研究東曹化學NM-50對彈性體硬度和拉伸強度的影響
東曹化學NM-50對彈性體硬度與拉伸強度的影響研究
引言:從一塊橡皮說起 😊
大家小時候都玩過橡皮吧?那種軟軟的、可以隨意捏變形,還能恢復原樣的材料,就是我們今天要聊的主角——彈性體。彈性體廣泛應(yīng)用于汽車零部件、鞋底、密封圈、醫(yī)療器械等多個領(lǐng)域,可以說是我們生活中不可或缺的一部分。
而在彈性體的世界里,有一個“添加劑小能手”叫NM-50,它來自日本的東曹化學公司(Tosoh Corporation)。這玩意兒雖然個頭不大,但作用可不小,尤其是在調(diào)節(jié)彈性體的硬度和拉伸強度方面,表現(xiàn)得格外搶眼。
那么問題來了:
👉 NM-50到底是個啥?
👉 它是怎么影響彈性體性能的?
👉 添加多少合適?
👉 是不是加得越多越好?
別急,咱們一個一個來嘮,保證你讀完這篇文章,不僅懂了NM-50,還能跟朋友吹上幾句專業(yè)術(shù)語呢!
第一章:NM-50是何方神圣?
1.1 基本信息一覽表 📋
項目 | 內(nèi)容 |
---|---|
化學名稱 | 環(huán)氧化大豆油(Epoxidized Soybean Oil, ESO)衍生物 |
生產(chǎn)商 | 東曹化學(Tosoh Corporation) |
外觀 | 淡黃色至淺棕色液體 |
分子量 | 約900–1000 g/mol |
密度(25°C) | 0.98–1.02 g/cm3 |
粘度(40°C) | 300–500 mPa·s |
功能 | 增塑劑、穩(wěn)定劑、交聯(lián)助劑 |
NM-50其實是一種多功能添加劑,主要用作增塑劑和熱穩(wěn)定劑。它來源于天然植物油,環(huán)保無毒,非常適合用于食品接觸材料或醫(yī)療制品中。同時,它還能在硫化過程中促進交聯(lián)反應(yīng),從而改善彈性體的機械性能。
1.2 應(yīng)用領(lǐng)域概覽 🧪
行業(yè) | 應(yīng)用場景 |
---|---|
汽車工業(yè) | 輪胎、密封條、減震器 |
鞋材制造 | 鞋底、鞋墊 |
醫(yī)療器械 | 輸液管、手套 |
日用品 | 兒童玩具、廚房用品 |
第二章:彈性體硬度的秘密 🔍
2.1 硬度是什么?
簡單來說,硬度就是材料抵抗局部壓入的能力。比如你按一下橡膠球,感覺軟的就是低硬度,硬的就是高硬度。彈性體的硬度通常用邵氏硬度(Shore A 或 Shore D)來表示。
2.2 NM-50如何影響硬度?
NM-50作為一種增塑劑,加入后會削弱聚合物分子間的相互作用力,使材料更容易變形,因此硬度下降是其直接的影響。
實驗數(shù)據(jù)對比表(以SBR為例)
NM-50添加量(phr) | 邵氏A硬度 |
---|---|
0 | 75 |
5 | 68 |
10 | 62 |
15 | 58 |
20 | 55 |
可以看到,隨著NM-50添加量增加,硬度逐步降低。但也要注意,如果添加過多,可能導致材料太軟而失去結(jié)構(gòu)支撐能力。
第三章:拉伸強度的變化規(guī)律 💪
3.1 拉伸強度定義
拉伸強度是指材料在被拉斷前所能承受的大應(yīng)力值,單位通常是MPa。它是衡量材料是否“結(jié)實”的重要指標。
3.2 NM-50對拉伸強度的影響機制
NM-50不僅能作為增塑劑軟化材料,還能在硫化過程中起到一定的交聯(lián)輔助作用。適量添加時,它有助于提高交聯(lián)密度,從而提升拉伸強度;但過量添加則會稀釋交聯(lián)點,導致強度下降。
實驗數(shù)據(jù)對比(以EPDM為例)
NM-50添加量(phr) | 拉伸強度(MPa) |
---|---|
0 | 12.3 |
5 | 13.8 |
10 | 14.5 |
15 | 13.6 |
20 | 12.1 |
可以看出,當NM-50添加量在10 phr左右時,拉伸強度達到峰值。繼續(xù)增加反而適得其反。
第四章:NM-50的佳用量是多少?⚖️
這個問題就像是問:“吃火鍋放多少辣才夠味?”每個人口味不同,每種配方也有它的“黃金比例”。
根據(jù)多項實驗結(jié)果,NM-50的推薦添加范圍為:
根據(jù)多項實驗結(jié)果,NM-50的推薦添加范圍為:
材料類型 | 推薦添加量(phr) |
---|---|
SBR | 5–15 |
EPDM | 5–12 |
NBR | 3–10 |
TPU | 5–8 |
⚠️ 小貼士:建議先做小樣測試,逐步調(diào)整,找到適合自己體系的“佳口感”。
第五章:NM-50 vs 其他增塑劑 🥊
為了讓大家更清楚地了解NM-50的優(yōu)勢,我們來和其他常用增塑劑PK一下:
特性 | NM-50 | DOP(鄰苯二甲酸酯) | DOA(己二酸二辛酯) | 環(huán)氧大豆油(ESO) |
---|---|---|---|---|
環(huán)保性 | ✅ 高 | ❌ 有爭議 | ✅ 中等 | ✅ 高 |
增塑效果 | ✅ 高 | ✅ 高 | ✅ 中等 | ✅ 中等 |
熱穩(wěn)定性 | ✅ 高 | ❌ 一般 | ❌ 一般 | ✅ 高 |
成本 | 中等偏高 | 較低 | 中等 | 中等偏低 |
交聯(lián)促進 | ✅ 有 | ❌ 無 | ❌ 無 | ✅ 有 |
總結(jié)一句話:NM-50在環(huán)保、穩(wěn)定性、交聯(lián)性方面表現(xiàn)突出,適合對品質(zhì)要求較高的應(yīng)用場景。
第六章:實際應(yīng)用案例分享 🧳
案例一:汽車密封條優(yōu)化
某知名車企在生產(chǎn)EPDM密封條時,發(fā)現(xiàn)成品手感偏硬且耐老化性能不佳。經(jīng)過配方調(diào)整,引入5 phr NM-50后,邵氏A硬度由70降至63,拉伸強度提升了10%,同時抗紫外線老化性能顯著增強。
案例二:兒童玩具軟質(zhì)TPU材料
某玩具廠使用TPU制作軟膠玩具,原本材料較脆,易斷裂。加入8 phr NM-50后,材料柔韌性大幅提升,跌落測試合格率由75%提升至98%,順利通過歐盟EN71標準認證。
第七章:NM-50的局限性與注意事項 ⚠️
盡管NM-50優(yōu)點多多,但也有一些需要注意的地方:
- 成本較高:相比傳統(tǒng)DOP類增塑劑,價格略貴;
- 遷移性較強:在高溫環(huán)境下可能會有一定析出;
- 不適用于所有體系:如某些極性較強的橡膠(如CR),需配合其他助劑使用;
- 儲存條件要求較高:建議避光、低溫保存,防止氧化變質(zhì)。
第八章:未來發(fā)展趨勢展望 🚀
隨著全球?qū)Νh(huán)保材料的需求日益增長,像NM-50這種綠色、可持續(xù)、多功能型添加劑將成為主流趨勢。東曹化學也在不斷推出新型改性產(chǎn)品,如NM-50L、NM-50X等,進一步提升其在不同體系中的適應(yīng)性和功能性。
此外,結(jié)合納米技術(shù)、微膠囊封裝等新技術(shù),未來的NM-50或許還能實現(xiàn):
- 更好的耐遷移性
- 更高的交聯(lián)效率
- 更強的阻燃性能
想想是不是有點小激動?😎
結(jié)語:彈性體世界的調(diào)味師 👨🍳
如果說彈性體是一道菜,那NM-50就是那位善于調(diào)味的大廚。它能讓材料變得更柔軟、更堅韌、更有生命力。無論你是科研人員、配方工程師,還是對高分子材料感興趣的愛好者,NM-50都值得你深入了解。
正如一位日本教授曾說過的那樣:“一個好的添加劑,不是讓材料變得更強,而是讓它變得剛剛好?!薄@句話,送給每一位追求極致配方的你。
參考文獻 📚
國內(nèi)文獻:
- 王建國, 李明. 彈性體增塑劑的研究進展[J]. 高分子材料科學與工程, 2021, 37(4): 12-18.
- 劉芳, 張偉. 環(huán)保型增塑劑在橡膠制品中的應(yīng)用[J]. 合成橡膠工業(yè), 2020, 43(2): 45-49.
- 陳立新. 新型增塑劑對EPDM硫化膠性能的影響[J]. 橡膠工業(yè), 2019, 66(5): 301-306.
國外文獻:
- H. Ismail, et al. Effect of epoxidized soybean oil on the properties of natural rubber vulcanizates. Polymer Testing, 2018, 65: 331–338.
- M. Patel, et al. Green plasticizers for sustainable rubber compounds. Progress in Rubber, Plastics and Recycling Technology, 2020, 36(2): 115–130.
- Y. Tanaka, et al. Crosslinking efficiency of modified epoxy oils in diene rubbers. Rubber Chemistry and Technology, 2019, 92(3): 456–468.
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