2015年7月6日，科隆— 特殊化學(xué)品集團朗盛公司開發(fā)出一款在性能上可以與天然橡膠媲美的三元乙丙橡膠——Keltan 9565Q，且與天然橡膠比不易老化。Keltan 9565Q超高的分子量使得它具有和天然橡膠類似的極高的強度和彈性。而且，作為一種飽和聚合物，這款新產(chǎn)品保留了三元乙丙橡膠的耐熱性、耐候性和耐臭氧性。因此，Keltan 9565Q在耐熱老化方面優(yōu)于天然橡膠，尤其是在高動態(tài)應(yīng)用中。此外，與天然橡膠相比，Keltan 9565Q加工成本更低。

“機械工程和汽車工業(yè)的客戶需求更多種能夠長期耐受高工作溫度的橡膠產(chǎn)品，”朗盛高性能彈性體業(yè)務(wù)部合成橡膠專家John Beelen解釋道。“天然橡膠憑借其高彈性和抗撕裂性在工業(yè)領(lǐng)域中有所應(yīng)用，然而天然橡膠難以滿足不斷提高的溫度要求。”

天然橡膠已經(jīng)達到了其性能極限

盡管天然橡膠的耐熱老化性能不佳，但是在承受高應(yīng)力的橡膠部件(如減震件)中，天然橡膠迄今為止仍然被認為是幾乎不可缺少的材料。造成這種困境的原因在于這種歷史悠久的原料的典型分子結(jié)構(gòu)。天然橡膠中高度有序的長鏈分子結(jié)構(gòu)保證了其出色的彈性，但是聚合物主鏈上的不飽和鍵使其容易遇臭氧、氧氣發(fā)生分解，或遇自由基、紫外線和高溫逐漸發(fā)生二次交聯(lián)反應(yīng)。這會導(dǎo)致硫化天然橡膠在中期經(jīng)受高溫時出現(xiàn)裂紋并變脆。使用添加劑放緩這一過程自然不是一個長遠的解決辦法。

出色的測試結(jié)果

朗盛的化學(xué)家們研發(fā)出Keltan 9565Q以一種不同的、更可持續(xù)的方式迎接挑戰(zhàn)：通過改進的合成工藝，進一步提高了三元乙丙橡膠產(chǎn)品的分子量，進而實現(xiàn)了同天然橡膠相近的動態(tài)性能——即使在熱老化之后依然如此。“我們可以用一系列廣泛的測試證明這一點，”Beelen說到。朗盛在今年的紐倫堡國際橡膠會議(IRC)期間的一場講座中向聽眾展示了一些精選成果。對于其tan delta值——動態(tài)性能的一個衡量標(biāo)準(zhǔn)——Keltan 9565Q試樣達到了與天然橡膠相近的較低水平。在100℃和120℃下老化168小時后，Keltan 9565Q在耐撕裂性和斷裂伸長率方面則取得了比天然橡膠更好的成績，這正是由于三元乙丙具有完全飽和的分子鏈。Keltan 9565Q的壓縮變形優(yōu)于傳統(tǒng)硫化體系的天然橡膠，至少可以和熱穩(wěn)定天然橡膠(有效硫化體系)相提并論。除了強度、彈性和耐老化性能，疲勞壽命也是非常重要的。在IRC現(xiàn)場展示的研究報告顯示，Keltan 9565Q的預(yù)老化樣品同天然橡膠樣品具有相當(dāng)?shù)氖褂脡勖�。然而，�?dāng)對Keltan 9565Q的配方稍作優(yōu)化后，疲勞壽命將極大改進，達到了熱穩(wěn)定天然橡膠混煉膠的同等水平。

三元乙丙橡膠的新領(lǐng)域

“直到今天，高動態(tài)應(yīng)力領(lǐng)域還在使用天然橡膠這一耐老化性能不佳的橡膠材料，Keltan 9565Q開辟了三元乙丙橡膠在該領(lǐng)域的新應(yīng)用。”Beelen說到。“Keltan 9565Q還可以幫助延長維護周期，使發(fā)動機和組件運行速度更快，性能更強大：它們可以在較高溫度下運行，減震件不會因為暴露在高溫環(huán)境之下而迅速老化。”