1、乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)介紹
乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)于1975年被杜邦發(fā)明并商業(yè)化生產(chǎn),以Vamac?作為其商標。它是為了滿足汽車工業(yè)更高的耐高溫耐油性能,同時兼具高性價比而被發(fā)明?,F(xiàn)在,AEM廣泛的使用在汽車管路和密封件應用,包括渦輪增壓管,油冷管,進氣管,燃油管,動力轉向管,傳感器管路,扭力減震器,油封,油底殼墊和氣門室罩蓋墊等。
經(jīng)過40多年的開發(fā),AEM現(xiàn)在擁有10多個不同特性的牌號,來滿足不同應用的特殊需求。普通AEM牌號可以在-40到170度溫度范圍內長期使用,同時兼具優(yōu)異的耐油性能和壓變性能。隨著發(fā)動機溫度的升高和環(huán)境介質變得更苛刻,AEM在很多應用中逐步取代NBR,ECO,ACM等橡膠而銷量增加。
2、汽車市場發(fā)展趨勢
為了滿足法律法規(guī)對汽車燃油經(jīng)濟性和尾氣排放的要求,汽車行業(yè)正嘗試采用不同的技術來應對,其中包括汽車的輕量化,發(fā)動機排量小型化,廢氣渦輪增壓技術,燃油直噴,生物燃油,廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR),更高效的變速箱,低粘度潤滑油等。特別是廢氣渦輪增壓和燃油直噴技術的結合可以在不犧牲發(fā)動機性能的同時,降低發(fā)動機排量并增加燃油效率,這在新開發(fā)的燃油發(fā)動機上越來越廣泛的采用。
(1)渦輪增壓系統(tǒng)使汽車發(fā)動機周邊溫度升高;
(2)低粘度全合成潤滑油在不降低抗磨抗壓性能的前提下,通過添加更多新型添加劑而對密封材料攻擊性更高;同時粘度的降低對密封件的密封能力要求也變得更高;
(3)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)使更多廢氣中的酸性介質(通常包含有機酸和無機酸,如甲酸,乙酸,硫酸,硝酸等)進入進氣系統(tǒng),而對進氣系統(tǒng)中的各種管路和密封材料提出了新的耐酸要求。酸性介質的pH值也在持續(xù)降低,目前已經(jīng)達到pH=1的水平。
3、AEM的性能特點
乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)擁有很好的耐熱性能,低溫性能和耐潤滑油性能的平衡。
AEM的性能特點如下:
(1)AEM耐油性能和耐酸性能
乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)有很好的耐潤滑油性能,但是我們經(jīng)常見到一些標準引用參考油作為測試用油,而不用實際潤滑油做測試。我們發(fā)現(xiàn)參考用油測試的數(shù)據(jù)結果不能參考,更不能取代實際用油的測試,參考用油和實際潤滑油的測試數(shù)據(jù)差異很大。
(2)耐熱老化性能
以拉斷伸長率降低50%為衡量標準,AEM可在120℃下連續(xù)使用18個月,在170℃下連續(xù)使用6周。AEM的耐熱老化性能大大優(yōu)于氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)和NBR。
(3)耐液體性能
AEM對ATF(汽車自動轉向液)、齒輪油、乙二醇/水混合液、柴油和煤油等有良好的抗耐性,但對燃油C、磷酸酯液壓油、非礦物制動液、酯、酮和汽油的抗耐性較差。
(4)耐寒性能
AEM的耐寒性能優(yōu)于ACM,可在-40℃下使用,若添加適當?shù)脑鏊軇?在更低溫度下也可保持柔軟。
(5)抗壓縮永久變形性能
采用胺類硫化劑硫化的AEM三元膠抗壓縮永久變形性能優(yōu)良,在170℃×70h條件下,壓縮永久變形小于20%,但采用過氧化物硫化的二元膠抗壓縮永久變形性能稍差。長時間壓縮永久變形試驗表明,AEM的抗壓縮永久變形性能優(yōu)異,三元膠抗壓縮永久變形性能與HNBR相當。
(6)AEM的耐臭氧性能極佳,耐候性能也很好。曝曬3年后,外觀和物理性能幾乎無變化。AEM三元膠的耐屈撓性能優(yōu)異,在100℃下屈撓壽命大于25萬次,但二元膠的耐屈撓性能稍差。添加氫氧化鋁的AEM燃燒安全性能較好,特別是燃燒時發(fā)煙量和腐蝕性氣體釋放量極低。AEM的動態(tài)性能也較好,高溫下的減震性能與IIR接近。
由于AEM的優(yōu)異性能,其被列入ASTM D 2000《汽車用橡膠制品的分級系統(tǒng)》中,指定為EE材料。EE材料指耐熱級別是175℃,在150℃的IRM 903#油(原采用3#標準油)中浸泡70h后體積變化率不大于80%的材料。同時AEM列入SAE J200標準,說明AEM在美國汽車配件領域已得到承認。
4、ACM與AEM的區(qū)別
丙烯酸酯橡膠的定位性價比,熱油環(huán)境下效果和氟橡膠差不多。在丁腈橡膠滿足不了要求下,同時又不愿使用昂貴的氟橡膠的情況下使用的。但是其加工性能差,而且問題的特多。
與AEM相比,ACM有些難加工問題,而且耐低溫也不行、壓變也不好等多種缺陷。丙烯酸酯橡膠的升級版:AEM橡膠,彌補這些缺陷。AEM的加工性能和耐高低溫性能要比ACM提高,同時價格也提高很多了!
5、AEM產(chǎn)品的市場應用
AEM的應用領域主要是汽車配件,如前后曲軸油封、前后主軸油封、動力轉向泵密封件、傳動泵密封件、水泵密封件、發(fā)動機氣門閥桿油封、CVJ防塵罩及動力轉向膠管和175℃級散熱器膠管。此外,AEM在無鹵低煙阻燃電纜護套領域應用前景也較好。
為了滿足更高的燃油經(jīng)濟性和排放法規(guī)的要求,汽車行業(yè)普遍采用渦輪增壓技術,直噴技術和廢氣再循環(huán)(EGR)等技術,從而導致了汽車發(fā)動機溫度的升高,潤滑油變得更苛刻,粘度變得更低,酸性介質含量越來越高。乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM),在更苛刻的環(huán)境和溫度下,拓寬了AEM的性能,拓展了AEM的應用范圍。使用AEM的產(chǎn)品越來越多,AEM膠料比較緊張,價格也在上漲!
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