橡胶密封制品的主要材料就是橡胶，其作用主要是用来防止流体或固体微粒从相邻结合面以及外界杂质如灰尘、泥沙、水分等侵入的零部件。目前常用的橡胶材料主要有天然橡胶、硅橡胶、氟橡胶以及丁腈橡胶等等。同时，按照作用也可以将其分为防尘密封、轴密封、导向密封、孔密封以及固定密封等等。而常用的密封制品则主要有唇形密封圈、O 型密封圈以及密封垫等等。其中油田应用的橡胶密封制品主要为以 O 型密封圈为主，主要应用的材料为丁腈橡胶。
2、橡胶密封制品的加工技术
加工制造技术则是保证产品能够获得较高质量的重要保障。只有通过材料配合以及加工技术的密切配合才能有效实现产品的优质化。
2.1 胶料制备 密封制品的橡胶塑炼由传统开炼机机械塑炼发展为密炼机塑炼，混炼胶制备由传统的开炼机制备发展为密炼机制备，并配备自动配料和混炼过程的自动控制（包括混炼后的胶料输送、压片、冷却、裁断和胶料集存），实现节能高效，减少对环境的污染和制造高品质的混炼胶。为提高混炼效果和效率，密炼机的研究重点在转子形状及可变转速上。如国外的4WH转子、T 转子、GK-E 转子的各种新型密炼机（可变速）适用于密封制品胶料制备。为减少橡胶混炼过程的烟气污染，应采取迅速冷却混炼胶料和胶片，并在开炼机和密炼机等烟气较多的岗位设置排风罩以加强通风，避免操作工受烟气伤害。粉尘的问题可采用湿法造粒炭黑、造粒的配合剂、炭黑（散装）/ 气力输送代替人工投料、低熔点塑料包装小料投料、自动配料系统、袋滤除尘、液体隔离剂代替滑石粉等方法，并采取有效的通风措施解决。
2.2 半成品制备 针对橡胶密封制品的半成品制备，已经逐渐将传统的手工方法转变为半机械化或者机械化的发展方向。比如，胶料经热炼出片后，采用胶圈切割机、胶条切割机、圆刀裁条机、冲切机和裁圆片机等制备半成品。当然，最为先进的即是采用预型的机对各种半成品进行制备。在国内外能够找到小不少成功的运用案例。
2.3 硫化成型 针对硫化成型来说，传统一直采用的是平板硫化机，随着信息技术的发展，则开始转向计算机自动控制方式，出现了抽真空平板硫化机、注射硫化机等。而且也实现了一台计机能够控制多台硫化机的目的，大型制品采用注压法生产。其中的加热方式也开始由传统的蒸汽加热和电加热向着采用导热油加油的方向发展。
3、节能环保补强材料在橡胶密封制品中的应用
3.1 白炭黑的应用 通常情况下，炭黑不能直接用于彩色的制之中，而一些白色的填料便获得了广泛的应用。白炭黑通常情况下主要分为沉淀法白炭黑与气相法白炭黑，白炭黑是橡胶工业中重要的改性剂与补强剂，其粒子细而且比表面积大，具有多孔的特性。在此种情况下，其硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性较高。和炭黑相比，虽然其表面极性及亲水性使其补强效果及加工性能略低，而且还比较容易产生静电，但是双官能团硅烷偶联剂后，不仅能够有效降低胶料的门尼粘度，达到对其加工性能改善的目的，而且可以降低生热，使其耐磨性能提升。当前应用在橡胶密封制品的白炭黑主要三类的发展方向，一是“标准”传统白炭黑（LDS）、二是高分散白炭黑（HDS）、三是易分散白炭（EDS）。当然，目前也有研究表明，将白炭黑与炭黑混合使用可以显著增强硫化胶的力学性能，甚至可以到 20.7MPa 以上。
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3.2 凹凸棒土的应用 凹凸棒土是一种天然矿物材料，随着近年科技水平的不断发展，其在橡胶工业中的应用变的越来越广泛，凹凸棒土是一种含水富镁硅酸盐无机矿物粘土材料，具有链层状结构，其化学式为，由于凹凸棒土自身特性所决定，其在橡胶中很难均匀分散，尤其在用量较大的时候。造成凹凸棒土很难在橡胶中均匀分散的主要原因体现在两个方面，一是凹凸棒土粒子与橡胶浸润比表面积较大，粒径越小，比表面积越大，二是凹凸棒土粒子的表面能大，粒子易团聚。由于这两个原因的存在使得要实现粒子在高聚物基体中的均匀分散比较困难。不过可以利用凹凸棒土的吸水性对其进行改性，改性后的凹凸棒土便可以表现出来和橡胶的一定亲和作用。
通常使用机械共混法将凹凸棒土有效混入到橡胶之中，通过其中充分的剪切力作用能够将凝聚的凹凸棒土粒子打开。为使分散性提高可以采用二段法塑炼、薄通次数增加、存放时间延长等措施。而且随着薄通次数和存放时间的增加，可增加凹凸棒土的添加量，从而使其均匀性进一步提高，在这种情况下，凹凸棒土可以在橡胶中获得大量而且均匀的分布。
3.3 有机蒙脱土的应用 近些年来，包括蒙脱土在内的纳米材料获得了非常广泛的应用，而具有纳米片层硅酸盐结构的蒙脱土经过表面活性剂有机化之后可以得到亲油性的有机蒙脱土（OMMT）。其综合性能优异，尤其在物理性能方面，可接近甚至超过高耐磨炭黑填充胶。混炼胶料包辊性能好，混炼时无粉尘飞扬，收缩小，半成品挺性好。利用有机化改性蒙脱土与 NBR 复合，可制备出优异力学性能、热性能、高阻隔性能的纳米复合材料。
3.4 短纤维的应用 短纤维具有优异且特殊的性能，其使用范围几乎覆盖了所有橡胶制品，由于其具有众多优势使得其在橡胶密封制品中获得了广泛的应用。短纤维补强橡胶复合材料既具有橡胶的弹性，又有纤维的强度和刚度。制品具有高强度、高模量、耐撕裂、抗溶胀等优良性能。当前已经获得了应用的短纤维主要有有机短纤维与无机短纤维两种。木质素短纤维、芳纶短纤维及锦纶短纤维等是目前常用的有机短纤维，而玻璃纤维以及石棉短纤维是主要的无机短纤维。当前将短纤维与橡胶进行复合时，其复合后的材料性能主要受到短纤维的长径比、分散性以及短纤维的取向和断裂等关键因素的影响。
当前将短纤维在橡胶密封制品中的应用中，其中颇受关注的是将丁腈橡胶（NBR）密封材料与短纤维的复合，丁腈橡胶的耐油性极好，非常适合制造耐油密封材料。不过在丁腈橡胶的结构中含有极性的腈基，从而使其滞后现象严重，力学损耗大，在使用过程中容易产热，而该种背景下，其力学性能也会随着温度的升高而大幅度下降。和炭黑增强橡胶相比，短纤维增强橡胶可以赋予橡胶极佳的初始拉伸模量和拉伸强度，从而可以将硫化胶的蠕变性获得极大的改善，同时也会赋予密封件更加优良的耐热性能和抗疲劳性能。可见，通过短纤维在丁腈橡胶中的应用能够明显改善其性能。
结语：科学技术迅速发展促进了橡胶密封制品材料加工技术的不断进步，促进了过程综合、技术综合、学科综合的进程。低碳经济下，可持续发展是大势所趋，而材料加工技术的可持续发展是重要一环。复合型、多功能且低碳型将逐步占领市场，材料成形加工技术将逐步综合化、多样化、多学科化。
参考文献：
[1] 谭晶 . 专用高分子密封制品仿真分析及复合软管外层胶料共混改性研究 [D]. 北京化工大学 ,2008.
[2] 安晓英 .NdFeB 磁性丁腈橡胶复合材料的性能研究 [D].兰州理工大学 ,2008.
[3] 何世权 . 纳米 Fe_3O_4 磁性复合丁腈橡胶的摩擦、磨损性能研究 [D]. 兰州理工大学 ,2008.
[4] 徐忠丽 . 橡胶密封制品的有限元模拟与结构优化 [D]. 青岛科技大学 ,2006.
论文作者:钟长鸣
论文发表刊物:《红地产》2017年9月
论文发表时间:2018/9/3
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