以天然橡胶为主要原料生产的汽车减震器具有弹性好、强度高、耐磨、耐疲劳、抗撕裂、动态性能好等特点,能够起到良好减震效果。然而,天然橡胶价格高且价格波动大是有目共睹的,适量掺用再生胶并合理设计橡胶配方,既可以降低车用橡胶减震器原料成本,又能够改善天然橡胶耐老化性能,降低硫化返原风险。
1.天然橡胶/再生胶生产汽车减震器硫化体系设计要点
硫化体系直接影响橡胶的动态弹性模量、损耗系数、耐热性、耐疲劳性能等,提高硫化交联程度,橡胶的弹性模量就会增大,损耗系数降低,玻璃化温度提高。
天然橡胶/再生胶并用胶生产汽车减震器多使用硫黄-促进剂体系;硫黄用量增加,交联键中的多硫键数量增加,硫化胶耐屈挠性能提高,耐热、耐老化性能降低。一般情况下,硫黄用量控制在1-2.5份之间,配合使用促进剂CZ、NOBS、DM等。对于滞后损耗大的胶料,建议采用低硫高促的有效硫化体系(如硫黄≤1 份 + 高效促进剂),减少多硫键,提高胶料耐热性能。
采用过氧化物如DCP作为硫化剂,天然橡胶/再生胶硫化胶耐热性能好、压缩永久变形小,硫化胶弹性、强度低。
2.天然橡胶/再生胶生产汽车减震器补强填充体系设计要点
补强剂是橡胶配方的重要组成部分,炭黑是最常用的补强剂。橡胶的弹性模量和损耗系数会随炭黑的用量增加而增大,对振幅的依赖增大。当炭黑用量不变时E4LYY125,炭黑粒径越小,补强效果越好,弹性模量越高,耐疲劳性能越差;炭黑粒径越大,回弹性越高,损耗系数越小,生热越低。
使用天然橡胶/再生胶并用胶生产汽车减震器时,建议将高耐磨炭黑与半补强炭黑、热裂解炭黑等并用。碳酸钙、陶土等非补强性填充剂表面活性低,补强效果差且易导致滞后损耗增大,在动态减震配方中谨慎使用。白炭黑中的气相法白炭黑粒径较小,补强效果与炭黑相近,但它的表面易引发分子链滑移,导致动态生热较高、损耗因子增大。
3.天然橡胶/再生胶生产汽车减震器软化增塑体系设计要点
橡胶增塑剂可以改善橡胶的低温性能,提高耐疲劳性能,但同时会使蠕变和应力松弛增加,用量不宜过多。使用天然橡胶/再生胶并用胶生产汽车减震器时,增塑剂用量增加,硫化胶的弹性模量降低,滞后损耗增大;常用的增塑剂有松焦油、芳烃油、石蜡油、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯(DOP)等。软化剂用量过高容易导致抽出问题,建议控制在15份以内。
4.天然橡胶/再生胶生产汽车减震器防老体系设计要点
汽车减震器在动态环境下使用,工作过程中热、氧、臭氧、机械振动、负荷等多类型老化会同时参与,老化现象严重。使用天然橡胶/再生胶并用胶生产汽车减震器时,一定要合理设计防老体系,防老体系多由几种防老剂组成,常用的防老剂有防老剂D、RD、4010、4010NA、MB、BLE、H、AW等。
天然橡胶与再生胶并用生产汽车减震器时,硫化体系、补强填充体系、软化增塑体系以及防老体系的设计至关重要;合理设计汽车减震器配方,配方成分及用量,可以在保证减震器性能的前提下,有效降低原料成本,改善胶料加工工艺性能,降低生产能耗。
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