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丙烯酸類橡膠是指由丙烯酸烷基酯單體與少量具有交聯(lián)活性基團(tuán)單體的共聚物。聚合物主鏈?zhǔn)秋柡托?，且含有極性的酯基，從而賦予聚丙烯酸酯橡膠以耐氧化性和耐臭氧性，并具有突出的耐烴類油溶脹性。耐溫性比丁腈橡膠高。
丙烯酸乙酯或其他丙烯酸酯與少量能促使硫化的單體共聚所得共聚物，代號(hào)為ACM。丙烯酸乙酯或其他丙烯酸酯與丙烯腈的共聚物，代號(hào)為ANM。
一、丙烯酸酯橡膠的品種
丙烯酸酯橡膠商品牌號(hào)很多，大致可分為含氯多胺交聯(lián)型、不含氯多胺交聯(lián)型，自交聯(lián)型，羧酸銨鹽交聯(lián)型，皂交聯(lián)型等五類，此外，還有特種丙烯酸酯橡膠等。
1、不含氯多胺交聯(lián)型  
不含氯多胺交聯(lián)型為丙烯酸丁酯與丙烯腈共聚物，若引入部分丙烯酸乙酯，可改善硫化膠耐油及耐熱氧老化性能，但耐寒和耐水性能稍有降低。我國(guó)研制的BA型丙烯酸酯橡膠即屬于這一類型，是8 8份丙烯酸丁酯與12份丙烯腈共聚物。以上兩類多胺交聯(lián)型丙烯酸酯橡膠的加工性能差，特別是硫化速度慢成為加工應(yīng)用的主要問(wèn)題。
2、自交聯(lián)型  
自交聯(lián)型為多元共聚物，是依靠聚合物內(nèi)部活性基團(tuán)間在一定溫度條件下相互反應(yīng)實(shí)現(xiàn)交聯(lián)的，不加硫化劑即可硫化。雖然如此，它在生膠貯存、加工安全性，硫化速度幾方面都令人滿意。生膠在室溫下貯存10個(gè)月或60℃下貯存六周性能變化很少，圖1-14表明它在150℃的溫度作用下開始產(chǎn)生焦燒，而在120℃左右相當(dāng)安全。
3、皂交聯(lián)型  
皂交聯(lián)型丙烯酸酯橡膠所含交聯(lián)單體活性很，可用多種物質(zhì)硫化，其中金屬皂／硫黃硫化體系因硫化速度快，加工性能良好，且價(jià)廉、無(wú)毒而受到重視，但皂交聯(lián)型橡膠是耐熱氧老化性能最差的一種。
4、含氯多胺交聯(lián)型  
是丙烯酸乙酯與2-氯乙基乙烯醚的共聚物，為改善耐寒性能可部分引進(jìn)丙烯酸丁酯，通常以含氯多胺類化合物為交聯(lián)劑，亦可用硫脲(促進(jìn)劑NA-22)與鉛丹并用體系硫化，該橡膠耐油和耐熱氧老化性能最好，耐候，耐臭氧和耐紫外線性能也突出，雖然加工性能與耐寒性能差，目前仍廣泛使用。
5、羧酸銨鹽交聯(lián)型  
這一類型橡膠以羧酸銨鹽(主要是苯甲酸銨)為硫化劑，其加工性能良好，交聯(lián)速度快,抗壓縮變形性優(yōu)良，缺點(diǎn)是硫化時(shí)易黏模，污染模型，并放出有味氣體，耐熱老化性能比多胺交聯(lián)型差，但優(yōu)于皂交聯(lián)型。
二、丙烯酸酯橡膠的應(yīng)用
丙烯酸酯橡膠廣泛用于耐高溫、耐熱油的制品中。由于硅橡膠耐油性差，丁腈橡膠耐熱性低，在耐熱和耐油綜合性能方面，丙烯酸酯橡膠僅次于氟橡膠，在生膠品種中占第二位，在制造180℃高溫下使用的橡膠油封、O形圈、墊片和膠管中特別適用。在使用條件不十分苛刻，而用氟橡膠又不經(jīng)濟(jì)的情況下，丙烯酸酯橡膠可被選用。
國(guó)際上，以丙烯酸酯橡膠作汽車各類密封配件占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，被人們稱為車用橡膠。在美國(guó)每輛汽車平均耗用lkg丙烯酸酯橡膠，主要是作高溫油封。丙烯酸酯橡膠作為適宜于高溫極壓潤(rùn)滑油的材料應(yīng)用迅速擴(kuò)大，成為汽車工業(yè)上不可缺少的材料之一。丙烯酸酯橡膠在汽車上用量最大的是變速箱密封、活塞桿密封，其次是火花塞帽、散熱器或加熱器軟管、閥門桿擋油器以及軟木墊的膠黏劑、海綿膠墊等。它與硅橡膠和丁腈橡膠相比較，可概括于表1-17。在汽車用油封材料中，目前國(guó)外約有70％仍使用丁腈橡膠，有30％使用丙烯酸酯橡膠，這主要是由于丙烯酸酯橡膠加工困難，以及性能方面壓縮變形大、低溫性能不好的緣故。
除汽車工業(yè)外，丙烯酸酯橡膠所具有的許多優(yōu)良特性如耐臭氧、氣密性、耐屈撓與耐日光老化等，使它具有很大的應(yīng)用潛力，如用于海綿、耐油密封墊，隔膜、特種膠管及膠帶、容器襯里、深井勘探用橡膠制品等。在電器工業(yè)中部分取代價(jià)昂的硅橡膠，用于高溫條件下 與油接觸的電線、電纜的護(hù)套，電器用墊圈、套管等。在這方面的應(yīng)用將隨丙烯酸酯橡膠耐寒性能的改進(jìn)，而不斷擴(kuò)大。此外，由于丙烯酸酯橡膠的透明性及與織物的黏著性良好等，因而在貼膠及涂覆材料方面的應(yīng)用也逐漸增加。此外，還用作輸送特種液體的鋼管襯里、減震器緩沖墊等。該膠在航空工業(yè)、火箭、導(dǎo)彈等尖端科學(xué)部門也有應(yīng)用，如用于制備固體燃料的膠黏劑等。丙烯酸酯橡膠還適于制備耐油的石棉—橡膠制品。
三、丙烯酸酯橡膠組成
①丙烯酸酯  丙烯酸酯種類需根據(jù)橡膠耐油、耐寒和加工性能綜合平衡確定，隨酯基碳原子數(shù)的增加，有利于打亂聚合物分子鏈排布，減少分子間的作用力，增大內(nèi)部塑性，降低脆化溫度和玻璃化溫度，這一趨勢(shì)直至正辛基。聚丙烯酸正辛酯的脆化溫度為-65℃，繼續(xù)增長(zhǎng)酯基鏈長(zhǎng)，因鏈節(jié)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的空間位阻增大造成的不利影響超過(guò)了它對(duì)極性基的屏蔽效應(yīng)，使凈效果相反，此外，隨酯基增大，聚合物耐水性提高，但因降低了內(nèi)聚能密度，增大了碳?xì)浣M分，因而耐油性能降低，同時(shí)耐熱性能，拉伸強(qiáng)度受到損失，硬度下降，而且因生膠黏度下降使煉膠時(shí)顯得過(guò)軟、過(guò)黏，影響工藝操作。因此，酯基不宜超過(guò)丁酯，實(shí)際上多采用丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯。以丙烯酸乙酯為基礎(chǔ)的橡膠耐油、耐熱性能較好，以丙烯酸丁酯為基礎(chǔ)的橡膠耐寒性能較好，通過(guò)兩種單體的并用，可調(diào)節(jié)上述性能，得到介于兩者之間的橡膠。圖1-13為烷基酯中的碳原子數(shù)與脆性溫度的關(guān)系。
②交聯(lián)單體  均聚丙烯酸酯橡膠難以交聯(lián)，需與提供交聯(lián)反應(yīng)的單體共
聚以解決硫化問(wèn)題。較早使用的交聯(lián)單體為2-氯乙基乙烯醚和丙烯腈，但由于2-氯乙基乙烯醚的氯原子和丙烯腈的腈基活性低，硫化困難，需用活性大的烷基多胺作硫化劑，造成了加工上一系列困難。近年來(lái)逐步開發(fā)了一些反應(yīng)活性高的交聯(lián)單體，如烯烴環(huán)氧化物（烯丙基縮水甘油醚、縮水甘油丙烯酸酯、縮水甘油甲基丙烯酸酯等）、含活性氯原子的化合物（氯乙酸乙烯酯、氯乙酸丙烯酸酯等）；、酰胺類化合物（N-烷氧基丙烯酰胺，羥甲基丙烯酰胺等）和含非共軛雙烯烴單體（如二環(huán)戊二烯，甲基環(huán)戊二烯及其二聚體，1，1－亞乙基降冰片烯等）。
新交聯(lián)單體的應(yīng)用，極大地改進(jìn)了丙烯酸酯橡膠的硫化特性，推動(dòng)了丙烯酸酯橡膠應(yīng)用的發(fā)展。
③其他組分  除上述兩種主要成分外，為改進(jìn)某些性能，有時(shí)引入少量其他單體。
四、丙烯酸酯橡膠的特性
丙烯酸酯橡膠結(jié)構(gòu)的飽和性以及帶有極性酯基側(cè)鏈決定了它的主要應(yīng)用性質(zhì)，即耐熱氧老化性能和耐油性能優(yōu)異，而耐寒、耐水、耐溶劑性能
1）耐寒、耐水，耐化學(xué)藥品性能  
丙烯酸酯橡膠的酯基側(cè)鏈損害了低溫性能，標(biāo)準(zhǔn)的含氯多胺交聯(lián)型與不含氯多胺交聯(lián)型的脆化溫度分別為-12℃及-24℃，經(jīng)努力，一些新型丙烯酸酯橡膠的耐寒性有了教大的改進(jìn)，但是仍然只有-40℃，比一般合成橡膠差。
由于酯基易于水解，使丙烯酸酯橡膠在水中的膨脹大，BA型橡膠在100℃沸水中經(jīng)72小時(shí)后增重15～25％，體積膨脹17～27％，耐蒸汽性能更差。另外，它在芳香族溶劑、醇、酮、酯以及有機(jī)氯等極性較強(qiáng)的溶劑和無(wú)機(jī)鹽類水溶液中膨脹顯著，在酸堿中不穩(wěn)定。
2）物理機(jī)械性能  
丙烯酸酯橡膠具有非結(jié)晶性，自身強(qiáng)度低，經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)后拉伸強(qiáng)度最高可達(dá)12.8～17.3MPa，低于一般通用橡膠，但高于硅橡膠等。
溫度對(duì)丙烯酸酯橡膠的影響與一般合成橡膠相同，在高溫下強(qiáng)度下降是不可避免的，但彈性顯著上升，這是一特點(diǎn)，對(duì)于作密封圈及在其他動(dòng)態(tài)條件下使用的配件非常有利。在150℃下丙烯酸酯橡膠的許多物理機(jī)械硬能，如拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長(zhǎng)率、彈性等均顯示了與硅橡膠大體相同的水平。
3）其他性能  
丙烯酸酯橡膠的穩(wěn)定性還表現(xiàn)在對(duì)臭氧有很好的抵抗能力，抗紫外線變色性也很好，可著色范圍寬廣，適于作淺色涂覆材料，此外還有優(yōu)良的耐候老化，耐曲撓和割口增長(zhǎng)，耐透氣性，但電性能較差。
4）耐熱氧老化和耐油性能  
丙烯酸酯橡膠主鏈由飽和烴組成，且有羧基，比主鏈上帶有雙鍵的二烯烴橡膠穩(wěn)定，特別是耐熱氧老化性能好，比丁腈橡膠使用溫度可高出30～60℃，最高使用溫度為180℃，斷續(xù)或短時(shí)間使用可達(dá)200℃左右，在150℃熱空氣中老化數(shù)年無(wú)明顯變化。幾種橡膠經(jīng)8小時(shí)老化，拉伸強(qiáng)度降低25％的溫度(炭黑配合)對(duì)比如下：
    硅橡膠          279℃    丁苯橡膠    134℃
    丙烯酸酯橡膠    218℃    天然橡膠    102℃
    氯丁橡膠        155℃
丙烯酸酯橡膠的極性酯基側(cè)鏈，使其溶解度參數(shù)與多種油，特別是礦物油相差甚遠(yuǎn)，因而表現(xiàn)出良好的耐油性，這是丙烯酸酯橡膠的重要特性。室溫下其耐油性能大體上與中高丙烯腈含量的丁腈橡膠相近，優(yōu)于氯丁橡膠、氯磺化聚乙烯，硅橡膠。但在熱油中，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于丁腈橡膠，見表1－16。丙烯酸酯橡膠長(zhǎng)期浸漬在熱油中，因臭氧、氧被遮蔽，因而性能比在熱空氣中更為穩(wěn)定?？梢越⑦@樣一個(gè)概念，在低于150℃溫度的油中，丙烯酸酯橡膠具有近似氟橡膠的耐油性能；在更高溫度的油中，僅次于氟橡膠，此外，耐動(dòng)植物油，合成潤(rùn)滑油，硅酸酯類液壓油性能良好。