三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计应用
橡胶技术网 - 耐高温低压缩变形三元乙丙胶料的试验
〔1〕朱明华 编《仪器分析》高等教育出版社 1983 年 5 月 P27～39 。 〔2〕李浩春主编《分析化学手册 · (第二版) ·第五分册 ·气相色
谱分析》化学工业出版社 1999 年 3 月 P59～190 。
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能正常工作 。为了解决这一问题 , 我们从乙丙胶的 牌号 、硫化剂 、促进剂 、补强剂等方面做了大量的 对比实验 , 从中选出了较好的配方 , 来满足乙丙胶 在高温条件下低压缩变形的要求 。
2 材质的选择
21 1 三元乙丙胶牌号的确定 一般来讲乙烯含量在 60 %左右三元乙丙胶的
加工性能和硫化胶物理机械性能较好 , 所以多数乙 丙胶乙烯含量均控制在这个范围内 。故选择了如下 厂家生产的不同牌号乙丙胶做对比试验 。见表 1 。
30 43 高
从不同厂家生产的不同牌号的乙丙胶在 150 ℃ 高温下做压缩变形对比试验 , 结果如下 : 4045 胶2 361 4 ; EP33 胶2401 6 ; 505A 胶2341 2 。数 据 表 明 : 4045 和 505A 二个牌号的压缩变形值比较好 , 而且 基本接近 。三种牌号都是日本产的 , 其中 4045 是 目前我国大量进口的 , 所以采用 4045 牌号胶进行
3 采用二次硫化提高耐热性
因硫化体系选用的过氧化物 、少量硫磺 、二硫 化四乙基秋兰姆 、共交联剂等都具有耐热性 , 硫化 曲线平坦 、宽广 。为进一步加深硫化程度 , 提高耐 热性 , 减小压缩变形 , 采用在空气老化箱中 130 ℃ ×8h 二次硫化 。分析认为第一次硫化分解后的游 离基还存在 , 二次硫化时游离基可能起作用 。经二 次硫化后测得的压缩变形 (150 ℃×24h) 为 241 8 , 达到预期目的 。
乙丙橡胶配方设计及其性能研究
第一章综述1.1概述三元乙丙橡胶(EPDM)是以乙烯和丙烯为主要原料，并用少量的非共轭二烯烃在Zeigler-Netta催化剂作用下聚合而成的一种通用合成橡胶。
目前世界上约有20多个公司生产，共有100多个牌号[1]。
EPDM具有优异的耐热、耐臭氧、耐老化和电绝缘性，且易与聚烯烃塑料共混，已广泛用于汽车配件、防水卷材、电线电缆及塑料改性等众多领域。
EPDM与丁基橡胶并用制造汽车内胎，可延长内胎使用寿命。
由于用途广泛，在世界合成橡胶消费总量中，EPDM约占7%，其产耗量在合成橡胶中位居第三[2]。
在汽车用橡胶中，EPDM是耗用量最大的胶种，主要是制造门窗密封胶条、散热器胶管及其他零件。
1.1.1 EPDM的结构EPDM也称为饱和橡胶，与不饱和橡胶如NR(天然橡胶)、NBR(丁睛橡胶) 等相比，其主链完全饱和，不饱和的第三单体为侧挂基团作为其硫化的活性点而存在;故其化学稳定性和热稳定性较高。
EPDM分子主链和侧基上均无极性基团存在，因此，它也是非极性橡胶。
乙烯和丙烯的组成比例对EPDM的性能有着决定性的影响。
一般丙烯用量在30％-40 ％ (mol)之间，丙烯用量增加，EPDM的玻璃化温度(Tg)升高。
丙烯用量低于27%时，其硫化胶及生胶强度均增加，但永久变形会增大，弹性会下降[1]。
根据第三单体加入的种类不同，EPDM分为E, D和H型，即加入的第三单体分别为亚乙基降冰片烯(ENB)、双环戊二烯( DCPD)和1- 4己二烯(HD),第三单体用量高，EPDM不饱和度高，硫化速度快，但其耐热性能变差。
第三单体种类对EPDM性能影响见表1-1。
表1-1 第三单体品种对EPDM性能的影响续表 1-11.1.2 EPDM的性能总的来说，EPDM具有高度的化学稳定性、卓越的耐天候性，其耐臭氧、耐热性能及耐水蒸气性能优异，同时也具有良好的电绝缘及耐磨性能，与硅橡胶、氟橡胶相比，其物理机械性能和综合性能比较均衡。
三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究
三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究硫化胶力学性能越好,但耐老化性能差;蒙脱土和纳米凹凸棒粒径越小,硫化胶力学性能和耐老化性能越好,但压缩永久变形性能差;BaSO_4粒径越小,硫化胶力学性能和耐老化性能越好,压缩永久变形性能先增加后减小。
最后,本文通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)等手段,对填料的微观形貌、结构和化学性质进行了表征和分析,为填料的选择及应用提供了理论和实验依据。
4.3 结果与讨论4.3.1 硫化特性在本研究中，我们使用了两种不同的硫化系统，即常规硫化系统和高效硫化系统，并对其进行了比较。
结果表明，使用高效硫化系统可以显著提高硫化速率和交联密度，从而改善EPDM的硬度和强度。
此外，我们还研究了硫化剂种类和用量对硫化特性的影响。
结果表明，使用过量的硫化剂会导致硫化密度过高，从而降低EPDM的拉伸性能。
4.3.2 力学性能我们测试了EPDM的拉伸强度、断裂伸长率、硬度和抗撕裂性能，并比较了不同硫化条件下的结果。
结果表明，使用高效硫化系统可以显著提高EPDM的拉伸强度和硬度，但对断裂伸长率和抗撕裂性能的影响不大。
此外，我们还研究了填料对EPDM力学性能的影响。
结果表明，添加适量的填料可以显著提高EPDM的强度和硬度，但过量的填料会导致EPDM的断裂伸长率和抗撕裂性能下降。
4.3.3 耐老化性能我们使用热氧老化试验和紫外线老化试验来研究EPDM的耐老化性能，并比较了不同硫化条件下的结果。
结果表明，使用高效硫化系统可以显著提高EPDM的耐热老化性能和耐紫外线老化性能。
此外，我们还研究了填料对EPDM耐老化性能的影响。
结果表明，添加适量的填料可以显著提高EPDM的耐老化性能，但过量的填料会导致EPDM的老化速度加快。
4.3.4 压缩永久变形性能我们测试了EPDM的压缩永久变形率，并比较了不同硫化条件下的结果。
结果表明，使用高效硫化系统可以显著降低EPDM的压缩永久变形率。
耐低温超低压缩永久变形三元乙丙橡胶的配方设计
耐低温超低压缩永久变形三元乙丙橡胶的配方设计苏春义，丁业乾，杨 春，何 培，柯玉超，田友峰，章维国，祝 磊，吴 晨（安徽中鼎密封件股份有限公司，安徽宁国242300）摘要：研究由乙烯、丁烯和亚乙基降冰片烯为单体，茂金属催化合成的新型三元乙丙橡胶（EBT EPDM）和通用三元乙丙橡胶（EPDM）的耐低温性能以及炭黑种类对EBT EPDM胶料耐低温性能的影响。
结果表明：与EPDM胶料相比，EBT EPDM胶料的t10和t90均缩短，F max－F L增大；EBT EPDM硫化胶在低温条件（－40 ℃×72 h）下的压缩永久变形减小71.5%，脆性温度降低37.7%，低温回缩温度T R10最低，低温弯曲后表面未出现裂纹，耐低温性能优异；随着炭黑粒径的增大，EBT EPDM硫化胶的低温压缩永久变形减小，脆性温度降低；在相同低温条件下，EBT EPDM硫化胶的压缩永久变形与硅橡胶硫化胶相近，但EBT EPDM价格远低于硅橡胶，可拓宽其在低温密封领域的应用。
关键词：三元乙丙橡胶；压缩永久变形；脆性温度；低温回缩试验；炭黑中图分类号：TQ333.4 文章编号：2095-5448（2024）01-0015-05文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2024.01.0015三元乙丙橡胶（EPDM）一般是由乙烯、丙烯和较少量非共轭二烯烃共同聚合而成，主链饱和且无极性基团存在，属于一种无定型非结晶橡胶，主链和侧链分子间内聚能低，侧基小不阻碍大分子链运动，能在低温环境下保持分子链的柔顺性，因此广泛应用于汽车、石油开采和航空航天等领域[1-2]。
随着工业的快速发展，橡胶制品需求量增加，同时对橡胶制品的性能要求也日益苛刻，尤其是在极寒地区和航空航天领域对橡胶制品的低温密封性能提出了更高的使用要求。
在极寒地区的低温环境下，橡胶大分子链的热运动较弱，分子链和分子链段由于冻结作用会失去弹性，EPDM制品在低温下压缩永久变形较大，易导致低温密封失效，限制了其在极寒地区的使用[3-6]。
三元乙丙橡胶密封垫的研究与应用
密 封 垫 是 夹 在 两个 金 属板 之 间的边 槽 内的 ，
越的耐氧化、 抗臭氧和抗侵蚀的能力。 于三元乙 由 丙橡胶属于聚烯烃家腹， 它具有极好的硫化特性。 在所有橡胶当中， １） Ｅ｝ 、 Ｍ具有最低的 比 重。 它能吸 收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制 作成本低廉的 橡胶化合物。 板式换热器是近期发 展起来的一种新换热产品，板式换热器使用寿命 的长短除与使用条件有关外 ，就其本身而言还决
性。 ４ 论 结 ４１ＭＱ、Ｐ Ｍ 板式 换 热 器 密封 垫 采 用 过 氧 ． ＥＤ
化物 Ｄ Ｐ和促进剂 Ｐ Ｍ为硫化体 系，可获得良 Ｃ Ｄ 好 的耐 热 、 低压 缩变 形 的效果 。 ４ ． ２为解决过氧化物硫化体系引起的胶料拉 伸强度 、 撕裂强度的降低 ， 补强体系应并用部分高 补强门炭黑。 ４３为满足高温使用要求，胶料压缩永久变 ． 形 的 测试 温度 为 ： ＭＯ胶料 ２０ ， Ｐ Ｍ 胶 料 ｏ℃ Ｅ Ｄ
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三元 乙丙橡胶密封垫的研究与应用
孙 长 国
（ 齐化 集 团有 限公 司 ， 江 齐 齐哈 尔 １１０ ） 黑龙 ６００
摘 要： 乙丙橡胶 的 用ｌ ｑ￣ ／泛 ， ：－ － 可以作 为轮 胎侧 、 条 和 内胎 以及汽 车 的零部 件 ， 可 以作 电线 、 胶 还 电缆 包皮及 高压 、 高压绝 缘材料 。本 文主要 阐述 超 Ｙ， －Ｌ乙丙橡胶 密封 垫在 板 式换 热 器中的 应 用。 关键词 ： 元 乙丙橡胶 ： 三 硅橡胶 ： 式换 热器 板 表 １ 不 同 高补 强 白炭 黑 用量 的 ＭＱ 密封 垫 性 能 １概述 ３１压 缩 永 久 变 ． 三元乙丙橡胶是乙烯 、 丙烯 以及非共轭二烯 形测 试 温度 烃 的三 元共 聚物 。Ｅ Ｉ 最 主要 的特 性 就是 其 优 Ｐ｝ Ｍ 板 式换 热 器 橡 胶
三元乙丙橡胶硫化体系简介和配方设计搭配概述
三元乙丙橡胶硫化体系简介和配方设计搭配概述三元乙丙橡胶可以采用二烯烃类橡胶用的普通硫化方法硫化，但由于硫化速度较慢，故近年发展了高不饱和度三元乙丙橡胶，其硫化速度不低于高不饱和橡胶的。
三元乙丙橡胶通常可用硫黄、过氧化物、醌肟和反应性树脂等多种硫化体系进行硫化。
不同的硫化体系对其混炼胶的门尼粘度、焦烧时间、硫化速度以及硫化胶的次联键型、物理机械性能(如应力-应变、滞后、压缩变形以及耐热等性能)亦有着直接的影响。
硫化体系的选择要根据所用乙丙橡胶的类型、产品物理机械性能、操作安全性、喷霜以及成等因素加以综合考虑。
1硫黄硫化体系硫黄硫化体系是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。
在硫黄硫化体系中，由于硫黄在乙丙橡胶中溶解度较小，容易喷霜，不宜多用。
一般硫黄用量应控制在1～2份范围内。
在一定硫黄用量范围内，随硫黄用量增加，胶料硫化速度加快，焦烧时间缩短，硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高，拉断伸长率下降。
硫黄用量超过2份时，耐热性有下降，高温下压缩永久变形增大。
为使胶料不喷霜,促进剂的用量亦必须保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以下。
实际上，在工业生产中，基于以下原因几乎都是采用二种或多种促进剂的并用体系。
(1)多种促进剂并用，容易达到硫化作用平衡。
(2)许多促进剂在较低浓度时，就会发生喷霜，因此用量不宜太高。
(3)促进剂这间的协同效应，有利于导致硫化时间的缩短和交联密度的提高。
硫黄硫化体系中，促进剂的用量还可以通过增加硬脂酸的用量来提高，当其它条件不变的情况下，硬脂酸用量增加会导致交联密度、单硫和双硫交联键增加。
氧化锌用量的增加亦有助于在交联时形成促进剂，从而提高胶料的交联密度及抗返原性，改善动态疲劳性能和耐热性能。
2硫黄给予体硫化采用硫黄给予体代替部分硫黄，可使其生成的硫化胶主要具有单硫键或双硫键，因而可以改善胶料的耐热和高温下的压缩变形性能，延长焦烧时间。
所使用的硫黄给予体主要的秋兰姆类，如四硫化双五亚甲基秋兰姆(DPTT)、TMTD、TMTM、MBSS 及4，4′-二硫代二吗啡啉(DTDM)等。
EPDMCPE并用胶料配方设计与应用性能的研究
南昌航空大学硕士学位论文EPDM/CPE并用胶料配方设计与应用性能的研究姓名：李璐申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：熊联明20080501摘要本文研究了三元乙丙橡胶（EPDM）和氯化聚乙烯（CPE）并用胶料的配方设计和应用性能，包括EPDM/CPE并用比、硫化体系、补强体系、软化剂、防老剂，硫化时间等对EPDM/CPE共混硫化胶的物理机械性能、耐热空气老化性能、永久变形等性能的影响，利用电子扫描电镜 (SEM)观察了共混硫化胶的拉伸断面形貌，分析了其内部共混胶料的相态结构。
研究表明，在EPDM中并用一定量的CPE，有助于改善EPDM的物理机械性能、耐热空气老化性能和扯断永久变形性能。
经力学性能测试和SEM观察分析，当EPDM/CPE=70/30时，共混胶料相态均匀，硫化胶的综合性能最好。
在所研究的补强体系中，选择快压出炭黑N550，其粒子表面比较光滑，结构性高，对EPDM/CPE共混胶的补强效果好。
但过量的炭黑容易形成聚集体，降低共混胶的力学性能。
在本研究中，适宜用量为50份。
随硫化时间的增加，过氧化物硫化胶的硬度和拉伸强度增加，扯断伸长率和永久变形下降。
复合交联硫化胶的硬度增大，拉伸强度先增大后降低，永久变形降低。
当EPDM/CPE共混胶在压力10MPa，温度150℃的条件下硫化10min时，其硫化胶的综合性能最好。
在所研究的防老剂中，RD与MB并用时，耐热防护效果显著。
在RD用量为2.0份，MB用量为1.0份时，对EPDM/CPE共混胶的防护效果较好。
在所研究的软化剂中，石蜡油与DBP并用时，软化和增塑效果明显，同时由于DBP与EPDM的相容性不是很好，有轻微喷出的特点，可提高胶管的脱模性和外观光亮度。
但DBP用量不宜过多，研究表明在石蜡油/DBP=5/3时，软化效果最佳。
在过氧化物硫化体系中，采用DCP做为硫化剂，同时加入助硫化剂TAIC，能够明显提高胶料的物理机械性能，改善耐热空气老化性能。
三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究
三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究首先,本文对EPDM常用硫化体系进行对比考察,并对过氧化物硫化体系中助交联剂的单用及并用、常用防老剂的单用及并用对EPDM硫化特性、力学性能、耐老化性能及耐压缩永久变形性能的影响进行系统研究,以探索助交联剂的交联反应对DCP主交联作用的影响及防老剂的合理选用。
研究表明:1)、有效硫化体系及复合硫化体系力学性能较好,但耐老化及压缩永久性能差,DCP硫化体系综合性能较好。
2)、PDM、TAIC和S,可增大硫化胶的硫化速度和交联密度,并改善耐老化性能,且TAIC可改善加工性能;PDM、TAIC及适量S分别与DCP并用,可较好改善硫化胶压缩永久变形。
3)、采用单一防老剂,MB的综合性能及抗老化效果最好,硫化胶压缩永久变形最小;采用两种防老剂同份量并用,MB与NBC并用抗老化效果最好,而RD与MB并用压缩永久变形性能最好;MB与NBC不同份量并用时,其份量比为1/1时硫化胶综合性能较好,而份量比为0.5/1.5时压缩永久变形最小。
其次,本文分别从硫化温度、硫化时间、硫化工艺考察对EPDM硫化特性、力学性能、耐老化性能及耐压缩永久变形性能的影响。
研究表明:随硫化温度增大,填料间相互作用、交联密度减小,T10和T90明显缩短,压缩永久变形增大。
合理选择硫化温度和硫化时间,可使得硫化胶具有较好的综合性能,采用二段硫化能提高硫化胶的力学性能,二段硫化时间为2h时综合性能较佳。
随硫化时间和二段硫化时间增大,其压缩永久变形降低。
再次,本文研究了炭黑(N234、N330、N550及N774)、蒙脱土(DK2-OMMT、DK3-OMMT)、纳米重晶石(BaSO_4)及和纳米凹凸棒(AT)对EPDM的硫化特性、力学性能、耐老化性能及压缩永久变形性能的影响,并从粒径、结构性、微观形貌等因素考察,从而为配方筛选、新型填料的探索、纳米材料的应用提供理论和实验依据。
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三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计应用
一、三元乙丙橡胶的低压缩永久变形
三元乙丙橡胶是一种弹性体材料，具有优异的抗压缩性能。
然而，在长期受力的情况下，三元乙丙橡胶会出现低压缩永久变形的现象，即所谓的“压缩永久变形”。
这种变形会导致橡胶制品的功能和性能下降，影响其应用寿命和可靠性。
二、配方设计
1.选择合适的三元乙丙橡胶种类：根据不同的应用需求，选择具有低压缩永久变形特性的三元乙丙橡胶种类。
一般来说，高丙烯含量的三元乙丙橡胶具有较低的压缩永久变形。
2.添加适量的增塑剂：增塑剂可以改善橡胶的柔韧性和可塑性，减小其压缩永久变形。
常用的增塑剂有石蜡、润滑油等。
3.添加适量的填料：填料可以增加橡胶材料的硬度和强度，同时也可以减小其压缩永久变形。
常用的填料有炭黑、二氧化硅等。
4.加入交联剂：交联剂可以提高橡胶材料的力学性能和热稳定性，从而减小其压缩永久变形。
常用的交联剂有硫醇类、过氧化物类等。
5.添加抗老化剂：抗老化剂可以提高橡胶材料的耐候性和抗氧化性能，减小其压缩永久变形。
常用的抗老化剂有硬脂酸、光稳定剂等。
三、应用领域
三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计在许多领域都有应用，以下是一些常见的领域：
1.汽车工业：三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计在汽车工业中被广泛应用。
例如，在悬挂系统和密封件等部位，使用具有低压缩永久变形特性的三元乙丙橡胶，可以提高汽车的舒适性和密封性能。
2.建筑工程：三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计在建筑工程中也有重要应用。
例如，在震动和变形较大的结构部位，使用具有低压缩永久变形特性的三元乙丙橡胶，可以增强结构的抗震性能和变形能力。
3.电子电器：三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计在电子电器领域也有一定的应用。
例如，在电子设备的密封件、防震垫等部位，使用具有低压缩永久变形特性的三元乙丙橡胶，可以提高电子设备的可靠性和抗震能力。
四、总结
三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计在材料科学和工程领域具有重要意义。
通过选择合适的三元乙丙橡胶种类，添加适量的增塑剂、填料、交联剂和抗老化剂，可以得到具有低压缩永久变形特性
的橡胶材料。
这种材料在汽车工业、建筑工程和电子电器等领域有广泛的应用前景，为相关行业的发展提供了重要支持。