汽車(chē)導(dǎo)槽密封條耐磨性實(shí)驗(yàn)
日期：2016-04-13 有955人瀏覽
針對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條耐磨性的改進(jìn)，通過(guò)對(duì)材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝技術(shù)的研究，采用橡膠-塑料復(fù)合工藝技術(shù)，在U形玻璃導(dǎo)槽密封條滑動(dòng)面底部附著上一層聚乙烯（PE）材料，將其作為耐磨層，以提高汽車(chē)玻璃導(dǎo)槽密封條的工作壽命，并改善其工作性能。
1、實(shí)驗(yàn)
1.1原材料
三元乙丙橡膠（EPDM），K8570C、K8550C，德國(guó)朗盛公司；尼龍絨毛，SWISS-3.3*0.5，思維斯昆山有限公司；植絨膠水，F(xiàn)L852，洛德化學(xué)（上海）有限公司；高密度聚乙烯（HDPE），貴陽(yáng)某研究所。其他配合劑均為市售產(chǎn)品。
1.2 主要儀器和設(shè)備
由恒宇儀器提供的DIN耐磨試驗(yàn)機(jī)適用于聚酯鞋底、成鞋鞋底、汽車(chē)導(dǎo)槽密封條及聚合物片狀材料的耐磨性能測(cè)試，在磨耗輪轉(zhuǎn)動(dòng)的情形下，試樣在一定砂度的砂紙進(jìn)行磨擦而產(chǎn)生磨耗量，從而評(píng)估其磨耗性能，具有高性能。良好再現(xiàn)性和操作容易之特征。
1.3試樣制備和性能測(cè)試
1.3.1 試樣制備
（1）通過(guò)對(duì)高密度聚乙烯進(jìn)行改性制備改性聚乙烯（PE）減摩層材料。首先將HDPE與二硫化鉬等減摩材料以及加工助劑預(yù)混，采用雙螺桿擠出機(jī)在過(guò)氧化物的引發(fā)作用下，對(duì)其進(jìn)行馬來(lái)酸酐接枝改性處理，以保證其既具有良好的自潤(rùn)滑性，又能與橡膠基體良好地復(fù)合。
（2）試驗(yàn)所用汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條采用彌可羅公司的橡膠復(fù)合密封條連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)制備，產(chǎn)品擠出采用復(fù)合擠出設(shè)備完成，橡膠硫化通過(guò)微波硫化和熱空氣硫化通道完成。密封條表面植絨通過(guò)靜電植絨機(jī)完成。改性PE與橡膠的復(fù)合采用多流道設(shè)計(jì)，通過(guò)不同流道流量的設(shè)計(jì)和混合流道的控制，同時(shí)通過(guò)天朗公司的擠出機(jī)控制轉(zhuǎn)速和壓力，使PE和橡膠能非常均勻并緊密地粘接在一起。
（3）試樣直接從U形玻璃導(dǎo)槽密封條產(chǎn)品上的植絨和PE部分裁切，長(zhǎng)度為150~250 mm，寬度為樣品ZUI大寬度（16 mm），各取3件。植絨部分試樣代號(hào)為A1、A2、A3，改性PE部分試樣代號(hào)為B1、B2、B3。
1.3.2 性能測(cè)試
主要依據(jù)GB/T 21282—2007《乘用車(chē)用橡膠密封條》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的耐磨性進(jìn)行試驗(yàn)研究，分別對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的植絨減摩層和PE減摩層進(jìn)行耐磨試驗(yàn)對(duì)比。耐磨試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示，表1則說(shuō)明了試驗(yàn)的往復(fù)沖程、往復(fù)頻率、磨損循環(huán)周期和恒定載荷。本實(shí)驗(yàn)分別采用干摩擦和濕摩擦方法對(duì)其耐磨性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2、結(jié)果與討論
2.1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
圖2所示為汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的黑色粗線(xiàn)條處（即圖中12和14）為玻璃滑動(dòng)摩擦區(qū)域，其中底部（圖中12）與玻璃斷面接觸，是主要摩擦區(qū)域；上部（圖中14）與玻璃的平面接觸，為非主要摩擦區(qū)域。根據(jù)對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)際使用情況跟蹤分析，通常汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的損壞模式主要是底部的減摩層磨損。
因此，在不改變密封條原來(lái)斷面結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，用改性聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層代替U形玻璃導(dǎo)槽密封條底部主要摩擦區(qū)域的植絨減摩層，進(jìn)行耐磨對(duì)比試驗(yàn)。
2.2 干摩擦對(duì)比試驗(yàn)
將試樣放置在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件（溫度：23 ℃±2 ℃、濕度：50%±5%）下16 h后，對(duì)試樣進(jìn)行干摩擦試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。從表2可以看出：改性聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層（B1~B3）與植絨減摩層（A1~A3）相比，摩擦阻力相當(dāng)或更小，減摩效果好。ZUI重要的是，PE試樣經(jīng)過(guò)50 000次循環(huán)摩擦還幾乎看不到磨損跡象。
2.3 濕摩擦對(duì)比試驗(yàn)
將試樣放置在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件（溫度：23 ℃±2 ℃，濕度：50%±5%）下16 h后，開(kāi)始對(duì)試樣進(jìn)行濕摩擦試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)先將試樣浸入23 ℃±2 ℃的清水中1 h取出，在濕潤(rùn)條件下將試樣裝入臺(tái)架進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)過(guò)程中始終保持試樣濕潤(rùn)，每摩擦2000次加2 ml的清水，直至測(cè)試結(jié)束，結(jié)果如表3所示。從表3可以看出：聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層（B1~B3）比植絨減摩層（A1~A3）的摩擦阻力還要小（至少相當(dāng)），減摩效果好。值得注意的是，聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層經(jīng)50 000次循環(huán)濕摩擦試驗(yàn)，幾乎看不到磨損跡象。
3、結(jié)論
（1）通過(guò)對(duì)高密度聚乙烯（PE）進(jìn)行改性處理，制備出了具有自潤(rùn)滑性（減摩性），并且能夠與橡膠復(fù)合良好的改性PE材料，可被用于汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條主要摩擦區(qū)域的減摩層。
（2）通過(guò)對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝技術(shù)的研究，在不改變密封條原有斷面結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，將U形玻璃導(dǎo)槽密封條底部主要摩擦區(qū)域的植絨減摩層用改性聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層代替，其耐磨性能達(dá)到之前的3倍，取得了良好的效果。
1、實(shí)驗(yàn)
1.1原材料
三元乙丙橡膠（EPDM），K8570C、K8550C，德國(guó)朗盛公司；尼龍絨毛，SWISS-3.3*0.5，思維斯昆山有限公司；植絨膠水，F(xiàn)L852，洛德化學(xué)（上海）有限公司；高密度聚乙烯（HDPE），貴陽(yáng)某研究所。其他配合劑均為市售產(chǎn)品。
1.2 主要儀器和設(shè)備
由恒宇儀器提供的DIN耐磨試驗(yàn)機(jī)適用于聚酯鞋底、成鞋鞋底、汽車(chē)導(dǎo)槽密封條及聚合物片狀材料的耐磨性能測(cè)試，在磨耗輪轉(zhuǎn)動(dòng)的情形下，試樣在一定砂度的砂紙進(jìn)行磨擦而產(chǎn)生磨耗量，從而評(píng)估其磨耗性能，具有高性能。良好再現(xiàn)性和操作容易之特征。
1.3試樣制備和性能測(cè)試
1.3.1 試樣制備
（1）通過(guò)對(duì)高密度聚乙烯進(jìn)行改性制備改性聚乙烯（PE）減摩層材料。首先將HDPE與二硫化鉬等減摩材料以及加工助劑預(yù)混，采用雙螺桿擠出機(jī)在過(guò)氧化物的引發(fā)作用下，對(duì)其進(jìn)行馬來(lái)酸酐接枝改性處理，以保證其既具有良好的自潤(rùn)滑性，又能與橡膠基體良好地復(fù)合。
（2）試驗(yàn)所用汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條采用彌可羅公司的橡膠復(fù)合密封條連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)制備，產(chǎn)品擠出采用復(fù)合擠出設(shè)備完成，橡膠硫化通過(guò)微波硫化和熱空氣硫化通道完成。密封條表面植絨通過(guò)靜電植絨機(jī)完成。改性PE與橡膠的復(fù)合采用多流道設(shè)計(jì)，通過(guò)不同流道流量的設(shè)計(jì)和混合流道的控制，同時(shí)通過(guò)天朗公司的擠出機(jī)控制轉(zhuǎn)速和壓力，使PE和橡膠能非常均勻并緊密地粘接在一起。
（3）試樣直接從U形玻璃導(dǎo)槽密封條產(chǎn)品上的植絨和PE部分裁切，長(zhǎng)度為150~250 mm，寬度為樣品ZUI大寬度（16 mm），各取3件。植絨部分試樣代號(hào)為A1、A2、A3，改性PE部分試樣代號(hào)為B1、B2、B3。
1.3.2 性能測(cè)試
主要依據(jù)GB/T 21282—2007《乘用車(chē)用橡膠密封條》標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的耐磨性進(jìn)行試驗(yàn)研究，分別對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的植絨減摩層和PE減摩層進(jìn)行耐磨試驗(yàn)對(duì)比。耐磨試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示，表1則說(shuō)明了試驗(yàn)的往復(fù)沖程、往復(fù)頻率、磨損循環(huán)周期和恒定載荷。本實(shí)驗(yàn)分別采用干摩擦和濕摩擦方法對(duì)其耐磨性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
2、結(jié)果與討論
2.1、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
圖2所示為汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的黑色粗線(xiàn)條處（即圖中12和14）為玻璃滑動(dòng)摩擦區(qū)域，其中底部（圖中12）與玻璃斷面接觸，是主要摩擦區(qū)域；上部（圖中14）與玻璃的平面接觸，為非主要摩擦區(qū)域。根據(jù)對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)際使用情況跟蹤分析，通常汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條的損壞模式主要是底部的減摩層磨損。
因此，在不改變密封條原來(lái)斷面結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，用改性聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層代替U形玻璃導(dǎo)槽密封條底部主要摩擦區(qū)域的植絨減摩層，進(jìn)行耐磨對(duì)比試驗(yàn)。
2.2 干摩擦對(duì)比試驗(yàn)
將試樣放置在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件（溫度：23 ℃±2 ℃、濕度：50%±5%）下16 h后，對(duì)試樣進(jìn)行干摩擦試驗(yàn)，結(jié)果如表2所示。從表2可以看出：改性聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層（B1~B3）與植絨減摩層（A1~A3）相比，摩擦阻力相當(dāng)或更小，減摩效果好。ZUI重要的是，PE試樣經(jīng)過(guò)50 000次循環(huán)摩擦還幾乎看不到磨損跡象。
2.3 濕摩擦對(duì)比試驗(yàn)
將試樣放置在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件（溫度：23 ℃±2 ℃，濕度：50%±5%）下16 h后，開(kāi)始對(duì)試樣進(jìn)行濕摩擦試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)先將試樣浸入23 ℃±2 ℃的清水中1 h取出，在濕潤(rùn)條件下將試樣裝入臺(tái)架進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)過(guò)程中始終保持試樣濕潤(rùn)，每摩擦2000次加2 ml的清水，直至測(cè)試結(jié)束，結(jié)果如表3所示。從表3可以看出：聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層（B1~B3）比植絨減摩層（A1~A3）的摩擦阻力還要小（至少相當(dāng)），減摩效果好。值得注意的是，聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層經(jīng)50 000次循環(huán)濕摩擦試驗(yàn)，幾乎看不到磨損跡象。
3、結(jié)論
（1）通過(guò)對(duì)高密度聚乙烯（PE）進(jìn)行改性處理，制備出了具有自潤(rùn)滑性（減摩性），并且能夠與橡膠復(fù)合良好的改性PE材料，可被用于汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條主要摩擦區(qū)域的減摩層。
（2）通過(guò)對(duì)汽車(chē)U形玻璃導(dǎo)槽密封條結(jié)構(gòu)、材料和加工工藝技術(shù)的研究，在不改變密封條原有斷面結(jié)構(gòu)尺寸的基礎(chǔ)上，將U形玻璃導(dǎo)槽密封條底部主要摩擦區(qū)域的植絨減摩層用改性聚乙烯（PE）復(fù)合減摩層代替，其耐磨性能達(dá)到之前的3倍，取得了良好的效果。
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