三元乙丙橡胶 (EPDM) 特点、性能参数、加工和配方案例

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三元乙丙橡胶 (EPDM) 特点、性能参数、加工和配方案例

2023-08-12 05:16| 来源: 网络整理| 查看: 265

三元乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性,电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。

7、 弹性:

三元乙丙橡胶分子结构中无极性取代基,分子内聚能低,分子链可在较宽范围内保持柔顺性,仅次于天然橡胶和顺丁橡胶,并在低温下仍能保持。

8、黏接性:

三元乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团,内聚能低,加上胶料易于喷霜,自黏性和互黏性很差。

分子结构和性能

三元乙丙是乙烯,丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。二烯烃具有特殊的结构,只有两键之一的才能共聚,不饱和的双键主要是作为交链处。另一个不饱和的不会成为聚合物主链,只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热,光,氧气,尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的,对极性溶液和化学物具有抗性,吸水率低,具有良好的绝缘特性。

在三元乙丙生产过程中,通过改变三单体的数量,乙烯丙烯比,分子量及其分佈以及硫化的方法可以调整其特性。EPDM 第三单体的选择 第三二烯烃类型的单体是通过乙烯和丙烯的共聚,在聚合物中产生不饱和,以便实现硫化。第三单体的选择必须满足以下要求:

最多两键:一个可聚合,一个可硫化

反应类似于两种基本的单体 主键随机聚合产生均匀分佈 足够的挥发性,便于从聚合物中除去 最终聚合物硫化速度合适二烯烃类型和含量对聚合物特性的影响三元乙丙生产中主要是用 ENB 和 DCPD 。

三元乙丙中最广泛使用的是 ENB ,它比 DCPD 产品硫化要快得多。在相同的聚合条件下,第三单体的本质影响著长链支化,按以下顺序递增:EPM

ENB -快速硫化,高拉伸强度,低永久形变

DCPD-防焦性,低永久应变,低成本

随著二烯烃第三单体的增加,将会有下列影响发生:更快硫化率, 更低的压缩形变, 高定伸, 促进剂选择的多样性,减少的防焦性和延展,更高的聚合物成本。

乙烯丙烯比

乙烯丙烯比可以在硫化阶段进行改变,商业的三元乙丙聚合物乙烯丙烯比由 80/20 到 50/50 。当乙烯丙烯比由 50/50变化到 80/20 时,正面的影响有:更高的压坯强度,更高的拉伸强度,更高的结晶化,更低的玻璃体转化温度,能将原 材料聚合物转化成丸状,以及更好的挤出特性。不好的影响就是不好的压延混合性,较差的低温特性,以及不好的压缩形变。

当丙烯比例更高时,好处就是更好的加工性能,更好的低温特性以及更好的压缩形变等。

分子量和分子量分布

乙丙橡胶的分子量通常用门尼粘度表示。在三元乙丙的门尼粘度中,这些值是在高温下得到的,通常为 125℃,这样做的主要原因是要消去由高乙烯含量所产生的任何影响(结晶化) ,由此会掩盖聚合物的真正分子量。三元乙丙的门尼粘度范围在 20 到 100 之间。也有更高分子量的商用三元乙丙也有生产,但一般都充油,以便混炼。

分子量以及在三元乙丙中的分佈可以在聚合过程中通过以下途径聚合:

催化剂以及共催化剂的类型和浓度 温度 改性剂,如氢的浓度三元乙丙的分子量分佈可以通过凝胶渗透色谱法使用二氯苯作为溶剂在高温下( 150℃)测量而得。分子量分佈通常被称为是重量平均分子量与数量平均分子量的比例。根据普通和高度支化的结构,这个值在 2 到 5 之间变化。由于有分键,含有 DCPD 的三元乙丙橡胶更宽的分子量分佈。通过增加三元乙丙的分子量,正面影响有:更高的拉伸 和撕裂强度,在高温情况下更高的生坯强度,能够吸收更多的油和填料(低成本) 。随著分子量分佈的增加,正面的影响有:增加的混炼和碾磨加工性。但是,较窄的分子量分佈可以改进硫化速度,硫化状态以及注塑行为。

硫化类型

三元乙丙可以利用有机过氧化物或者硫来进行硫化。但是,相比与硫磺硫化,过氧化物交链的三元乙丙用于电线电缆工业时具有更高的温度抗性,更低的压缩形变以及改进的硫化特性。过氧化物硫化的不好的地方就在于更高的成本。正如前面所提到的,三元乙丙的交链速度和硫化时间随著硫化类型和含量而改变。

当三元乙丙与丁基,天然橡胶,丁苯橡胶混合时,在选择合适的三元乙丙产品时,必须要考虑到下列因素:

当与丁基进行混合时,由于丁基具有较低的不饱和度,为适应丁基的硫化速度, 最好选择相对较低含量的 DCPD 和ENB 含量的三元乙丙。

当与天然橡胶和丁苯橡胶混合时, 最好选择 8%到 10%ENB 含量的三元乙丙,以满足其硫化速度。

EPDM 配方案例

1、 EPDM 汽车散热器胶管配方

充油三元乙丙橡胶 70

三元乙丙橡胶 50

氧化锌 3

硬脂酸 1

N650 碳黑 130

N990 碳黑 140

石蜡油 120

促进剂 BZ 2

促进剂 PZ 2

促进剂 TMTD 3

促进剂 DTDM 2

硫磺 0.5

合计:523.5

2.EPDM 耐高温水蒸气配方

三元乙丙橡胶 100

氧化锌 5

硬脂酸 1

防老剂 RD 1.8

防老剂 D 0.5

N762 碳黑 65

交联剂 DCP 2.8

助交联剂 TAC 1.5

合计:202.8

3.EPDM 高温耐碱胶管配方

三元乙丙胶 100

氧化锌 5

硬脂酸 1

N330 碳黑 60

滑石粉 15

50#机油 5

DCP 4

合计:190

4.EPDM 挡风玻璃密封条

三元乙丙橡胶 100

氧化锌 5

硬脂酸 1

石蜡 1.5

N660 185

环烷油 120

促进剂 BZ 2

促进剂 DM 1.3

促进剂 TMTD 0.6

硫磺 1.5

合计:417.9

4. EPDM 绝缘胶配方

三元乙丙胶 100

氧化锌 5

硬脂酸 1

硅酸镁粉 100

石蜡油 20

对醌二肟 0.5

硫磺 0.3

防老剂 RD 0.5

DCP 7

合计 :234.3返回搜狐,查看更多



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