青岛科技大学研究生学位论文
HNBR/NBR 共混胶料进行了流变性能、热分析性能和物理机械性能的测试，三种测试结果一致表明，HNBR与NBR虽然结构相似，但它们共混时仅有物理相容，而不具备热力学相容性。
乙丙橡胶（EPDM）的饱和度较高，具有优良的耐热氧老化性能，但其耐油性很差，并且撕裂强度低，为克服EPDM的这些缺点，也有人[38]用HNBR来与其进行并用，HNBR与EPDM的相容性不是很好，但从硫化仪曲线中可以看出，二者的硫化速率接近，能够进行共硫化，同时共混胶的耐热氧老化性能随着HNBR含量的增加而逐渐增加。张东恒等[39]研究了不用并用比对于HNBR/EPDM共混硫化胶性能的影响，随着EPDM用量的增加，胶料的硬度变化不是很大，但对粘度和硫化性能有一定影响，当EPDM用量小于15份时，胶料保持了良好的拉伸强度和耐油性能。
也曾有人[40]研究了HNBR与氟醚橡胶（PMVE）并用，并用后能够实现共硫化，硫化胶的物理机械性能较好，通过热分析测试结果表明并用后分别具有独立的玻璃化转变峰，两种橡胶之间有一定的机械相容性，但不存在热力学相容性。 2.5.2HNBR与塑料并用体系
HNBR作为一种性能优良的橡胶，它既可以与共用塑料并用，也可以和工程塑料进行共混。
EVA具有较好的柔韧性、耐冲击性、填料相容性和热密封性，其产品可以在较宽的温度范围内具有良好的性能[41]。将HNBR和EVA并用后能够得到一种综合性能优良的共混材料[42]，为研制在石油系油料工作环境中的制品配方提供依据，并且在满足使用要求的前提下降低成本。
PVC的耐热性较差，脆性大、表面硬度低，与HNBR共混后可以显著提高其性能，同时，HNBR具有一定的极性，与PVC的相容性较好，红外光谱测试和电镜照片结果表明，二者共混后在链段水平上相容，并且当HNBR含量为40%时，体系的拉伸断裂能量较大[43]。具有一定配比的PVC/HNBR共混物耐热性较好，并且耐燃油老化性与PVC/NBR相似[44]。
将HNBR与聚碳酸酯（PC）并用之后的胶料具有较好的低温韧性、耐冲击性、耐热性和耐溶剂性能，可用于汽车内衬等产品部件中[45]。此外，聚碳酸酯极易开裂，将少量HNBR接枝的ABS、SAN与其混合，共混物的缺口冲击强度可以高达665J/m[46]，将HNBR填充到ABS树脂当中，可以提高ABS树脂的低温冲击性能，并且共混物的加工性能良好，制品表面具有一定的光泽[47]。
3加工
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HNBR的塑炼和混炼操作与其他橡胶类似，可以利用普通的开炼机和密炼机进行操作[48]。塑炼HNBR时达到的效果远比天然橡胶小。表1-6所示为HNBR(Zetpol 2020L)塑炼效果的一例。用辊温50℃的开炼机塑炼30min后，聚合物门尼度稍有降低,只不过下降了4个单位。与NBR相比,HNBR在塑炼和混炼时的生热量相当大，因此在加工时不仅要保证机器有较好的冷却效果，而且应尽可能的进行低温塑炼。NBR也具有这样的特性,这可能是因为橡胶分子所含极性的丙烯腈基之间相互作用致使分子间聚集力增大引起的。
表1-6 HNBR Zetpol的塑炼效果 Table 1-6 Plasticating effect of HNBR Zetpol
混炼机器 8″开炼机
温度,℃ 50
剪切速率 500~1000
塑炼时间,min 30
门尼粘度 54
注:塑炼前聚合物门尼粘度为58.
加工其他的合成橡胶时，一般通过加入硫醇类和胺类增塑剂,来降低门尼粘度，改善加工性能，但这对于HNBR却几乎是没什么作用。因此，改善HNBR加工性能最有效的方法是选择门尼粘度较低的品种。此外,为进一步改善加工性能，在HNBR中添加增粘剂的树脂也是有效的。 3.1开炼机混炼
如上所述，通过机械剪切力来降低HNBR聚合物门尼粘度几乎不可能，所以在混炼时一般不会加入塑炼的工序。通常使橡胶在窄辊距的冷辊上薄通约6~10次包辊后，然后再按照硫黄、活性剂、防老剂、增塑剂和填料的顺序依次加入到母胶当中。通常情况下，NBR和HNBR的硫磺要首先加入，这主要是因为硫磺在这一类橡胶中比较难分散，提前加入可以延长其在胶料中的分散力度和分散时间。但不同的是，一般在混炼NBR时,硬脂酸等加工助剂或脂肪酸活性剂在混炼后半期加入，而HNBR混炼则不同，因其聚合物本身的粘度较高而加工性能比NBR差，所以在混炼初期添加比较适宜。
对实际中的混炼操作来讲，一般都是将填充剂与软化剂或增塑剂一起加入，或者添加部分浸过增塑剂的填充剂，其目的是为了缩短混炼时间，使填料易于分散。Zetpol品级HNBR的混炼也是一样，加入增塑剂有助于改善加工性能。但这种方法也是有一定弊端的，有时会因降低对胶料的剪切力而出现填料在胶料中分散不良的现象。
另外，当用过氧化物硫化HNBR时，一般是在混炼操作的最后步骤将过氧化物加入到胶料当中，这主要是因为过氧化物的分解温度一般不高，在60℃以上时就会出现微弱的分解，这样如果在混炼前期将过氧化物放入到胶料中，随着混炼
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的进行，胶料生热量逐渐增大，导致加工时温度急升，从而会影响到过氧化物的分解，进而影响到之后的硫化过程。 3.2密炼机混炼
与开炼机混炼相比，密炼机混炼的效果非常明显，这种方法可以显著缩短混炼时间。此外，由于是在密闭状态下混炼，不会产生配合剂四处飞散的现象，所以对炭黑高填充配合等胶料的混炼是非常有效的。
HNBR的密炼机混炼可按照与其他耐油性橡胶大致相同的操作规程进行。但是，如前项所述那样，由于HNBR摩擦生热量较大，所以在混炼过程中混炼胶有可能出现焦烧现象，因此需要对对密炼机的混炼室壁和转子的冷却进行高效率的设计。
用硫黄硫化时，通常将HNBR和硫黄投入密炼机后，落下上顶栓塑炼1~3min，然后依次添加填充剂。进行混炼的状态可根据密炼机内的温度和施于转子的力矩的图形进行确认。
密炼操作全部结束后，排胶温度由于生热等原因通常会升至140℃左右。排胶后直接将混炼胶转移到低温的开炼机上，并在尽量短的时间内，同时保证胶料不会产生焦烧的温度下，在开炼机上加入硫化剂。
另外，将混炼好的胶料在室温下放置1天左右，然后，将其再次用冷辊进行返炼，这样可以显著提高配合剂的分散性。
4 HNBR的成型
HNBR的加工成型方法和其他橡胶基本相似，主要有模压成型法、注射成型法、挤出成型等。不同产品有不同要求，一般在实际生产中主要还是要根据产品的性能要求来决定成型的方法。 4.1模压成型
模压成型是HNBR最为常用的加工方法之一。HNBR的门尼粘度一般比较高，而模压成型正是可以加工这种门尼粘度较高的胶料。HNBR的模压硫化条件，通常压力为200 ~500psi，温度为150~190℃，硫化时间需要根据实际制品大小、厚度、胶料配方等(特别是硫化体系)进行调整。通常橡胶成型硫化用平板机施于热板的总压力，大型平板硫化机达约200t，而精密橡胶制品用平板硫化机的柱塞压力为150psi左右。
对模压成型来讲，一般是由开炼机将胶料出片进行装模成型的，但原则上尽可能将胶料制成近似于加工制品形状、尺寸半成品后再进行硫化。模压成型硫化
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用胶料要具有适度的粘性，而且在装模前用胶浆或溶剂对半成品表面擦拭，这样有助于成型时的粘合和熔合。
HNBR硫化胶的收缩极易受到配合剂(特别是硫黄、增塑剂、填料等)种类及其用量的影响，同时，产品的大小、形状、模量等也会影响到收缩率，这一般与NBR相同，即硫化收缩率为2%~3%。该硫化收缩率最主要还是受混炼胶中含胶率的影响，一般来讲，含胶率越高，则收缩率越大，反之则反。实际生产中，模压硫化一般在高温(160~190℃)、短时间(5~20min)的条件下进行。但用过氧化物进行硫化时，由于硫化速度比较慢，在较短的时间内只能进行一段硫化，此时得到的产品难以达到所要求的性能，所以多数的过氧化物硫化产品还需要继续进行二段硫化，以进一步反应掉残留的硫化剂和促进剂等，提高硫化胶性能。
所谓二段硫化，是指将一段硫化所得制品或硫化胶置于高温烘箱中，通过热空气进行硫化的工序。二段硫化一般常用于氟橡胶和丙烯酸酯橡胶等。对于HNBR，一般是将已经进行完一段硫化的制品放入150~170℃的烘箱中经2~4h进行二段硫化的。这主要是针对过氧化物硫化体系而言的，对硫黄硫化体系来讲，这种二段硫化的效果与过氧化物硫化体系相比并不明显。这是因为硫黄硫化体系的硫化速度比过氧化物硫化体系快得多，一段硫化足以使制品达到所要求的性能。因此，用硫黄硫化体系硫化的HNBR制品一般不进行二段硫化。 4.2注射成型
注射成型是生产效率较高的方法，但注射成型的加工过程对于胶料有以下特殊要求：
(1)胶料的可塑性要大，硫化开始前胶料在模内易流动而且能均匀熔合。 因此我们可以选用门尼粘度较低的品种胶料，或者是在混炼过程中加入一定的增塑剂或填料，来改善其可塑性。
(2)硫化速度要快，能在短时间内达到平坦硫化区，而且成型硫化的时间要尽量短，模具周转率要高。
(3)不易产生焦烧。
对于后两个问题，如果使用硫磺硫化体系，并优选出合适的促进剂及其用量，或者并用，可以达到硫化速度快、成型时间短、焦烧时间适宜的要求；但对于过氧化物硫化体系，硫化速度不能得到保证，这主要与硫化温度有很大关系，在实际生产中，需要通过二段硫化来调节，以此缩短硫化时间。 4.3挤出成型
HNBR的挤出性能基本上与NBR相同，但HNBR的挺性稍强,摩擦生热也较
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