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1、乙丙橡胶配方技术及应用进展摘要：概述了乙丙橡胶的配方技术及主要进展,具体分析了乙丙橡胶配方实例的特征,并分析了国内外市场现状及发展前景。关键词：乙丙橡胶；配方技术；市场现状；发展前景引言 乙丙橡胶是一种耐热、耐侯性优异的橡胶材料。乙丙橡胶的用途极为广泛,主要用于散热器胶管、加热器胶管、门框密封海绵胶条、窗框密封胶条、软管等汽车配件,以及电线、屋面材料、耐热胶带、聚烯烃改性等,其需求量日益增加。1乙烯丙烯类橡胶的性质二元乙丙橡胶(EPM)和三元乙丙橡胶(EPDM)[1]娄成玉.乙丙橡胶的合成与加工工艺[M].北京:化学工业出版社,19
2、82.1]的乙烯链中含有无规排列的丙烯,因此乙烯链的结晶受抑制而成为无定形高分子,同时表现橡胶弹性。聚乙烯的玻璃化温度(Tg)比橡胶高,而且结晶度也非常大,因此它缺乏橡胶的功能。如图1所示,当EPM的乙烯含量低于50摩尔时,其结晶度小到用X射线折射无法测定;而加入第三单体的EPDM,其结晶度也被抑制。EPM中的丙烯含量与玻璃化温度(Tg)的关系是随着丙烯含量的增加,Tg逐渐降低,达到最小值后再次增高。市售EPM和EPDM的丙烯含量范围约为15～45mol%,位于二Tg丙烯含量曲线的低谷区域。影响EPM、EPDM分子结构的因素,除乙烯
3、和丙烯的比例外,还有分子量与分子量分布、组成分布、支化度、第三单体的种类及期含量等。EPDM的重均分子量M-w一般在20万～40万范围内,用于充油品种的生胶可使用分子量更高的聚合物。用凝胶渗透色谱仪(GPC)法测定的EPDM分子量的特性曲线一般几乎是左右对称,表示分子量分布宽度的M-w/M-n一般为2-5,有的达到8-10。第三单体的种类是决定EPDM品质极为重要的因素。此外,EPM和EPDM的支化少,而第三单体为DCPD(双环戊二烯)类的EPDM被认为有支化作用。支化多的乙丙橡胶,经过塑炼其门尼粘度大大下降。2实验配方举例2.1
4、汽车散热器胶垫(硬度70)该制品的配方及性能如表1所示。表1 汽车散热器胶垫配方及性能2.1.1 聚合物配方选用JSREP33牌号EPDM。其根据如下:(1)低分子EPDM有利于低填充配合胶料的加工性能;(2)乙烯含量低的EPDM低温特性好;(3)碘值高的EPDM用过氧化物交联效率高。JSREP33的聚合物结构特性如下:门尼粘度ML1+4(100°C)45丙烯含量,wt%43碘 值(ENB)262.1.2 防老剂选择防老剂TMDQ(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物)与防老剂MB(2-硫醇基苯并咪唑啉)并用,既可提高硫化胶
5、的耐热性,又不妨碍过氧化物交联。2.1.3 软化剂选择分子量为780的聚丁烯(Polyvis5SH)作为软化剂,不妨碍过氧化物交联。2.2 汽车用水管(硬度70)该制品的配方及性能如表2所示。2.2.1 聚合物高分子量、高乙烯含量EPDM有利于高填充配合胶料压出性能,低乙烯含量EPDM的低温性能优异。因此,该配方选择JSREP96牌号与JSREP27牌号的EPDM并用。JSREP96的结构特性如下:门尼粘度ML1+8(120°C)53丙烯含量,wt%27碘 值(ENB)19充油量,份50JSREP27的结构特性如下:门尼粘度ML1+
6、4(100°C)105丙烯含量,wt%43碘 值(ENB)152.2.2 硫化体系考虑到制品的耐热性,选择低硫硫化体系表2汽车用水管配方及性能配方(质量份) JSREP96 45.0;JSREP27 70.0;1号氧化锌5.0;硬脂酸1.0;快压出炉黑155.0;重质碳酸钙30.0;石蜡类操作油85.0;非反应性烷基酚类树脂3.0;促进剂CZ1.0;促进剂TMTD 0.75;促进剂DPTT 0.75;促进剂NA-220.5;促进剂ZDC1.5;硫化剂DTDM1.5;表面处理硫黄0.55。合计:400.55未硫化胶性能 门尼粘度ML1
7、+4(100°C)56 门尼焦烧时间ML1-125°C Vm38 t5,min9.9 t30,min5.5振动盘硫化仪硫化特性(160°C) t′c(10),min2.3 t′c(90),min7.1压出特性(L/D∶12.50mm,30rpm,伽弗口型) 压出速度,cm/min620 压出膨胀率,%20硫化胶性能(160°C×20min) 100%定伸应力,kgf/cm238 拉伸强度,kgf/cm2126 伸长率,%350 硬度(JIS)71 撕裂强度(JIS-B),kgf/cm29热空气老化试验(125°C×70h) 拉伸强度
8、变化率,%+0 伸长率变化率,%-47 硬度变化,度+8压缩永久变形(160°C×25min硫化胶) 120°×22h,%45 -20°×22h,%672.3 连续硫化汽车窗框密封胶条(硬度60)配方与性能如表3所示。2.3.1 聚合
