耐油橡膠是指耐非極性油的橡膠，主要是極性橡膠，如丁腈橡膠、氯丁橡膠、丙烯酸酯橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠等。當(dāng)橡膠制品與各種油液長(zhǎng)期接觸時(shí)，一方面油液能滲透到橡膠中，使之體積膨脹；另一方面，油類介質(zhì)可以從硫化膠中抽出可溶性的配合劑（如增塑劑等），導(dǎo)致硫化膠體積收縮，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。如果溶脹導(dǎo)致的體積變化大于收縮導(dǎo)致的體積變化，則呈現(xiàn)為體積膨脹，反之則呈現(xiàn)為體積收縮。

    實(shí)驗(yàn)對(duì)NBR、HNBR、CR、ACM、FKM幾種橡膠的硫化特性、力學(xué)性能及耐老化性能、耐油性能及密封性能進(jìn)行了研究，結(jié)果見(jiàn)下：

1硫化特性

    由表1可以看出，NBR3365、4975的T90較短，說(shuō)明NBR硫化速度較快；HNBR、CR、ACM的T90較長(zhǎng)，硫化速度較慢；而FKM的T90則過(guò)長(zhǎng)，硫化速度過(guò)慢。而從T10來(lái)看，NBR3365、NBR4975 又表現(xiàn)出了較好的焦燒安全性。

    表1中由最小扭矩可以看出，NBR、HNBR的流動(dòng)性較好，而CR、ACM和FKM的流動(dòng)性則較差。

NBR和ACM的最大扭矩較小，而HNBR、CR和FKM的最大扭矩則較大。硫化曲線上所呈現(xiàn)出來(lái)的流動(dòng)性及最大轉(zhuǎn)矩是符合一般規(guī)律的，尤其是最大轉(zhuǎn)矩，其反映的是膠料的扭轉(zhuǎn)剪切模量，而在硬度差別不大時(shí)，HNBR、CR和FKM表現(xiàn)出更高的彈性模量。

2力學(xué)性能及耐老化性能

    由表2可以看出，HNBR和CR具有最高的拉伸強(qiáng)度。NBR的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度僅低于和CR，而優(yōu)于ACM和FKM，且其拉斷伸長(zhǎng)率明顯優(yōu)于CR，這是由于NBR雖然不具備自補(bǔ)強(qiáng)性，但炭黑對(duì)其具備良好的補(bǔ)強(qiáng)性。ACM和FKM的拉伸強(qiáng)度很接近，但其撕裂強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率明顯高于后者，這是由于ACM拉伸強(qiáng)度主要源自炭黑粒子對(duì)其補(bǔ)強(qiáng)作用，而后者源自其自補(bǔ)強(qiáng)性，而炭黑粒子在提高ACM拉伸強(qiáng)度的同時(shí)，還可以緩沖掉破壞過(guò)程中應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞的能量，從而具備優(yōu)于后者的撕裂強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率。FKM的撕裂強(qiáng)度較小，且熱撕裂性能很差，在膠料成型過(guò)程中影響很大，是當(dāng)下急需解決的問(wèn)題。

   由表2還可以看出，關(guān)于耐老化性能，NBR 的硬度變化和拉伸強(qiáng)度變化率雖然不大，但拉斷伸長(zhǎng)率卻下降非常明顯；CR耐老化性能較好，且老化后各項(xiàng)性能都變化不大；HNBR、ACM和FKM的拉斷伸長(zhǎng)率略有變化，但拉伸強(qiáng)度提高，這可能是由于試樣未經(jīng)過(guò)二次硫化（為使各組膠料平行對(duì)比），導(dǎo)致橡膠在硫化過(guò)程中交聯(lián)不充分，在100℃×72 h的老化過(guò)程中實(shí)質(zhì)上是發(fā)生了進(jìn)一步的交聯(lián)反應(yīng)。就整體而言，NBR 老化后在性能變化率上表現(xiàn)出了一定劣勢(shì)；由于測(cè)試溫度過(guò)低，飽和橡膠在對(duì)高溫的抗耐性方面未表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，尤其是HNBR、ACM和FKM，他們的耐熱優(yōu)勢(shì)應(yīng)表現(xiàn)在150℃及以上。

3耐油性能

    表3中數(shù)據(jù)顯示，CR在IRM901和IRM903試驗(yàn)中，無(wú)論是硬度、體積還是質(zhì)量的變化都較大，在IRM903中體積變化率更是高達(dá)60.4%，這是由于CR的分子鏈側(cè)基為氯元素，而氯相對(duì)于其他組材料側(cè)基的極性明顯較弱，從而出現(xiàn)耐油性相對(duì)較差的現(xiàn)象。

    FKM的硬度、體積和質(zhì)量變化都很小，甚至趨于無(wú)變化， 表現(xiàn)出了最好的耐油性能，一方面是由于FKM側(cè)基的極性很強(qiáng)，另一方面是FKM分子鏈每個(gè)結(jié)構(gòu)單元側(cè)基密度都遠(yuǎn)高于其他組橡膠材料，最終導(dǎo)致FKM 優(yōu)異的耐油性。ACM 的耐油性能比NBR4975差，但是明顯優(yōu)于NBR3365，這與“ACM的常溫下耐油性能相當(dāng)于中高丙烯腈含量的NBR，耐熱油性能接近于高丙烯腈含量NBR”的理論是相符的。HNBR的耐油性能介于NBR3365和4975之間，主要是由其丙烯腈含量決定的。

4密封性

    由表4可以看出，在1#條件下，一個(gè)試驗(yàn)周期后，CR密封圈出現(xiàn)輕微滲漏，其它密封圈未出現(xiàn)漏油。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)后各組樣件對(duì)比發(fā)現(xiàn)，CR樣件在試驗(yàn)后內(nèi)徑輕微變大，但無(wú)明顯磨損痕跡，其余5組樣件與試驗(yàn)前相比幾乎無(wú)變化。經(jīng)過(guò)對(duì)試驗(yàn)唇口剖切后測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其唇口已出現(xiàn)輕微脹大變形，雖然在使用過(guò)程中有彈簧對(duì)唇口與軸的配合進(jìn)行束縛，但當(dāng)唇口脹大后會(huì)出現(xiàn)輕微的褶皺，在軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，與軸的配合將會(huì)出現(xiàn)輕微間隙，從而導(dǎo)致試驗(yàn)油滲漏。

2#試驗(yàn)的結(jié)果與1#試驗(yàn)接近

同樣是CR密封圈在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了漏油，這與1#實(shí)驗(yàn)是同樣的原因。在對(duì)試驗(yàn)后的樣件進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于1#試驗(yàn)后的樣件，2#試驗(yàn)后NBR3365、NBR4975和CR樣件的硬度增長(zhǎng)較為明顯，雖然理論上耐油橡膠材料在油性介質(zhì)中耐熱性能會(huì)提高，但老化依然明顯，這可能是因?yàn)槊芊馊υ趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中只有一側(cè)浸入試驗(yàn)油中，而另一側(cè)仍置于空氣中，導(dǎo)致老化速度較快。

在3#試驗(yàn)中

NBR3365和4975均在試驗(yàn)結(jié)束前就出現(xiàn)了失效現(xiàn)象，而HNBR、ACM和FKM在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)仍正常。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，唇口部位的溫度已超過(guò)油溫，最高時(shí)達(dá)166℃，而在該溫度下，NBR老化速度將迅速加快，甚至已超過(guò)HNBR使用溫度的上限。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)后樣件的測(cè)試，NBR3365和4975密封圈的唇口部位確實(shí)發(fā)生了明顯的硬化老化，這也直接導(dǎo)致了密封圈漏油。試驗(yàn)后HNBR 密封圈唇口的硬度也發(fā)生了硬化老化，但其程度輕微，膠體仍保持著良好的彈性。ACM和FKM密封圈唇口部位膠體硬度在實(shí)驗(yàn)前后未發(fā)生明顯變化，說(shuō)明其未發(fā)生明顯的老化。

在4#試驗(yàn)中

除FKM以外，其他樣件均在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了失效現(xiàn)象，當(dāng)然各組樣件的試驗(yàn)壽命也不盡相同，ACM＞HNBR＞NBR3365＞NBR4975，整體的試驗(yàn)壽命與膠料的耐熱性順序基本是一致的。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各組樣件唇口部位的溫度情況：FKM2463＞NBR4975、HNBR4307、ACM＞NBR3365；NBR4975的耐熱性略好于NBR3365，與HNBR耐熱程度相差較大，更遠(yuǎn)差于ACM，所以最先發(fā)生了失效；而NBR3365雖然耐熱性較差，但由于自身生熱較低，所以表現(xiàn)出略好于NBR4975的試驗(yàn)壽命。在本組試驗(yàn)中，F(xiàn)KM雖然是溫升幅度最大的，卻是唯一在整個(gè)試驗(yàn)中沒(méi)有發(fā)生失效的，主要原因是FKM具有遠(yuǎn)好于其他橡膠的耐熱性，基于此，對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈來(lái)說(shuō)，氟橡膠具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

5結(jié)論

（1）與HNBR、ACM、CR和FKM相比，NBR具有流動(dòng)性好、焦燒安全性好、硫化速度快等優(yōu)良的工藝特性。

（2）綜合來(lái)看，CR和HNBR的力學(xué)性能最好，NBR次之，而ACM和FKM力學(xué)性能最差；HNBR、ACM和FKM耐老化性能最好，CR次之，而NBR的耐老化性能最差。

（3）耐油性能從好到壞的排列順序?yàn)椋篎KM＞NBR4975＞ACM＞HNBR＞NBR3365＞CR。

（4）對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈使用壽命，F(xiàn)KM＞ACM＞HNBR＞NBR3365＞NBR4975＞CR。