生物基反应性增塑剂大豆油对三元乙丙橡胶增塑效果的研究-论文.pdf

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1、2012年第4期理论·研究·21·生物基反应性增塑剂大豆油对三元乙丙橡胶增塑效果的研究韩悦，王朝，吴卫东，周舟，邵倩，张立群(北京化工大学北京市新型高分子材料制备与an：I：重点实验室，北京100029)摘要：探讨大豆油对三元乙丙橡胶(EPDM)的增塑效果。大豆油作增塑剂的EPDM胶料比石蜡油作增塑剂的EPDM胶料门尼黏度低，加工性能好。当增塑剂用量小于15份时，大豆油作增塑剂的EPDM胶料物理性能优于石蜡油作增塑剂的胶料。大豆油用量较大时，应提高硫化剂DCP用量。大豆油对EPDM的增塑效果优于石蜡油，其增塑机理符合反应性增塑机

2、理。关键词：大豆油；生物基；反应性增塑剂；三元乙丙橡胶；硫化剂DCP随着橡胶工业对增塑剂环保性要求的日益提碘值120～137g-(100g)_。，皂化值188～高，开发生物基环保型增塑剂已成为当今橡胶助195mg·g_。；EPDM，牌号2070，中国石油吉林剂行业研究的热点课题。大豆油作为高产植物石化公司产品。油，以良好的环保性和资源可再生性在新材料和1．2配方新能源领域占据重要地位，其有效利用越来越受EPDM2070，100；半补强炭黑，50；增塑剂，变重视。与石蜡油、芳烃油、环烷油等传统橡胶增塑量；助交联剂TAIC，1．3；

3、硫化剂DCP，3。剂相比，大豆油具有无毒、环保、耐抽出、挥发度低l-3主要设备和仪器等特点。另外，大豆油含有大量双键，在硫化过程4160mmX320mm开炼机，广东湛江机械厂中发生自聚和与硫化剂反应。大豆油的这些特点产品；M3810门尼黏度仪和LH一2型硫化仪，北京可以有效解决增塑剂环保和迁移问题。环峰化工机械实验厂产品；XQLB-350×350型本课题通过与石蜡油对比，探讨大豆油和对25t电热平板硫化机，上海橡胶机械厂产品；三元乙丙橡胶(EPDM)的增塑效果，并初步分析RPA2000型橡胶加工分析仪，美国阿尔法科技有其增塑机理

4、。限公司产品；822e型差示扫描／热重(DSC／TGA)同步分析仪，瑞士MettlerToledo公司产品；l实验270—30型傅立叶红外光谱(FTIR)分析仪，日本日1．1主要原材料立公司产品。大豆油，市售食用品，平均相对分子质量1．4试样制备880，棕榈酸含量6～8，油酸含量25～先将EPDM加人开炼机塑炼，其次加入半补36，硬脂酸含量39／6～5，亚油酸含量52～强炭黑，然后依次加入增塑剂、助交联剂TAIC、65，花生酸含量0．1～0．4，亚麻酸含量硫化剂DCP，胶料混合均匀后打三角包，下片。2．0～3．0％，总脂肪酸含量

5、94．96％，脂肪酸胶料硫化特性用硫化仪测试，硫化在电热平板硫平均相对分子质量290，凝固点一18～一15℃，化机上进行，硫化条件为160℃／1SMPa×t。。。·22·橡胶科技市场2012年第4期1．5性能测试加工性能采用RPA2OO0型橡胶加工分析仪测试，扫描温度6O℃，扫描频率1Hz；门尼黏度8采用M3810门尼黏度仪，按照GB／T1232．1—一：2000测试；硫化特性采用LH-2型硫化仪测定，邑温度为160℃；邵尔A型硬度、拉伸强度和撕裂越蜒强度和分别按GB／T531．1—2oo8，GB／T528—2009，GB／T5

6、29-2008测试；DSC和TAG分析采用822e型DSC／TAG同步分析仪进行，升温速率1O℃·min_。，温度～100～2O℃；抽提试验采用索氏提取器，以甲苯为溶剂，按照a和b分别为大豆油和石蜡油作增鬻剂的胶料。GB／T3516-2006测试，干燥时间2h；FTIR分图2EPDM胶料的门尼黏度析采用270-30型FTIR分析仪进行。2．1．2胶料物理性能大豆油与石蜡油作增塑剂的EPDM胶料物2结果与讨论理性能对比如图3～5所示。可以看出，当增塑剂用量小于15份时，大豆油作增塑剂的EPDM胶2．1增塑效果料拉伸强度和撕裂强度大

7、于石蜡油作增塑剂的2．1．1胶料加工性能EPDM胶料，这是因为大豆油使填料分散更均大豆油与石蜡油作增塑剂的EPDM胶料加工性能和门尼黏度对比如图1和2所示。可以看出，大豆油作增塑剂的EPDM胶料门尼黏度明显低于石蜡油作增塑剂的EPDM胶料，大豆油可有效提高EPDM胶料的加工性能。这是因为大豆油更好地降低了EPDM分子间的作用力，提高了EPDM分子的运动性，同时对炭黑表面的润湿性更好，有利于促进炭黑分散，从而降低了胶料黏度，提高了胶料塑性，减小了胶料加工能耗，可有效改善胶料的混炼、挤出、压延和充模流动性等加注同图2。工性能。图3E

8、PDM胶料的拉伸强度注同图2。图1EPDM胶料的剪切储能模■(G)-应变(8)曲线图4EPDM胶料的拉断伸长率2012年第4期理论·研究·23·a～d石蜡油用量分别为5，10，15，20份。注同幽2。圈7石蜡油作增塑剂的EPDM胶料DSC曲线图5EPDM胶料的撕