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三元乙丙橡膠墊的配方設計
更新時間：2020-09-24
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三元乙丙橡膠墊（EPDM）是乙烯，丙烯及非共軛烯烴的三元共聚物，由于其主鏈飽和性高，所以它主要的特性就是其*的耐氧化，抗臭氧和抗化學侵蝕能力。同時EPDM具有*的硫化特性，可以采用硫磺硫化和過氧硫磺等多種手段。在所有橡膠中EPDM具有低的比重。配合上可以大量填充各種填料，和油類，因此可以制作成本低廉的橡膠化合物。
三元乙丙橡膠墊在配方設計時主要考慮如下方面：
1.生膠種類的選擇：EPDM配方設計生膠的選擇至關重要，其主要有如下性質(zhì)：
a.第三單體
b.丙烯含量
c.門尼粘度
d.充油量
特別是第三單體決定了三元乙丙橡膠墊的硫化速度，壓縮變形等性能：常用的第三單體是ENB（乙叉降冰片烯）和DCPD。大致區(qū)別ENB:硫化速度快，拉伸強度高，壓縮變形低；且隨著含量增加，這些性能成正比，但成本也將提高。DCPD：有防焦性，低變形，成本低。ENB更為普遍。
其他幾個性能也影響到了EPDM的填充量，加工工藝，老化性能等，也對配合設計影響重大。
2.硫化體系：EPDM普遍可以采用硫磺硫化或者過氧硫化體系。
采用硫磺硫化，工藝加工性能較好，易于修邊，物理性能好，成本低。
采用過氧硫化：耐老化性能優(yōu)異，壓縮變形小。但成本略高，且工藝性能有缺陷。
值得注意的是，采用硫磺硫化，由于硫磺和促進劑在三元乙丙中溶解度較低，所以特別容易噴霜，不易過多采用，硫磺用量增加，硫化速度快，硬度高，扯斷強度和定伸應力都會增加，但在增加噴霜風險的同時，耐熱老化性能和壓縮變形性能下降。為了達到性能和工藝的平衡，EPDM通常采用多種促進劑進行配合。例如S/M/TT/BZ(EZ)/CZ(1:0.8:0.5:1.2:1)或復合促進劑EG-31.5-3phr。
過氧硫化則可以采用BP,DCP,雙25，用量2-7份，并可配合適量交聯(lián)助劑，如TAIC、HAV-2(耐熱、壓變好）、PL400，也可添加少量硫磺0.5份左右提高加工工藝性能。
3.氧化鋅和硬脂酸
不管是過氧硫化還是硫磺硫化，氧化鋅都可以提高交聯(lián)活性，提升交聯(lián)密度，抗返原性，并且提高耐EPDM的耐熱性能和動態(tài)疲勞性能。
硬脂酸的作用除了提高膠料的加工性，促進材料分散，還可以提高硫磺硫化的交聯(lián)密度。
4.補強體系
EPDM是非結晶橡膠，本身機械強度較低，需要補強劑改善，自然是炭黑，主要有高耐磨，半補強，快壓出等，用法用量可視對物理性能的要求而定。
白炭黑也有一定補強性能，但因為其自身的酸性影響硫化，降低硫化速度和交聯(lián)密度，所以在使用白炭黑的同時，好加入硅烷偶聯(lián)劑（A172過氧體系、SI-69硫磺體系）等加以調(diào)節(jié)。
碳酸鈣，陶土，滑石粉等礦物填料基本沒有補強作用，但它們可以大量填充在EPDM橡膠中，達到降低成本的作用。當EPDM大量填充時，需要添加活化分散劑聚乙二醇（PEG4000）等。
5.增塑體系
廣泛應用于乙丙橡膠的增塑劑石蠟油，其他還有一些石油系油，如芳烴油和環(huán)烷油，不太常用的有樹脂和松焦油等，石蠟油可大量填充在EPDM橡膠中，用量5-120phr。石蠟油按照粘稠度和閃點有不同的分類。
選用增塑劑類型要根據(jù)所用的硫化體系、成本、污染性、遷移性、加工性能和硫化物理性能而定,石油系增塑劑中常用的是環(huán)烷油,它不僅與EPR的相容性好且價格和性能也適中。但它不適于過氧化物硫化體系,因環(huán)烷油影響過氧化物的交聯(lián)效率,且揮發(fā)分質(zhì)量分數(shù)較高。
芳烴油價格低,但在EPR中物理性能差,會導致耐候性能及耐紫外線輻射性下降,若烴油與EPDM的相容性好,可用于對硫化程度、耐老化性能和顏色穩(wěn)定性求不高的膠料,以降低成本,但在過氧化物硫化體系中不能使用。在硫黃硫化的膠料含25份芳烴油時交聯(lián)密度下降甚微,若填充量更高時則交聯(lián)密度明顯降低。
石蠟油的揮發(fā)分質(zhì)量分數(shù)低,膠料壓縮變形較小,適宜于過氧化物硫化體系,但價格高。若用于高乙烯摩爾分數(shù)的EPDM硫化膠,低溫使用時,應與環(huán)烷油并用,否則石蠟油會滲出。
液體聚丁二烯可用作EPDM的增塑劑,并起著過氧化物硫化體系共交聯(lián)劑的作用因面可改善化硫化膠的物理性能,癸二酸二辛酯(DOS)與EPDM相容性較好,混煉膠柔軟,易于壓延和擠出,是良好的增塑劑,并可改善膠料的低溫屈撓性能。?
6.防護體系
乙丙橡膠本身具有*的耐老化性能，聚合是原料中又加入了少量防老劑作為穩(wěn)定劑，所以三元乙丙配合一般不用防老劑，只是在高溫下使用的制品中加入少量。防老劑RD\MB\445對耐熱有一定提高。某些采用半有效硫化體系的配方加入10份氧化鎘等金屬氧化物可提高不加防老劑的EPM膠料的熱穩(wěn)定性,溫度越高,這種熱穩(wěn)定效果越好,以氧化鎘的效果好。
7、增粘劑組分
ERP使用的增劑主要有松香類樹脂、聚粘烯樹脂、石油樹脂和非反應型烷基酚醛樹脂等。其中以烷基酚醛樹脂的增黏效果較好,可用于黏合強度要求較高的制品,只是膠料的焦燒時間縮短,價格較高.
其它顏料、阻燃、導電、耐熱體系等不在一一闡述！！
