• 如何设计耐水O型圈胶料配方

要制造耐水性O型圈，应该选择吸水量小的胶料。橡胶的饱和吸水量与橡胶中电解质的数量近似的呈线性关系。乳聚橡胶大都含有凝固剂的盐、脂肪酸等电解质，吸水量较大，溶聚橡胶则相反。极性橡胶的吸水量一般高于非极性橡胶。

乙丙橡胶和树脂硫化的丁基橡胶耐过热水的性能较好。由乙丙橡胶为主体材料制备的静态密封件，在160-180℃和20Mpa的压力下，在过热水中使用1700h，仍保持工作能力；丁晴橡胶和氯丁橡胶在同样的条件下，使用500-1000h后，便丧失了弹性和密封能力。树脂硫化的丁基橡胶在177℃的过热水中浸泡后，弹伸性能很小，硅橡胶不能用于耐过热水橡胶制品的生产，这是因为在水蒸气中，硅氧烷水解，使橡胶解聚。

耐水性O型圈应适当增加硫磺和交联剂的用量，提高交联密度，不应使用含水溶性电解质的配合剂；填料、防老剂、增塑剂等易抽出，应尽量少用。

二、如何设计耐油O型圈胶料配方

O型圈的耐油性是指橡胶抗耐油类作用的能力。与油类接触的O型圈，在长期的使用过程中，油类能渗透到橡胶内部，使其产生溶胀。另一方面，油类物质可以从硫化胶中抽出可溶性的配合剂，导致硫化胶的体积变小。此外，合成润滑油中的某些添加剂能与橡胶发生化学作用，侵蚀高分子链，尤其是在高温下，能引起橡胶的交联或降解，侵蚀严重时，会使O型圈丧失工作能力。

选择极性橡胶，耐油性通常指的是耐非极性油类。要使O型圈具有耐油性，应选择含有极性基团的丁晴橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶等。这是因为极性橡胶和非极性油类极性不同，两者接触时稳定性好，聚合物的耐油溶胀性能与橡胶侧链基团的极性有关。极性越大，O型圈的耐油性越好。

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• 如何设计高弹性O型圈胶料配方

选择弹性较高的生胶。在通用橡胶中，顺丁橡胶、天然橡胶分子链的柔顺性好，弹性好。丁苯橡胶和丁基橡胶，由于空间位阻效应大，阻碍分子链段运动，弹性较差。丁晴橡胶、氯丁橡胶等极性橡胶，由于分子间作用力大，会使弹性有所降低。对于结晶型橡胶，结晶的存在可作为物理结点使网络趋于完善，有利于弹性；同时也增加了分子链的运动阻力，降低了弹性，所以，一般情况下，橡胶的结晶会使弹性下降，为降低天然橡胶的结晶能力，在天然橡胶胶料中并用部分顺丁橡胶，可使其硫化胶的弹性提高。

当然，其他的原因也会影响O型圈的高弹性，比如选择分子量较大和分子量分布较窄的生胶；设计适当硫化体系；交联键类型对弹性有影响；选择高弹性硫化体系配合；提高含胶率，减少活性填料的使用；选用的炭黑粒径越小，表面活性越大、结构向越高、补强性能越好，硫化胶的弹性越低。

选择与橡胶相容性好软化增塑剂，并尽可能降低用量，软化增塑剂与橡胶的相容性越小，硫化胶的弹性越差。一般来说，增加软化增塑剂的用量，会使硫化胶的弹性降低（但三元乙丙橡胶除外），所以在高弹性O型圈的配方设计中，应尽可能不加或者少加软化增塑剂。但软化增塑剂与橡胶相容性好不一定回弹性高。例如，对于丁晴橡胶，加入脂类软化增塑剂的回弹性为41%-47%，而加入石油系软化增塑剂仅为22%-24%。

• 如何设计耐寒O型圈胶料配方

O型圈的耐寒性是指在规定的低温下，能保持橡胶弹性和正常工作的能力，硫化橡胶在低温下，由于松弛过程急剧减慢，硬度、模量和分子内摩擦增大，弹性显著降低，致使橡胶制品的工作能力下降，特别是动态条件下尤为突出，当温度降至弹性极限使用温度时，橡胶会硬化与收缩，导致密封件泄漏失效。硫化胶的耐寒性能只要取决于高聚物的两个基本特性：玻璃化转变和结晶。两者都会使橡胶在低温下丧失弹性。

选择耐寒性好生胶是耐寒性的关键，橡胶的耐寒性能主要取决于橡胶的品种。对于非结晶型橡胶，玻璃化温度较低的，耐寒性较好，对于结晶型橡胶，耐寒性主要考虑玻璃化温度的高低、结晶情况。增大橡胶分子链的柔顺性，减小分子间作用力及空间位阻，削弱大分子链规整性的橡胶成分与结构因素，都有利于提高橡胶耐寒性；反之，减弱分子链的柔性或增加分子间作用力的因素。