橡膠密封條使用性能的某些特點(diǎn)

江畹蘭 編譯

（華南理工大學(xué)材料學(xué)院, 廣東 廣州 510641）

眾所周知，產(chǎn)品質(zhì)量與它的使用性能是密切相關(guān)的。消費(fèi)者，特別是生活日用品的購買者經(jīng)常將產(chǎn)品質(zhì)量與性能進(jìn)行對(duì)比。例如，對(duì)于當(dāng)前廣泛使用的塑料窗框來說，節(jié)省熱能及與人體健康有關(guān)聯(lián)的透風(fēng)問題，取決于雙層中空玻璃的密封性能。這種密封性能主要與橡膠密封條的質(zhì)量有關(guān)。整體構(gòu)件的使用性能在許多方面，與價(jià)廉且又不被人注意的材料組分有關(guān)聯(lián)。因此，玻璃窗構(gòu)件制造商對(duì)密封條品種的選擇及其生產(chǎn)廠家都十分關(guān)注。

目前，塑料窗框密封條按兩種工藝及相應(yīng)配方生產(chǎn)，即采用熱塑性彈性體或三元乙丙橡膠作原材料。進(jìn)口的聚硅氧烷材料由于其價(jià)格昂貴而不用于生產(chǎn)窗框預(yù)制件。

上述兩種工藝及配方各有利弊：由熱塑性彈性體生產(chǎn)的密封條，工藝簡單，適合于小生產(chǎn)企業(yè)；而以三元乙丙橡膠作原材料，則要求建立復(fù)雜的生產(chǎn)組織。這兩種橡膠的使用性能完全不同，文中研究了這一現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中這兩種密封條均按俄羅斯國家標(biāo)準(zhǔn)ГОСТ 30778—2001進(jìn)行了測(cè)試。

由圖1可知，由三元乙丙橡膠生產(chǎn)的密封條，其壓縮20%后的永久變形指標(biāo)，比熱塑性彈性體密封條的低。而壓縮永久變形大，是透光結(jié)構(gòu)件密封性和隔音性遭破壞的主要原因。因此，用三元乙丙橡膠生產(chǎn)的密封條，較之用熱塑性彈性體生產(chǎn)的密封條，優(yōu)勢(shì)明顯。

圖1 三元乙丙橡膠(1)及熱塑性彈性體(2)壓縮20%后的復(fù)原動(dòng)力學(xué)曲線(試樣線性尺寸相對(duì)變化率Δh/h0)

密封條使用性能下降這一物理現(xiàn)象進(jìn)一步清楚地證明，密封條中的聚合物材料發(fā)生了化學(xué)變化。表1中的數(shù)據(jù)表明，三元乙丙橡膠的耐大氣老化性能較熱塑性彈性體的好。按ГОСТ 9.026—74標(biāo)準(zhǔn)，老化試驗(yàn)條件是時(shí)間96 h，溫度40 ℃，臭氧體積濃度（5±0.5）×10-5%，靜態(tài)拉伸20%。

表1 在臭氧介質(zhì)中橡膠表面的變化

實(shí)驗(yàn)結(jié)果正如表1中所示，無需多加解釋。丁苯橡膠熱塑性彈性體密封條的外觀變樣表明，該材料的化學(xué)穩(wěn)定性較差，從而導(dǎo)致窗框密封條的密封性、保濕性及隔聲性能下降。

空氣中的水分會(huì)影響密封條的表面，使橡膠中的水溶性配合劑被抽出，從而使密封條的密封性能變差。這表明了大氣對(duì)密封條有所作用，由圖2得知，在極端條件（試樣按ГОСТ 9030—74規(guī)定在85 ℃水中浸漬24 h）下，三元乙丙橡膠具有毋容置疑的優(yōu)越性。而實(shí)際使用條件是，在密封條表面上的冷凝水中，存在著具有化學(xué)活性的水溶性大氣組分，這會(huì)進(jìn)一步加劇負(fù)面影響。

圖2 熱塑性彈性體(1)及三元乙丙橡膠)(2)在85 ℃下的吸水動(dòng)力學(xué)(ΔQ)

綜上所述，比較了由兩種橡膠生產(chǎn)的密封條的主要使用性能后獲悉，用三元乙丙橡膠生產(chǎn)的密封條具有不可否認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)。而以熱塑性彈性體生產(chǎn)的密封條的市場(chǎng)占有份額并不大，且給房主（塑料窗框的使用者）帶來諸多不便。因此，它們只能用于室內(nèi)非主要結(jié)構(gòu)單元或裝飾性部位，即對(duì)密封條的使用性能要求不高，且在溫度波動(dòng)幅度不大，或機(jī)械-化學(xué)作用較弱的情況下使用。

[1]Шутилин Ю Ф等。Некоторые особенности потребительских свойств эластомерных уплотнителей[J].Каучук и реэзина, 2015(02):20-21.