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    圧縮永久変形は、指定された温度および時間においてゴム材料が圧縮された後、元の形状へと復元する能力を測る重要な指標です。これは、ゴムの粘弾性、加硫状態、耐老化性能を総合的に反映しています。本稿では、圧縮永久変形の形成メカニズムと試験基準について詳しく考察し、特にニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フルオロカーボンゴムを対象として、圧縮永久変形を低減するための具体的な配合設計およびプロセス改善策を体系的に提案します。これにより、ゴム配合設計エンジニアに実践的な指針を提供することを目的としています。

キーワード ：圧縮永久変形；ゴム配合；架橋密度；老化；改善策

一、圧縮永久変形のメカニズム

圧縮永久変形の本質は、ゴム材料が応力の作用を受けて生じる不可逆的な変形です。そのメカニズムは主に以下の点に起因します：

物理的緩和と化学的緩和 ：

物理的弛緩 ：ゴムの分子鎖は圧力下で滑りや再配置を起こし、エントロピーが減少します。応力を除去した後も、分子鎖同士の摩擦や絡み合いにより、完全には元の状態に戻れません。

化学的弛緩 ：熱、酸素、圧力などの条件下では、ゴムの分子ネットワーク構造に化学変化が生じます。主な内容は以下のとおりです。

架橋結合の切断 特に多硫結合は、熱や圧力によって容易に切断され、ネットワーク構造が弱化します。

主鎖分解 ：ポリマーの主鎖が切断され、直接三次元ネットワークを破壊する。

酸化老化 酸素が分子鎖を攻撃し、切断と新たな架橋を引き起こすことで、元のネットワークの平衡を崩します。

硫化体系の影響 ：硫化ネットワークの構造はその安定性を決定します。高い架橋密度と安定した架橋結合の種類（例えば、 C-C結合や単硫黄結合は、永久変形を低減するのに役立ちます。

フィラーと配合剤の影響 ：

フィラー 活性フィラー（例えばカーボンブラック、白炭ブラック）は、ゴムの分子鎖と結合することでフィルرنネットワークを形成し、分子鎖のすべりを効果的に抑制しますが、過剰な充填量になると弾性が低下します。

可塑剤 /軟化剤 ：圧力下では移動や揮発が起こり、ゴム材料が収縮し、永久変形が大きくなることがあります。

抗老化剤 ：酸化老化プロセスを効果的に遅らせ、化学的弛緩を低減する鍵となります。

二、圧縮永久変形の試験方法

国内外の規格では、主に試験サンプルの寸法、圧縮率、試験温度および試験期間が規定されています。

国際標準 ：

ASTM D395 ： 方法B（一般的な使用法）：規定の温度および時間条件下で、円柱形試験片を規定の高さまで圧縮し、荷重を解除した後、室温で30分間保持して変形を測定する。

中国標準 ：

GB/T 7759.1 ：と ASTM D395 メソッドBと同等。

コアテストパラメーター ：

圧縮率 ：通常は 25％。

テスト温度 材料と使用条件に応じて選択します。例えば、 70°C、100°C、125°C、150°C、200°Cなど。

テスト時間 ：通常は 24時間、70時間、168時間（1週間）またはそれ以上。

三、各種ゴムにおける圧縮永久変形を改善する具体的な方案

1. ニトリルゴム

メカニズムの特徴 ： NBRの主鎖には不飽和二重結合が含まれており、酸素や熱による攻撃を受けやすく、その結果、架橋結合が切断され、主鎖が分解します。

改善案 ：

加硫体系の最適化 ：

効果的に採用する /半有効加硫体系 多硫結合の含有量を減らし、単硫結合と二硫結合の含有量を増やし、架橋結合の熱安定性を向上させます。

補助加硫剤を添加する ：如 HVA-2 これにより、架橋効率が向上し、より安定したネットワークを形成できます。

もちろん、過酸化物加硫システムを用いて二次焼成すれば、炭素-炭素結合による架橋が生じ、圧縮永久ひずみが改善され、耐熱性も向上しますが、動的疲労が高く、高い耐切れ性を要求されるゴム製品には適していません。

適切な生ゴムを選択する ：

選択する 高アクリロニトリル含有量 の NBRは極性が高く、分子間相互作用が強いため、鎖断片の運動能力が低く、それ自体の永久変形が少ないです。

使用する 水素化ニトリルゴム その主鎖は飽和しており、耐熱・耐酸化老化性能に優れているため、低圧縮永久変形を実現するための方案となります。

フィラー系統 ：

使用する 高構造炭黒 （ N550）粗粒径カーボンブラックは、形成されるフィラー網がより強靭です。

可塑化システム：

選択する 低揮発性、高分子量 可塑剤、例えば TP-95、TOTM 揮発による質量の損失と収縮を軽減します。

可塑剤の使用量をできるだけ少なくします。

防老システム ：

効率的な老化防止剤の複合体系を採用する必要があります。例えば、 RD/MB または 445 熱酸化老化を効果的に抑制します。

2. エチレンプロピレンゴム

メカニズムの特徴 ： EPDMの主鎖は完全に飽和しており、耐熱・耐酸化老化性能に優れています。その圧縮永久ひずみは主に加硫体系に依存します。

改善案 ：

硫化体系 ：

過酸化物加硫 これは獲得するものです。 低圧縮永久変形 の最優先案。過酸化物の生成 C-C架橋結合は結合エネルギーが高く、熱安定性に非常に優れています。おすすめです。 DCP または ビップビー 。

補助架橋剤 ：追加 TAIC、TAC、HVA-2 これにより、架橋効率が向上し、ポリマー鎖の切断を防ぎ、圧縮永久ひずみを顕著に低減できます。 少量の硫黄を適切に添加することで、熱ひき裂き性能を向上させることができます。 「手触り」は高弾力です。

硫黄加硫を避ける ：硫黄加硫体系は多硫化結合を形成し、熱安定性が低く、永久ひずみが大きい。

フィラー系統 ：

使用する 細粒子炉法カーボンブラック （例えば N550、N660）または 沈殿法白炭黒 そして、シランカップリング剤（例えば Si-69またはKH550）は、ゴムとの界面結合を改善します。

可塑剤 ：選択する パラフィン油 、と EPDMは相溶性が良く、揮発性が低いです。

3. シリコーンゴム

メカニズムの特徴 ：シリコーンゴムの主鎖は Si-O結合は結合エネルギーが高く、耐熱性に優れています。その圧縮永久ひずみは主に架橋点の密度と分解反応に関係しています。

改善案 ：

生ゴムの選択 ：

使用する 高分子量、高ビニル含有量 シリコーンゴムの生ゴムです。ビニル基は追加の架橋点を提供し、より緻密で均一な架橋ネットワークの形成を助けます。

硫化体系 ：

過酸化物加硫 ：使用する 2,5-ジメチル-2,5-ジ tert-ブチルペルオキシヘキサン その分解生成物は揮発が早く、臭いが少なく、安定した架橋構造を形成します。

プラチナ硫化 これは より良い方案 付加反応では副生成物が生じず、架橋構造は均一で安定しており、極めて低い圧縮永久ひずみと超高透明度を得ることができます。 プラチナ触媒による付加反応を選択する場合は、プラチナの防止に注意が必要です。 「中毒」。

フィラー系統 ：

使用する 比表面積の高い気相法白炭黒 また、表面処理を十分に行い（シリザンまたはヒドロキシルシリコーンオイルを用いて処理）、表面のシリコンヒドロキシル基を減少させることで、吸水による劣化や構造変化を抑えるようにしてください。

添加剤 ：

追加する 構造制御剤 と 耐熱添加剤 （例えば 酸化鉄 ）、熱安定性をさらに向上させることができます。

4. フッ素ゴム

メカニズムの特徴 ： FKMは優れた高温耐性と媒体耐性を有しています。その圧縮永久変形はかつて技術的難点でしたが、主に加硫システムに起因していました。

改善案 ：

硫化体系 ：

ビスフェノール加硫体系 ：伝統的なシステムでは、圧縮永久ひずみが一般的です。

過酸化物加硫システム これは 圧縮永久ひずみを改善するための核心技術 それは協力が必要です。 ポリエン助交差剤 （例えば タイク ）。このシステムは形成できる。 C-C架橋結合は、熱安定性がビスフェノールAFから生成されるジエンエーテル結合に比べて遥かに優れており、高温下での圧縮永久ひずみを大幅に低減します。

低モニ粘度の生ゴムを選択する ：ゴム配合物の流動性を向上させ、フィラーの分散をより均一にし、架橋ネットワークをより完全にするのに役立ちます。

フィラー系統 ：

使用する 中粒子熱分解法カーボンブラック または 硫酸バリウム 中性の充填材を用い、酸性の充填材（例えば気相法白炭素）を使用すると過酸化物加硫が妨げられるため、避けてください。

加工プロセス ：

確保する 十分な加硫 特に 二段硫化 プロセス曲線に厳密に従って実施し、硫化副生成物を完全に除去し、架橋ネットワークを安定させる必要があります。 二段加硫では、段階的に温度を上昇させる方法を推奨し、このような問題を解決します。

四、まとめ

ゴム製品の圧縮永久変形を低減することは、システム工学的な取り組みであり、分子構造設計から配合、プロセスに至るまで、全方位的に検討する必要があります。その核心戦略は以下のようにまとめられます：

安定かつ強固な架橋ネットワークを構築する ：優先的に選択する 過酸化物加硫システム （について EPDM、VMQ、FKM）または 効果的な加硫体系 （について NBR）、そして適切に使用する 補助架橋剤 。

本体の抗老化能力を向上させる ：飽和度が高いまたは結合エネルギーが高い生ゴムを選択する（例えば、 HNBR、EPDM、FKM、VMQ）と、効率的かつ十分な量を組み合わせて 抗老化剤 。

充填・可塑化システムの最適化 ：補強性の高い充填材を選択し、過剰な充填を避けること。低揮発性で分子量の高い可塑剤を用いること。

十分な加硫を保証する 一段目と二段目の加硫が完全に完了し、完全で安定した三次元ネットワーク構造を形成するようにしてください。

五、 参考文献

1. ASTM D395-18、ゴムの特性に関する標準試験方法—圧縮セット。

2.ディック、J・S.（2014）。 ゴムコンパウンドを改善する方法 ハンサー・パブリケーションズ。

3.スティーブンス、R. D.、およびラム、G.（2003年）。 過酸化物硬化フッ素ゴムにおける圧縮永久歪みの低減 ラバー・ワールド。

4.ダッタ、R・N.（2002）。 共接着剤が過酸化物硬化EPDMの特性に及ぼす影響 . カウチューク ゴム プラスチック。

5. GB/T 7759.1-2015、加硫ゴムまたは熱可塑性ゴムの圧縮永久変形の測定 第1部：常温および高温条件下での測定。

6.『ゴム工業ハンドブック』（第1・2分冊）、化学工業出版社。

ヤン・チンチ 編集長 『現代ゴム工学』　中国石化出版社

7.詹茂盛、王凱．ニトリルゴムの圧縮永久変形特性に関する研究[J]．特殊ゴム製品，2019，40(1)：12-15．

8. 劉力、張立群．過酸化物加硫体系がフッ素ゴムの性能に与える影響［J］．合成ゴム工業，2020，43(4)：285-290．

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