有關膜片的性能檢驗方法

【摘 要】 橡膠膜片是直接影響膜式燃氣表計量性能的的核心部件之一，本文僅對膜片的耐介質性能在實際使用介質、判定指標及物理性能檢驗方法方面做一點探討性建議。

【關鍵詞】 橡膠膜片 耐液體介質 性能變化

隨著燃氣事業的日益發展，用戶對燃氣表的性能要求越來越高，而作為燃氣表關鍵零件的膜片，其經久耐用、優良的性能自然成為各燃氣表生產廠所關注的重點之一。目前在國內燃氣表行業中，橡膠膜片的各項性能指標有較為嚴格的技術要求，其基本是按HG 2178-91《家用煤氣表橡膠膜片》標準進行相關檢驗。該標準中對耐液體試驗要求為：按GB 1690規定進行，浸漬試樣的液體質量百分比是：苯∶甲苯∶二甲苯∶120#汽油=30∶40∶20∶10，要求在23℃×24h情況下，耐液體質量變化率最大不超過60%，此項檢驗指標雖從一定程度反映了橡膠膜片的耐介質性能，但從理論和實際上，還有值得探討的地方。

1 膜片耐液體介質分析

膜式燃氣表主要適用于人工煤氣、天然氣和液化石油氣。其中人工煤氣主要成分是烷烴、炔烴、芳烴、一氧化碳和氫氣等，天然氣的主要成分為甲烷，而液化石油氣主要成分是丙烷、丁烷、含有少量乙烯、丙烯等。HG 2178-91《家用煤氣表橡膠膜片》標準所用的液體針對的主要是模擬橡膠膜片在人工煤氣情況下的耐介質性能。但現實中隨著國內天然氣的廣泛應用，上述檢驗指標不能很好地模擬膜片在天然氣情況下的耐介質情況。對此經查閱國外針對膜片檢驗的相關標準獲知大部分標準中的試驗液體為正戊烷或烷烴與芳香烴的混合物，如BS 6505《橡膠類型材料英國標準規范》及EN 549《燃氣器具和設備密封件和隔膜用橡膠材料》中所用的液體為正戊烷，而《歐洲標準-英國標準4161.第三部分1989》中所用的液體為甲苯∶庚烷=1∶1的混合液，EN 1359《燃氣表—膜式燃氣表》對膜片和氣路中的其他組件檢驗要求，有一項檢驗是甲苯/異辛烷試驗，試驗的介質為30%甲苯/70%異辛烷的混合物與氮氣混合，按體積比前者占3%。因此，針對橡膠膜片的耐液體試驗，應根據橡膠膜片所用于的實際氣質選擇合適的溶劑進行檢驗，如在天然氣中使用的橡膠膜片，其耐液體所用的溶劑應是傾向于接近甲烷氣體的正戊烷或含烷烴類物質比重大的混合液。

2 耐液體試驗的判定指標

膜片上的橡膠在溶劑浸泡時，溶劑被橡膠吸收發生溶脹，橡膠質量增加，橡膠內的可溶組分如增塑劑和防老劑被溶劑從橡膠中抽出，橡膠質量減少，因此，耐液體試驗質量變化率實際是兩種過程的結果。本標準頒定的指標是耐液體質量變化率最大不超過60%，這一判定從一定程度上反映了膜片的耐介質情況，但判定比較單一，且從膜片實際使用看，橡膠的抽出結果對膜片的實際使用性能影響也不容忽視。因此若真正檢驗橡膠膜片好壞程度，應增加抽出試驗，即在23℃×24h情況下浸泡后的橡膠膜片在晾干溶劑后的自身質量變化率。這是因為一方面通過抽出結果可以更好的反映橡膠的實際吸收溶劑增重以判定橡膠耐液體情況；另一方面，膜片的的抽出過多，對膜片的物理性能產生很大影響，必須加以控制，否則影響產品性能（如下分析）。

把柔軟度為0.35g/cm的相同配方橡膠膜片分別放入苯、甲苯、二甲苯、120#汽油的液體和飽和蒸汽中進行試驗，時間為7天，數據見表1。

表1 橡膠膜片的耐液體試驗對比

通過上述數據看出，雖然相同配方橡膠膜片在兩種環境中的耐液體增重基本相同，但由于抽出情況不同，橡膠在兩種環境的實際吸收溶劑不同，并且對橡膠膜片的物理性能改變也不同。因此，國外針對膜片檢驗的相關標準，對橡膠膜片的抽出提出了檢驗要求，如耐正戊烷試驗，要求抽出的質量變化率（減少）應不小于12%。

3 增加耐介質后的物理性能試驗

無論是橡膠吸收溶劑后還是橡膠被抽出都能顯著改變橡膠原有的物理性能，正如上面試驗中，柔軟度在兩種環境中，均發生了改變，隨著抽出量增加，增塑劑的減少，膜片變硬，柔軟度指標下降。因此，通過增加橡膠膜片的浸漬和干燥后的物理性能變化試驗，不僅提高了橡膠膜片的檢驗判定手段，更好地控制橡膠膜片質量，同時還可以通過物理性能變化試驗結果，掌握橡膠膜片在模擬實際介質中由于其性能變化而對產品可能造成的影響。當然，除了可以做柔軟度變化試驗，膜片橡膠的拉伸強度、拉伸伸長率及硬度等物理性能變化試驗也可以進行。

為更好檢驗橡膠膜片在實際介質中的性能指標，我們在參照HG 2178-91《家用煤氣表橡膠膜片》中的橡膠膜片耐液體試驗外，實際膜片檢驗可參照國外的相關標準，根據橡膠膜片的實際使用要求，對該標準中的耐液體試驗進行改進，提高膜片的檢驗手段，以更好地保證橡膠膜片質量。