乙烯丙烯的前景：丙烯酸酯橡胶ACM性能特点与应用

乙烯丙烯的前景：丙烯酸酯橡胶ACM性能特点与应用丙烯酸酯橡胶的极性酯基侧链，使其溶解度参数与多种油，特别是矿物油相差甚远，因而表现出良好的耐油性，这是丙烯酸酯橡胶的重要特性。室温下其耐油性能大体上与中高丙烯腈含量的丁腈胶相近，优于氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯，硅橡胶；但在热油中，其性能远优于丁腈橡胶。1.2耐油性能几种橡胶经 8小时老化，拉伸强度降低 25％的温度(炭黑配合)对比如下：硅橡胶 279℃、丙烯酸酯橡胶 218℃、氯丁橡胶 155℃、丁苯橡胶 134℃、天然橡胶 102℃丙烯酸酯橡胶的热老化行为既不同于热降解性，又不同于热硬化型，而介于两者之间，即在热空气中老化，橡胶的拉伸强度和扯断伸长率先是降低，然后拉伸强度升高，逐渐变硬变脆而老化。由于大分子主链稳定，相比之下侧链热稳定性较差，导致橡胶在高温下承受伸长或压缩变形时，应力松弛和变形现象显著，尽管一些新型丙烯酸酯橡胶对这一性能作了较大地改进，但对于那些要求在高温下承受较大拉伸或在压

由于丙烯酸酯橡胶结构的主链饱和性以及带有极性酯基侧链的特殊结构赋予其许多优异的特点，如耐热、耐老化、耐油、耐臭氧、抗紫外线等。加工性能优于氟橡胶；力学性能优于硅橡胶；其耐热、耐老化性和耐油性优于丁腈橡胶。由于特殊结构也导致其存在不同缺点，如耐寒、耐水、耐溶剂性能差等。

1、ACM的性能特点

1.1耐热性能

丙烯酸酯橡胶主链由饱和烃组成，且有羧基，比主链上带有双键的二烯烃橡胶稳定，特别是耐热氧老化性能好，比丁腈橡胶使用温度可高出30-60℃，最高使用温度为180℃，断续或短时间使用可达200℃左右，在150℃热空气中老化数年无明显变化。

几种橡胶经 8小时老化，拉伸强度降低 25％的温度(炭黑配合)对比如下：

硅橡胶 279℃、丙烯酸酯橡胶 218℃、氯丁橡胶 155℃、丁苯橡胶 134℃、天然橡胶 102℃

丙烯酸酯橡胶的热老化行为既不同于热降解性，又不同于热硬化型，而介于两者之间，即在热空气中老化，橡胶的拉伸强度和扯断伸长率先是降低，然后拉伸强度升高，逐渐变硬变脆而老化。由于大分子主链稳定，相比之下侧链热稳定性较差，导致橡胶在高温下承受伸长或压缩变形时，应力松弛和变形现象显著，尽管一些新型丙烯酸酯橡胶对这一性能作了较大地改进，但对于那些要求在高温下承受较大拉伸或在压缩状态下使用的制品，丙烯酸酯橡胶不算十分适合的。

1.2耐油性能

丙烯酸酯橡胶的极性酯基侧链，使其溶解度参数与多种油，特别是矿物油相差甚远，因而表现出良好的耐油性，这是丙烯酸酯橡胶的重要特性。室温下其耐油性能大体上与中高丙烯腈含量的丁腈胶相近，优于氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯，硅橡胶；但在热油中，其性能远优于丁腈橡胶。

丙烯酸酯橡胶长期浸渍在热油中，因臭氧、氧被遮蔽，因而性能比在热空气中更为稳定。可以建立这样一个概念，在低于150℃温度的油中，丙烯酸酯橡胶具有近似氟橡胶的耐油性能；在更高温度的油中，仅次于氟橡胶，此外，耐动物油、合成润滑油、硅酸酯类液压油性能良好。但是丙烯酸酯橡胶不适合在烷烃类及芳香烃类油中应用。

近年来，极压型润滑油应用范围不断扩大，即在润滑油中添加 5~20％以氯，硫、磷化合物为主的极压剂的油中，当温度超过 110℃时，即发生显著的硬化与变脆；此外，硫、氯、磷化合物还会引起橡胶解聚，影响使用。丙烯酸酯橡胶对含极压剂的各种油十分稳定，使用温度可达 150℃，间断使用温度可更高些，这是丙烯酸酯橡胶最重要的特征。

应当指出，丙烯酸酯橡胶耐芳烃油性较差，也不适于在与磷酸酯型液压油、非石油基制动油接触的场合使用。

1.3耐寒、耐水、耐化学药品性能

丙烯酸酯橡胶的酯基侧链损害了低温性能，标准的含氯多胺交联型与不含氯多胺交联型橡胶的脆化温度分别为-12℃及-24℃。经努力，一些新型丙烯酸酯橡胶的耐寒性能有了较大改进，但仍只有-40℃左右，劣于一股合成橡胶，成为应用上的主要问题。

由于酯基易于水解，使丙烯酸酯橡胶在水中的膨胀大， BA 型橡胶在 100℃沸水中经 72小时后增重 15~25％，体积膨胀 17~27％，耐蒸汽性能更差。

另外，它在芳香族溶剂、醇、酮，酯以及有机氯等极性较强的溶剂和无机盐类水溶液中膨胀显著，在酸碱中不稳定。

1.4物理机械性能

丙烯酸酯橡胶具有非结晶性，自身强度低，经补强后拉伸强度最高可达 12.8~17．3MPa/(130~180kgf／cm2)，低于一般通用橡胶，但高于硅橡胶等。温度对丙烯酸酯橡胶的影响与一般合成橡胶相同，在高温下强度下降是不可避免的，但弹性显著上升，这是一特点，对于作密封圈及在其它动态条件下使用的配件非常有利。在 150℃下丙烯酸酯橡胶的许多物理机械性能，如拉伸强度、扯断伸长率、弹性等均显示了与硅橡胶大体相同的水平。
丙烯酸酯橡胶的应力松弛、蠕变及阻尼特性等随负荷作用时间的不同而明显地变化，因此可以说丙烯酸酯橡胶是一种物理机械性能对时间或速度依赖性较大的合成橡胶。

1.5其它性能

丙烯酸酯橡胶的稳定性还表现在对臭氧有很好的抵抗能力，抗紫外线变色性也很好，可着色范围宽广，适于作浅色涂覆材料，此外还有优良的耐候老化、耐曲挠和割口增长，耐透气性，但电性能较差。

2、丙烯酸酯橡胶的应用

丙烯酸酯橡胶的应用领域比较特殊，基本是在耐高温耐热油的环境中使用。在目前的传统行业里，主要还是在汽车和机械行业中使用，主要功能是密封和耐介质的作用。

ACM制品目前在汽车领域的应用主要有：轴封(包括前后曲轴、操作手柄、小齿轮、速度器、传动轴接头等)、变速箱中活塞密封、立式离合器及变速箱与动操纵杆密封、阀杆密封、O型 圈、油盘密封垫、支重轮密封、轴承防尘罩、手动刹车滑行控制密封等。此外，还有点火电缆、火花塞套、散热器胶管等 。

丙烯酸酯橡胶的定位就是性价比好，热油环境下效果和氟橡胶差不多。在丁腈橡胶满足不了要求下，同时又不愿使用昂贵的氟橡胶的情况下使用的。但是其加工性能差，而且问题点较多。

ACM存在加工困难：粘棍、粘模、污染模具，而且耐低温也不行、压变也不好等多种缺陷，所以研发了丙烯酸酯橡胶的改进版：AEM橡胶，弥补这些缺陷。AEM的加工性能和耐高低温性能要比ACM提高，同时价格也提高很多了！聚丙烯酸酯橡胶(ACM)和乙烯-丙烯酸酯橡胶(AEM)的区别就是：AEM各方面性能好点，AEM价格贵了，和氟橡胶差不多了。

乙烯-丙烯酸酯橡胶是乙烯与甲基丙烯酸酯的共聚物，如上少量的含羧酸基的硫化单体。乙烯-丙烯酸橡胶是一种耐用的，低永久压缩变形率的橡胶，有优异的耐高温、耐热的矿物油、液压油和耐候物性。AEM的低温弹性和机械性能优于ACM，但它不耐低苯胺点油（如ASTM3号油）和极性溶剂。

聚丙烯酸酯橡胶是一种饱和极性橡胶，其具有良好的耐油性能，在室温下耐油性能与丁腈橡胶较为接近，在热油中 150℃ 以下时，丙烯酸酯橡胶的性能远远好于丁腈橡胶，丙烯酸酯橡胶的拉伸强度保持率、扯断强度保持率，硬度变化等物理性能都较丁腈橡胶好。丙烯酸酯橡胶另一突出性能是，在极压型润滑油（润滑油中添加5%-20%的氯、硫、磷化物）使用部位密封时，丁腈橡胶在温度高于 120℃ 时即发生酸化，起不到密封作用，而聚丙烯酸酯橡胶在 150℃ 时可正常使用。但其机械强度中等、弹性差、耐低温性差（脆性温度为 -12℃ ）、易水解。