車用二甲醚橡膠密封材料的相容性研究.pdf

1、車用燃料領(lǐng)域正面臨日益嚴(yán)峻的能源安全和環(huán)境保護(hù)壓力,因此尋找新的代用燃料就成了當(dāng)務(wù)之急。二甲醚(DME)是一種非常適合柴油機(jī)使用的優(yōu)質(zhì)代用燃料,能夠?qū)崿F(xiàn)柴油機(jī)的高效低污染燃燒,并符合我國的能源資源特點(diǎn),近年來日益受到人們的重視。但車用DME燃料與橡膠材料的相容性及其極差的潤滑性是目前困擾二甲醚在汽車領(lǐng)域應(yīng)用的難題,是二甲醚汽車推廣前必須重點(diǎn)解決的問題。在國家自然基金(NO.50676053)的資助下,針對(duì)二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)的彈性密封材料,深入

2、展開了車用二甲醚與橡膠密封材料的相容性研究。(1)檢測(cè)了四類常用膠種的橡膠密封材料耐DME介質(zhì)的能力,綜合對(duì)比體積變化率,質(zhì)量變化率及物理機(jī)械性能,確定了車用二甲醚橡膠密封材料的種類。FEPM和HNBR膠體積膨脹率達(dá)191.5%和98.1%,不適合作為二甲醚的密封材料；EPDM和IIR的體積變化率和永久性質(zhì)量變化率相差不大,分別為24.8%和-6.9%左右,但其物理機(jī)械性能比IIR更好,顯示出良好的耐DME能力,可用作DME發(fā)動(dòng)機(jī)的彈性

3、密封圈材料。(2)利用正交設(shè)計(jì)方法,對(duì)EPDM橡膠進(jìn)行了耐DME介質(zhì)能力試驗(yàn)。選取橡膠生膠體系、增塑劑體系、補(bǔ)強(qiáng)填充體系為3因素,針對(duì)這3因素合理選擇3水平進(jìn)行了無交互作用的EPDM橡膠組分試驗(yàn),以浸泡車用DME后的橡膠體積膨脹率、永久性質(zhì)量變化率、硬度值、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度為正交設(shè)計(jì)5類比較指標(biāo),優(yōu)選出耐DME介質(zhì)能力良好的橡膠組分。(3)對(duì)橡膠組分試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行正交分析,不同組分的同種橡膠耐DME性能存在很大差異。橡膠生膠是決定橡膠耐

4、車用DME性能的主導(dǎo)因素,A1生膠具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能,A2生膠體積溶脹率最小,A3生膠的永久性損失最小。本研究中采用的補(bǔ)強(qiáng)填充體系和增塑劑體系對(duì)橡膠耐DME性能沒有明顯影響。在本文試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上提出了車用二甲醚燃料對(duì)橡膠密封材料的技術(shù)要求。(4)對(duì)優(yōu)選的EPDM橡膠進(jìn)行了不同二甲醚雜質(zhì)的耐受能力試驗(yàn),考察了甲醇和水對(duì)車用二甲醚橡膠密封材料密封性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：EPDM在DME的主要雜質(zhì)成分甲醇和水中的體積和質(zhì)量變化率均很小,

5、可以認(rèn)為DME燃料的主要雜質(zhì)成分對(duì)EPDM橡膠耐受DME性能的影響可忽略,不會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)密封件密封性能造成不良影響。(5)對(duì)優(yōu)選的EPDM橡膠進(jìn)行了耐受車用二甲醚燃料添加劑的性能試驗(yàn),研究了車用二甲醚燃料添加劑的種類和含量對(duì)橡膠密封材料的密封性能的影響。添加劑的種類對(duì)EPDM密封性能影響有差異,且其體積變化率比浸泡在純DME中的大；DME中添加劑比例越高,EPDM體積變化率越大；EPDM從含添加劑的車用DME取出,再在空氣中暴露3天后,其