車用二甲醚橡膠密封材料的相容性研究.pdf

1、車用燃料領域正面臨日益嚴峻的能源安全和環(huán)境保護壓力,因此尋找新的代用燃料就成了當務之急。二甲醚(DME)是一種非常適合柴油機使用的優(yōu)質代用燃料,能夠實現(xiàn)柴油機的高效低污染燃燒,并符合我國的能源資源特點,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域應用的難題,是二甲醚汽車推廣前必須重點解決的問題。在國家自然基金(NO.50676053)的資助下,針對二甲醚發(fā)動機的彈性密封材料,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)檢測了四類常用膠種的橡膠密封材料耐DME介質的能力,綜合對比體積變化率,質量變化率及物理機械性能,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量變化率相差不大,分別為24.8%和-6.9%左右,但其物理機械性能比IIR更好,顯示出良好的耐DME能力,可用作DME發(fā)動機的彈性

3、密封圈材料。(2)利用正交設計方法,對EPDM橡膠進行了耐DME介質能力試驗。選取橡膠生膠體系、增塑劑體系、補強填充體系為3因素,針對這3因素合理選擇3水平進行了無交互作用的EPDM橡膠組分試驗,以浸泡車用DME后的橡膠體積膨脹率、永久性質量變化率、硬度值、拉伸強度、撕裂強度為正交設計5類比較指標,優(yōu)選出耐DME介質能力良好的橡膠組分。(3)對橡膠組分試驗結果進行正交分析,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性能的主導因素,A1生膠具有優(yōu)異的物理機械性能,A2生膠體積溶脹率最小,A3生膠的永久性損失最小。本研究中采用的補強填充體系和增塑劑體系對橡膠耐DME性能沒有明顯影響。在本文試驗結果基礎上提出了車用二甲醚燃料對橡膠密封材料的技術要求。(4)對優(yōu)選的EPDM橡膠進行了不同二甲醚雜質的耐受能力試驗,考察了甲醇和水對車用二甲醚橡膠密封材料密封性能的影響。試驗結果表明：EPDM在DME的主要雜質成分甲醇和水中的體積和質量變化率均很小,

5、可以認為DME燃料的主要雜質成分對EPDM橡膠耐受DME性能的影響可忽略,不會對發(fā)動機密封件密封性能造成不良影響。(5)對優(yōu)選的EPDM橡膠進行了耐受車用二甲醚燃料添加劑的性能試驗,研究了車用二甲醚燃料添加劑的種類和含量對橡膠密封材料的密封性能的影響。添加劑的種類對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