快压出炭⿊、半补强炭⿊和喷雾炭⿊等，其中⾼耐磨炭⿊和快压出炭⿊的补强效果较好，胶料硬度较⾼，但回弹性较差，压缩永久变形较⼤。半补强和喷雾炭⿊补强效果稍差，但胶料的回弹性较好，压缩永久变形⼩。可以将不同品种的炭⿊配合使⽤，以调节胶料的性能指标。
浅⾊制品可⽤中性或偏碱性的沉淀法⽩炭⿊、绢英粉、碳酸钙、滑⽯粉、陶⼟和硅藻⼟等作为填充剂，其中⽩炭⿊的补强效果较好，其余品种均较差,⼀般只起惰性填料的作⽤。
在使⽤⽩炭⿊时，应重视⽩炭⿊的酸碱度和不同微观结构对胶料性能造成的重⼤差异，这是浅⾊胶料
难配合的最主要原因。⽩炭⿊是⽆机物，与橡胶在结构及形态⽅⾯差异较⼤，致使⽩炭⿊与ACM在成型后不易牢固地结合在⼀起，因⽽补强效果不好。为了克服这⼀问题，可以加⼊硅烷偶联剂以提⾼界⾯的结合强度。常⽤的硅烷偶联剂有KH2550和Si69等,⽤量⼀般为0.15～3.10份。随着硅烷偶联剂⽤量的增⼤，胶料的强度和硬度增⼤，扯断伸长率和回弹性降低。⽤硅烷偶联剂处理⽩炭⿊时，应注意分散均匀，最简便的⽅法是将硅烷偶联剂加⼊⽩炭⿊中迅速搅拌，然后装⼊塑料袋中密封(或直接在袋中混合)，利⽤硅烷偶联剂与⽩炭⿊作⽤时放出的热使其挥发扩散⽽达到均匀的⽬的。密闭存放24h后再使⽤较为合适。
在配制彩⾊胶料时，应选择中性或偏碱性的颜料。酸性颜料易与硫化剂发⽣作⽤⽽失效，同时对硫化效果有不良影响。ACM的硫化温度为180℃甚⾄更⾼，有些有机颜料在如此⾼温下易分解，因⽽不宜使⽤。常⽤的颜料有铁红、铁黄、青和酞青兰等。
为了增强胶料的耐磨性，可加⼊⽯墨粉、⼆硫化钼、碳纤维等润滑性填料。其中碳纤维⽤量为5～10份时还可起到提⾼胶料拉伸强度和耐热⽼化性的作⽤，但应⽤成本较⾼。⽯墨⽤量为5～30份,⽤量过⼤将影响胶料与⾻架材料的粘合性。⼆硫化钼⽤量为1～5份,⽤量过⼤将对硫化产⽣不利影响。
炭⿊补强胶料的性能明显优于⽩⾊填料，有些⽤户忽视了这⼀特点，较多地配制彩⾊胶料，这是不可取的。但⽩⾊配合是未来的发展趋势，应引起国内⼚家的重视。
r软件硫化体系的选择
第一次世界大战地图因合成ACM时选⽤的硫化点单体不同⽽需要不同的硫化体系进⾏交联。选择适⽤的硫化体系是保证胶料充分硫化的前提条件。
⽬前，在国内市场上销售的ACM绝⼤多数为活性氯型产品，环氧型产品很少。活性氯型产品可以取消⼆次硫化，关键是硫化体系和硫化条件的选择。
活性氯型ACM可⽤多种硫化体系硫化，最常⽤的有以下⼏种:
(1)皂/硫黄并⽤硫化体系皂/硫黄并⽤硫化体系的特点是⼯艺性能较好，硫化速度较快，胶料的贮存稳定性较好，对模具的腐蚀性较⼩。但胶料的热⽼化性稍差，压缩永久变形较⼤。常⽤的皂有硬脂酸钠、硬脂酸钾和油酸钠。
topsis(2)N,N′2⼆(亚⾁桂基21,62⼰⼆胺)硫化体系
采⽤该体系的硫化胶的热⽼化性好，压缩永久变形⼩，但⼯艺性能稍差，有时稍有粘模现象，混炼胶贮存期较短，对模具的腐蚀性较⼤, 且⼀段硫化程度不⾼,⼀般需经⼆段硫化。
(3)TCY(1,3,52三巯基22,4,62均三嗪，也称三聚硫氰酸)硫化体系
该硫化体系硫化速度快，可以取消⼆段硫化。硫化胶热⽼化性好，压缩永久变形⼩,⼯艺性能⼀般，但对模具的腐蚀性较⼤，混炼胶的贮存时间短，易焦烧。这种硫化剂的使⽤效果受其质量影响很⼤，对于纯度不⾼的产品即使增⼤其⽤量，使⽤效果仍很差，因此，使⽤时⼀定要注意。
以上3种硫化体系各有特⾊，应根据实际应⽤情况选择不同的硫化体系，使之达到满意的结果。
⽬前国内应⽤较为普遍的是皂/硫黄并⽤硫化体系。N,N′2⼆(亚⾁桂基21,62⼰⼆胺)硫化体系可⽤于ACM/氟橡胶并⽤的配⽅。TCY硫化体系可⽤于ACM/NBR并⽤的配⽅[3]。与氯醚橡胶并⽤的胶料可⽤促进剂NA222硫化。选择过氧化物作硫化剂是针对早期氯型或环氧型ACM，对活性氯型ACM不适⽤，硫化效果很差。
防⽼剂的选择
根据胶料的耐温要求选择适⽤的防⽼剂是保证胶料获得良好的⽼化性能的重要条件。ACM本⾝具有良好的耐热⽼化性，不添加防⽼剂即可使⽤，但如果制品需要长期在⾼温条件下使⽤，还应添加防⽼剂。
适⽤于ACM的防⽼剂要求在⾼温下不易挥发，在油中不易被抽出。美国和⽇本均开发有适合ACM的防⽼剂，如美国的Naugard445和⽇本的Nocrac#630F。
以前，国内缺少适合ACM使⽤的专⽤防⽼剂，除少量使⽤防⽼剂445进⾏试验外,⼯业上应⽤较多的是防⽼剂D,BLE和4010等。这些防⽼剂在150℃条件下具有良好的防⽼化作⽤，但当温度达到175℃时，防⽼化作⽤明显下降，造成胶料的耐⾼温⽼化性差。
为了弥补国内防⽼剂的不⾜，四川遂宁青龙丙烯酸酯橡胶⼚⽣产了适合ACM在⾼温条件下使⽤的专⽤防⽼剂TK100。该防⽼剂适⽤于不同耐寒等级和不同硫化体系的活性氯型ACM[，适⽤温度为150～200℃。215 加⼯助剂和功能性助剂的选择
为了减轻胶料混炼时粘辊和硫化时粘模的现象，可在胶料中加⼊1～3份甲基硅油或⽯蜡，添加胶易素、模得丽等也有此功效，但⽤量过⾼可能⼲扰硫化。
为了减轻胶料对模具的腐蚀性，可加⼊少量氧化物吸酸，如氧化镁等。
为了克服酸性⽩炭⿊对硫化的不利影响，可加⼊⼆⼄醇胺等中和，或⽤活化剂对⽩炭⿊进⾏处理。
加⼊增塑剂TP295等可降低胶料的脆性温度，以改善胶料的低温性能，但胶料的强度降低。胶料的硬度可⽤聚酯类增塑剂调节，常⽤的有QS21(上海橡胶制品研究所产品)等。
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ACM制品需在⾼温及油中长期⼯作，因此⼀定要考虑助剂的适应性。
3 结语
随着我国科技和⼯业的发展,ACM已成为不可缺少的胶种，具有⼴阔的应⽤前景，发展国产ACM具有重要的战略意义。多年来，通过各界的不懈努⼒，国产ACM已基本具备⼯业应⽤的条件，积累了⼀定的应⽤经验。虽然在ACM应⽤中还有不少问题需要解决，技术⽔平还有待提⾼，但毕竟有了⽐较坚实的基础，这是国产ACM藉以⽣存和发展的重要条件。只要⽣产⼚家和⽤户以及科研机构共同努⼒，不断完善各项相关技术，国产ACM定能为我国的⼯业发展作出应有的贡献。
