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1、3四丙氟橡胶与三元乙丙橡胶并用体系的研究Ξ范新刚刘毓真张言波刘燕军(青岛化工学院橡胶工程学院266042)摘要采用四丙氟橡胶与三元乙丙橡胶并用,改善了胶料的耐水基泥浆性能和耐压缩永久变形性能,降低了制品的生产成本。关键词四丙氟橡胶三元乙丙橡胶并用体系四丙氟橡胶是由四氟乙烯和丙烯在水介质中进行低温乳液共聚而得到的交替共聚物,因含有四氟乙烯基团,使它具有氟橡胶所具有的优良的耐热性、耐化学药品、电绝缘性以及耐酸碱性和强氧化性、耐水蒸汽等性能,但缺点是耐低温性能差1。三元乙丙橡胶也具有极高的化学稳定性、耐热、
2、耐候、耐臭氧、耐水、耐水蒸汽、耐化学药品等许多优良性能,相对于四丙氟橡胶来讲,它的典型特点是耐极性介质性能较好,低温性能优越。四丙氟橡胶相当于乙烯分子的氟取代物与丙烯的共聚物,因此,两者在组成结构上的相似,为两者的并用提供了相容性基础。通过在四丙氟橡胶中并用三元乙丙橡胶,一方面,可以改善四丙氟橡胶的耐水基泥浆性能,另三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。氧化锌,氧化镁,氧化钙。防老剂MB,硬脂酸(HSA)。癸二酸二辛酯(DOS)1.2实验设备电子显微镜,JEM-2000EX,日本电子公司。开炼机,Φ160×
3、320,上海轻工机械厂。平板硫化机,XLE-25t,青岛第三橡机厂。拉力试验机,XLL-250,广州材料试验厂。电热鼓风箱,101-2,上海实验仪器厂。阻尼分析天平,TG5288,上海天平仪器厂。1.3基本配方四丙氟橡胶单用胶配方:四丙氟橡胶100;N-99030;ZnSA1.0;DCP2.0;TAIC5.0;MgO10;CaO2。EPDM单用胶配方:EPDM100;HAF55;HSA1;DCP4;TAIC1.5;ZnO5;MB1;DOS10;并用胶配方助剂量按生胶并用比例计算得到。一方面,可以降低制
4、品的生产成本2。1实验部分1.1原材料四丙氟橡胶(深褐色胶片)。EPDM(ENB型),吉林化工有限公司。中粒子热裂炭黑(N-990)。1.4试样制备混炼:四丙氟橡胶与EPDM采取二次混收稿日期:1999-02-28Ξ1999年范新刚等四丙氟橡胶与三元乙丙橡胶并用体系的研究23炼法,先将四丙氟橡胶与EPDM制成各自的母炼胶,再将母炼胶按生胶的并用比例掺混并用。硫化:一段硫化:170℃×16min;二段硫化:150℃×6h2.1四丙氟橡胶与EPDM并用形态分析通过观察图1四丙氟橡胶/EPDM比例为50/5
5、0的生胶并用体系电镜照片,可以发现,两相分散均匀,相互贯穿交错,形成两相连续结构,表明两者的相容性较好。1.5性能测试耐溶剂试验:耐0#柴油、10#柴油、水基泥浆介质实验在电热鼓风箱中90℃下恒温24h;耐120#汽油+苯(3∶1)在室温条件下浸泡24h;压缩永久变形试验压缩量为15%,150℃下进行24h;热空气老化试验在电热鼓风箱中150℃下恒温96h,然后测其性能,其余力学性能均按相应的国家标准进行。图1四丙氟橡胶/EPDM生胶并用体系电镜照片2结果与讨论表1四丙氟橡胶/EPDM并用比及物理机械
6、性能配方编号123456四丙氟橡胶EPDM物理机械性能邵尔A硬度/度拉伸强度/MPa100%定伸应力/MPa扯断伸长率/%撕裂强度/kN·m-1扯断永久变形/%1000901080207030604050509213.76.521020.5158712.69.814021.3108514.910.714022.388612.6101102098414.67.915018.188113.96.6150168在纯四丙氟橡胶配方的20.5kN/m上下变动,比例为80/20时有极大值22.3kN/m,并用比例
7、为90/10、70/30的配方撕裂强度也较纯四丙氟橡胶的撕裂强度为高;加入EPDM后材料的扯断永久变形明显降低。2.2四丙氟橡胶/EPDM并用比对胶料物理机械性能的影响从表1可以看出,EPDM的加入确实能够改变四丙氟橡胶的物理机械性能,拉伸强度变化幅值在12.6～14.9之间,其中四丙氟橡胶/EPDM比例为80/20时有最大值14.9;100%定伸应力在6.5～10.7之间变化,其中在80/20处有一极大值,其余配方性能值分别向两侧依次减小;并用EPDM后,其扯断伸长率明显降低,由210%降至150%
8、不等;EPDM对材料撕裂强度影响不甚显著,基本2.3四丙氟橡胶与EPDM并用比对胶料耐介质性能的影响以体积变化率和性能保持率来综合评价材料的耐介质性能3。由图2可以看出,四丙氟橡胶/EPDM并用胶的耐水基泥浆溶胀性能最好,材料的体积变化率与EPDM的用特种橡胶制品第20卷第5期2440%。各并用配方耐4种介质性能变化规律如图3～6所示,性能变化率越小者,表示其性能保持率越高。在水基泥浆中,纯四丙氟橡胶硫化胶拉伸强度变化率和伸长率变化率分别为-69.3%和
