DIN橡胶磨耗测试仪与汽车密封条耐磨性测试

　　针对汽车U形玻璃导槽密封条耐磨性的改进，通过对材料、结构和加工工艺技术的研究，采用橡胶-塑料复合工艺技术，在U形玻璃导槽密封条滑动面底部附着上一层聚乙烯（PE）材料，将其作为耐磨层，以提高汽车玻璃导槽密封条的工作寿命，并改善其工作性能。

　　一、实验

　　1、原材料

　　三元乙丙橡胶（EPDM），K8570C、K8550C，德国朗盛公司；尼龙绒毛，SWISS-3.3*0.5，思维斯昆山有限公司；植绒胶水，FL852，洛德化学（上海）有限公司；高密度聚乙烯（HDPE），贵阳某研究所。其他配合剂均为市售产品。

　　2、主要仪器和设备

　　由恒宇仪器提供的DIN耐磨试验机适用于聚酯鞋底、成鞋鞋底、汽车导槽密封条及聚合物片状材料的耐磨性能测试，在磨耗轮转动的情形下，试样在一定砂度的砂纸进行磨擦而产生磨耗量，从而评估其磨耗性能，具有高性能。良好再现性和操作容易之特征。

　　3、试样制备和性能测试

　　3.1 试样制备

　　（1）通过对高密度聚乙烯进行改性制备改性聚乙烯（PE）减摩层材料。首先将HDPE与二硫化钼等减摩材料以及加工助剂预混，采用双螺杆挤出机在过氧化物的引发作用下，对其进行马来酸酐接枝改性处理，以保证其既具有良好的自润滑性，又能与橡胶基体良好地复合。

　　（2）试验所用汽车U形玻璃导槽密封条采用弥可罗公司的橡胶复合密封条连续生产线制备，产品挤出采用复合挤出设备完成，橡胶硫化通过微波硫化和热空气硫化通道完成。密封条表面植绒通过静电植绒机完成。改性PE与橡胶的复合采用多流道设计，通过不同流道流量的设计和混合流道的控制，同时通过天朗公司的挤出机控制转速和压力，使PE和橡胶能非常均匀并紧密地粘接在一起。

　　（3）试样直接从U形玻璃导槽密封条产品上的植绒和PE部分裁切，长度为150~250 mm，宽度为样品最大宽度（16 mm），各取3件。植绒部分试样代号为A1、A2、A3，改性PE部分试样代号为B1、B2、B3。

　　3.2 性能测试

　　主要依据GB/T 21282—2007《乘用车用橡胶密封条》标准对汽车U形玻璃导槽密封条的耐磨性进行试验研究，分别对汽车U形玻璃导槽密封条的植绒减摩层和PE减摩层进行耐磨试验对比。耐磨试验装置示意图如图1所示，表1则说明了试验的往复冲程、往复频率、磨损循环周期和恒定载荷。本实验分别采用干摩擦和湿摩擦方法对其耐磨性进行评价。

　　二、结果与讨论

　　1、产品结构

　　图2所示为汽车U形玻璃导槽密封条的断面结构示意图。图中的黑色粗线条处（即图中12和14）为玻璃滑动摩擦区域，其中底部（图中12）与玻璃断面接触，是主要摩擦区域；上部（图中14）与玻璃的平面接触，为非主要摩擦区域。根据对汽车U形玻璃导槽密封条的台架试验和实际使用情况跟踪分析，通常汽车U形玻璃导槽密封条的损坏模式主要是底部的减摩层磨损。

　　因此，在不改变密封条原来断面结构尺寸的基础上，用改性聚乙烯（PE）复合减摩层代替U形玻璃导槽密封条底部主要摩擦区域的植绒减摩层，进行耐磨对比试验。

　　2、干摩擦对比试验

　　将试样放置在标准实验室环境条件（温度：23 ℃±2 ℃、湿度：50%±5%）下16 h后，对试样进行干摩擦试验，结果如表2所示。从表2可以看出：改性聚乙烯（PE）复合减摩层（B1~B3）与植绒减摩层（A1~A3）相比，摩擦阻力相当或更小，减摩效果好。最重要的是，PE试样经过50 000次循环摩擦还几乎看不到磨损迹象。

　　3、湿摩擦对比试验

　　将试样放置在标准实验室环境条件（温度：23 ℃±2 ℃，湿度：50%±5%）下16 h后，开始对试样进行湿摩擦试验。试验时先将试样浸入23 ℃±2 ℃的清水中1 h取出，在湿润条件下将试样装入台架进行测试，试验过程中始终保持试样湿润，每摩擦2000次加2 ml的清水，直至测试结束，结果如表3所示。从表3可以看出：聚乙烯（PE）复合减摩层（B1~B3）比植绒减摩层（A1~A3）的摩擦阻力还要小（至少相当），减摩效果好。值得注意的是，聚乙烯（PE）复合减摩层经50 000次循环湿摩擦试验，几乎看不到磨损迹象。

　　三、结论

　　（1）通过对高密度聚乙烯（PE）进行改性处理，制备出了具有自润滑性（减摩性），并且能够与橡胶复合良好的改性PE材料，可被用于汽车U形玻璃导槽密封条主要摩擦区域的减摩层。

　　（2）通过对汽车U形玻璃导槽密封条结构、材料和加工工艺技术的研究，在不改变密封条原有断面结构尺寸的基础上，将U形玻璃导槽密封条底部主要摩擦区域的植绒减摩层用改性聚乙烯（PE）复合减摩层代替，其耐磨性能达到之前的3倍，取得了良好的效果。

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