三元乙丙橡胶的分子结构参数对其性能的影响

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1、加工·应用合成橡胶工业，2014－03－15，37(2):139～143CHINASYNTHETICＲUBBEＲINDUSTＲY三元乙丙橡胶的分子结构参数对其性能的影响*王鹤，丁莹，赵树高(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东青岛266042)摘要:通过无转子硫化仪、动态机械热分析仪、核磁共振交联密度仪等分析手段，考察了乙烯含量、第三单体亚乙基降冰片烯(ENB)含量对过氧化物硫化的三元乙丙橡胶(EPDM)性能的影响。结果表明，

2、乙烯含量增加，有助于EPDM混炼胶交联程度和硫化速率的提高;ENB含量增加，EPDM混炼胶交联程度提高，但正硫化时间延长，其硫化胶的玻璃化转变温度随ENB含量的增大向高温方向移动，损耗因子峰值降低;乙烯含量增加，EPDM硫化胶的储能模量增大，拉伸强度明显提高，耐热氧老化性能提高。关键词:三元乙丙橡胶;乙烯含量;亚乙基降冰片烯含量;硫化特性;交联密度;动态力学性能;拉伸性能;热氧老化性能中图分类号:TQ333.4文献标志码:B文章编号:1000－1255(2014)02－0139－05三元乙丙橡胶(EPDM)由乙烯、丙烯和不饱布，第三单体均为ENB，德国La

3、nxess化学有限公和第三单体无规共聚得到，由于其分子主链的高司产品，其结构参数如表1所示;双－(叔丁基过度饱和性和非极性，使EPDM具有优异的耐热氧化异丙基)苯(BIPB)，牌号Perakadox14－氧、耐臭氧、耐天候老化性能，以及优异的耐化学40B－PD，荷兰AkzoNobel公司产品;三烯丙基药品性、电绝缘性能和卓越的耐蒸汽性能等，应用异氰脲酸酯(TAIC)，牌号ＲhenofitTAIC，青岛莱［1－3］茵化学公司产品。非常广泛。由于乙烯含量、第三单体类型等分子结构参数的不同，导致不同牌号EPDM的性Table1Structuralparamete

4、rsofdifferentEPDMbrands［4］能存在着较大的差异。Dikland研究发现，第三MassfractionMassfractionBrandML(1+4)125℃单体的种类对EPDM的交联效果有较大的影响，ofethylene/%ofENB/%但对硫化胶的拉伸性能和热氧老化性能没有明显Keltan245028484.1Keltan247024694.2影响。EPDM的分子结构与其硫化胶的力学性Keltan305051490能、制品的使用性能、胶料的加工工艺性能有密切Keltan275028487.8关系。本工作选用过氧化物硫化的不同牌号的

5、EPDM，考察乙烯含量和第三单体亚乙基降冰片1.2试样制备烯(ENB)含量对未填充EPDM混炼胶硫化特性基本配方(质量份)EPDM100，BIPB2.5，TAIC3。的影响以及不同分子结构的EPDM橡胶交联结EPDM硫化胶首先将美国热电公司生产的构对橡胶分子链运动能力及相关力学性能的影响，力图推导出合理的EPDM分子结构参数对其性能的影响规律。①①收稿日期:2013－09－04;修订日期:2013－12－03。作者简介:王鹤(1985—)，女，山东青岛人，博士研究生。主要从事橡胶的阻燃性能、发泡性能以及乙丙橡胶硫化机理方1实验部分面的研究工作，已发表论文6

6、篇。基金项目:德国Lanxess化学有限公司与青岛科技大学橡塑1.1主要原材料材料与工程教育部重点实验室合作项目(2012LSQ0116)。本实验采用的不同牌号的EPDM均为窄分*通讯联系人。·140·合成橡胶工业第37卷Hakke流变仪起始温度调至50℃，转速为2结果与讨论45r/min，加入EPDM生胶，塑炼均匀后依次加入2.1硫化特性硫化剂BIPB和助硫化剂TAIC，控制排胶温度为从表2可以看出，随着乙烯含量的增加，MH90℃，以防焦烧。随后在开炼机上混炼均匀后打增大，交联程度提高，而t1和t90变化不大。从图1三角包，下片，备用。按照硫化曲线确定的

7、正硫化硫化曲线的斜率比较可以发现，乙烯含量高的EPDMKeltan2470，其表观硫化速率较快，硫化程时间(t90)，采用佳鑫电子设备科技有限公司生产度更高，原因在于乙烯含量高，因而EPDM中丙的HS100T－ＲTMO－906型平板硫化机硫化试烯链段发生断链反应的几率降低。样，硫化条件为175℃×t90。1.3分析与测试Table2Effectofethylenecontentonvulcanization硫化特性设定硫化温度175℃，下模腔以characteristicofEPDMcompounds±0.5°的角度摆动，采用美国Alpha技术公司生Pro

8、pertyKeltan2450Keltan2470产的MDＲ200