ゴムの配合では、引張永久変形試験よりも圧縮永久変形試験が多く行われます。以下で説明するように、ゴム配合物の多くの側面がその変形特性に影響を与えます。ここで、圧縮永久変形と引張永久変形は 2 つの異なる特性であることに注意してください。したがって、圧縮永久変形を改善しても引張永久変形が改善されるとは限らず、その逆も同様です。さらに、ゴム製シール製品の場合、圧縮永久変形はシール圧力やシール性能の良い予測因子ではありません。通常、圧縮応力緩和実験の実施が難しいほど、製品のシール性能がより良く予測されます。
ゴムの永久変形性能を向上させるために、次の実験プロトコルが使用されます。注: これらの実験プロトコルは、すべての場合に適用できるわけではありません。さらに、圧縮または引張における永久変形を軽減できる変数は、他の特性に影響を与える可能性があるため、本文では取り上げません。
1. 加硫システム
過酸化物を加硫剤として使用することを検討してください。これにより、CC 架橋結合が形成され、ゴムの永久変形が改善されます。エチレン・プロピレンゴムを過酸化物で加硫すると、ゴムの圧縮永久変形を軽減できます。硫黄に対する過酸化物の利点は、過酸化物の取り扱いが簡単であることと、ゴムの圧縮永久変形が低いことです。
2. 加硫時間と加硫温度
加硫温度を高くし、加硫時間を長くすると、加硫の度合いが高くなり、ゴムの圧縮永久歪みが減少します。
3. 架橋密度
ゴムの架橋密度を高めると、ゴムの圧縮永久変形を効果的に低減できます。
4. 硫黄加硫システム
EPDM コンパウンドの圧縮永久変形を軽減し、耐熱性を向上させるには、「低変形」加硫システム (質量): 硫黄 0.5PHR、ZDBC 3PHR、ZMDC 3PHR、DTDM 2PHR、TMTD3PHR を検討できます。
W タイプのネオプレンでは、ジフェニルチオ尿素促進剤を使用すると、圧縮永久変形の低いゴムを製造できますが、アンチコーク剤としての CTP の使用は避けてください。スコーチ時間は延長できますが、圧縮永久変形へのダメージが大きくなります。
NBRゴムの場合、加硫系の選定において硫黄量を減らす必要があり、硫黄の一部をTMTDやDTDMなどのボディに硫黄で置換するなどして硫黄元素を少なくするとゴムの圧縮永久変形性能が向上します。 HVA-2とハイポサルフラミドによる加硫システムにより、より圧縮永久変形の少ないゴムを製造することができます。
5. 過酸化物加硫システム
BBPIB 過酸化物を選択すると、圧縮時のゴムの永久変形が向上します。過酸化物加硫システムでは、共架橋剤を使用するとシステム内の不飽和が増加し、その結果、架橋密度が高くなります。これは、不飽和結合によるフリーラジカルの架橋が、飽和鎖から水素を取り出すよりも容易に起こるためです。共架橋剤を使用すると、架橋ネットワークの種類が変化し、接着剤の圧縮永久変形特性が向上します。
6. 加硫後
加硫プロセス中には加硫副生成物が発生しますが、大気圧での加硫後プロセスによりこれらの副生成物が放出されるため、ゴムの圧縮永久歪みが低くなります。
7. フッ素エラストマーFKM/ビスフェノールAF加硫
フルオロエラストマーの場合、過酸化物加硫剤の代わりにビスフェノール加硫剤を使用すると、ゴムの圧縮永久変形を低くすることができます。
8. 分子量の影響
ゴム配合では、平均分子量の大きなゴムを選択すると、ゴムの圧縮永久変形を効果的に低減できます。
NBRゴムにはムーニー粘度の高いゴムを使用することで、圧縮永久変形の小さいゴムを得ることができます。
9. ネオプレン
W タイプのネオプレンは、G タイプのネオプレンに比べて圧縮永久変形が低くなります。
10.EPDM
圧縮永久変形の少ないゴムを作るためには、結晶化度の高いEPDMゴムの使用は避けてください。
11.NBR
NBR は凝固剤として塩化カルシウムを使用して乳化重合されており、通常、圧縮永久歪みが低くなります。
NBRラバーの場合、圧縮永久変形性能を重視する場合は、分岐や鎖絡みの多い品種やアクリロニトリル含有量の少ない品種を選んでください。
12. エチレンアクリレートゴム
AEM ゴムの場合、過酸化物加硫剤はジアミン加硫剤よりも低い圧縮永久歪みを与える可能性があります。
13. 樹脂系ホモジナイザー
ゴムコンパウンドでは樹脂ベースのホモジナイザーを使用しないでください。コンパウンドの圧縮永久歪みが増加するためです。
14. フィラー
通常、充填剤の充填量、構造、比表面積を小さくすると(粒径が大きくなり)、圧縮永久歪みが小さくなります。同時に、フィラー表面の活性を高めることにより、コンパウンドの耐圧縮永久歪性も向上させることができます。
15. シリカ
コンパウンド中のシリカ充填剤の量が少ないと、圧縮永久歪みが減少します。圧縮永久歪みを低くするには、シリカの高充填を避ける必要があります。充填量が25部(質量部)を超えると、コンパウンドの圧縮永久歪みが大きくなる。
16. シランカップリング剤
沈降シリカの高充填量にシランカップリング剤を使用することにより、接着剤の圧縮永久歪みを低減できます。シランカップリング剤は、シリカ充填ゴムの圧縮永久変形を低減することができ、また、クレー、タルカムパウダー、その他の充填ゴムなどのケイ酸塩系充填剤の圧縮永久変形を低減することができます。
17. 可塑剤
通常、ゴム中の可塑剤の充填量を減らすと、ゴムの圧縮永久変形が小さくなります。