三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究
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 。
一、三元乙丙胶(EPDM) 性能：1耐老化性能乙丙橡胶有优异的耐天候
氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。 8、低温性能不好
氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致。
我司各种材质的橡胶垫物理性能
氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。 4、真空性能极佳
氟橡胶具有极好的真空性能。 5、机械性能优良
氟橡胶具有优良的物理机械性能。26 型氟橡胶一般配合的强力在 10~20MPa 之间，扯断伸长率在 150~350%之 间，抗撕裂强度在 3~4KN/m 之间。 23 型氟橡胶强力在 15.0~25MPa 之间，伸长率在 200%~600%，抗撕裂强度在 2~7MPa 之间。 6、电性能较好
氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。26-41 氟胶在 250℃下可长期使用，300℃ 下短期使用；246 氟胶耐热比 26-41 还好。23-11 型氟胶可以在 200℃下长期使用，250℃下短期使用。四丙氟在 200℃ 下长期使用，230℃下使用 2-3 个月，260℃下连续使用 10-30 天。 3、耐老化性能好
（2）耐化学腐蚀性 对碱和弱酸具有良好的抗耐性，对强氧化酸的抵抗力较差。 2、氢化丁腈橡胶： 丁腈橡胶烃链上的不饱和双键被加氢氢化成饱和键而制成的合成橡胶。通过加氢使其具有耐高温、耐老化性 能，耐各种液体的溶胀性能。对含腐蚀添加剂的油类，在温升下仍能保持相当的物理机械性能。在极苛刻的条件下 仍具有良好的耐磨性。氢化丁腈橡胶广泛用于油温较高的工矿。 三、氟胶（FPM） 聚烯烃类氟橡胶有：23 型、26 型（vintonA）、246 型（vintonB）、四丙氟等。 1、氟橡胶 23，由偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚而成。 2、26 型氟橡胶（vintonA）由偏氟乙烯与六氟丙烯共聚而成。 3、246 型（vintonB）由偏氟乙烯、四氟乙烯与六氟丙烯共聚而成，耐溶剂性能好。
三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计应用
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。
三元乙丙橡胶主要性能
15256
812
D2137
53546
8
热空气压缩永久变形,(压25%,70℃,22h)%
≤50
7759
815B
D395B
53517
9
热空气老化试验（70℃，70h）
硬度变化值
≤+10
3512
188
D573
53503
拉伸强度变化率,%
≥-25
断裂伸长率变化率,%
≥-35
12
耐臭氧龟裂静态拉伸（伸长20%,16h,40℃）
2.白炭黑（二氧化硅）Silica
其分子式为：Sio2
其成份约占：10%～20%
3.促进剂：硫磺
其分子式为：S8
其成份约占：2%～10%
4.硫化后该材料绝缘
臭氧浓度为50pphm
无龟裂
7762
1431-1B
D1149
53509
说明
三元乙丙胶材质证明书
产品名称：三元乙丙混炼胶
牌号/型号：BUNA EP T 3950
产品主要成份为：
1.生胶（三元乙丙胶）
Ethylene-Propylene rubber
其分子式为：
(C2H4)n-(C3H6)m
其成份约占：60%～70%
三元乙丙橡胶（EPDM）
1．主要特性
乙丙橡胶在汽车制造行业中应用量最大，主要应用于汽车密封件、散热器软管、胶垫、胶管、护套等。在汽车密封条行业中，主要利用EPDM的弹性、耐臭氧、耐候性等特性。长期耐温-50℃~150℃或-60~130℃。
2．主要技术参数
2.1三元乙丙橡胶的物理性能指标如下：
三元乙丙橡胶（EPDM）的物理性能指标
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。
EPDM的压缩永久变形性能研究
EPDM的压缩永久变形性能研究
王勇
【期刊名称】《世界橡胶工业》
【年(卷),期】2009(036)006
【摘要】研究了硫化体系、填充体系、增塑体系和硫化时间对EPDM高温下压缩永久变形的影响.实验结果表明:在硫黄、过氧化物、酚醛树脂3种硫化体系中,过氧化物配合助交联剂(TAIC)硫化的EP-DM压缩永久变形最小,硫磺硫化体系硫化胶则最大;胶料的压缩永久变形随着炭黑类填料用量的增加而降低,却随着无机类填料用量的增加而增加;填充具有高结构、适当粒径的炭黑(如N550)并适当延长硫化时间能有效降低EPDM的压缩永久变形.
【总页数】3页(P43-45)
【作者】王勇
【作者单位】中国船舶重工集团公司,第七二五研究所,河南,洛阳,471039
【正文语种】中文
【中图分类】TQ333.4
【相关文献】
1.IIR/EPDM并用硫化胶压缩永久变形性能的研究 [J], 何顺雄;罗权
2.正交试验法研究EPDM的常温和高温压缩永久变形 [J], 马妍
3.三元乙丙橡胶/EPDM再生胶并用胶压缩永久变形性能的研究 [J], 林新志;程伟
4.EPDM/NR并用胶压缩永久变形的研究 [J], 谭莲影;黄良平
5.EPDM发泡材料低压缩永久变形的研究 [J], 王巧玲;高光涛
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EPDM的性能及其并用研究
EPDM的性能及其并用研究1、前言1.1 EPDM的结构三元乙丙橡胶(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。
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，且当丙烯用量增加，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（3）”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。
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、耐热性能及其耐水蒸气性能也相当优异，同时还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。
但其硫化速度较慢，黏结性及耐脂肪族溶剂性能较差。
（1）耐热空气老化性能EPDM具有优异的耐臭氧、耐热、耐天候性能，在通用橡胶中其老化性能最好。
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]。
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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(N23
4、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。
研究表明:1)、EPDM硫化胶性能主要受填料种类、粒径、表面活性、结构性等因素影响。
2)、随炭黑、蒙脱土及纳米凹凸棒用量的增加,力学性能和压缩永久变形增大,而BaSO_4用量增加,力学性能增加,压缩永久变形先增大后减小。
3)、炭黑粒径越小
补强性越高,压缩永久变形增大;活性越高补强效果越好,而扯断伸长率同时受结构性影响较大,高结构性炭黑可改善压缩永久变形。
4)、硫化胶老化后,粒径的影响程度下降,结构性和其他因素的影响提高。
摘要6-8ABSTRACT8-13第一章绪论13-27
1.1 课题来源13
1.2 课题研究的目的和意义13-14
1.3 EPDM 概述14-20
1.
3.1 EPDM 的结构与特性14-18
1.
3.2 EPDM 的基本性能18-19
1.
3.3 EPDM 的配合与加工19-20
1.4 低压缩永久变形材料及研究进展20-25
1.
4.1 压缩永久变形20-21
1.
4.2 影响压缩永久变形的因素21-23
1.
4.3 对低压缩永久变形材料的要求及研究进展23-25
1.5 论文的主要研究内容25-27
1.
5.1 硫化体系对EPDM 性能的影响25-26
1.
5.2 防老体系对EPDM 性能的影响26
1.
5.3 硫化工艺对EPDM 性能的影响26
1.
5.4 填料体系对EPDM 性能的影响26-27第二章橡胶助剂对 EPDM 性能的影响27-46
2.1 引言27-28
2.2 实验部分28-32
2.
2.1 实验原材料28
2.
2.2 实验配方28-30
2.
2.3 实验仪器30
2.
2.4 试样制备30-31
2.
2.5 分析测试31-32
2.3 结果与讨论32-44
2.
3.1 硫化剂对EPDM 性能的影响32-34
2.
3.2 助交联剂对EPDM 性能的影响34-41
2.
3.3 防老剂对EPDM 性能的影响41-44
2.4 本章小结44-46第三章硫化工艺对 EPDM 性能的影响46-52
3.1 引言46
3.2 实验部分46-47
3.
2.1 实验原材料46
3.
2.2 实验配方46
3.
2.3 实验仪器46
3.
2.4 试样制备46-47
3.
2.5 分析测试47
3.3 结果与讨论47-50
3.
3.1 硫化温度对EPDM 性能的影响47-48
3.
3.2 硫化时间对EPDM 性能的影响48-49
3.
3.3 二段硫化对EPDM 性能的影响49-50
3.4 本章小结50-52第四章炭黑补强 EPDM 性能研究52-78
4.1 引言52
4.2 实验部分52-54
4.
2.1 实验原材料52-53
4.
2.2 实验配方53
4.
2.3 实验仪器53-54
4.
2.4 试样制备54
4.
2.5 分析测试54
4.3 结果与讨论54-76
4.
3.1 硫化特性54-58
4.
3.2 力学性能58-68
4.
3.3 耐老化性能68-74
4.
3.4 压缩永久变形性能74-76
4.4 本章小结76-78第五章无机纳米填料补强EPDM 性能研究
78-101
5.1 引言78
5.2 实验部分78-81
5.
2.1 实验原材料78
5.
2.2 实验配方78-79
5.
2.3 实验仪器79-80
5.
2.4 试样制备80
5.
2.5 分析测试80-81
5.3 结果与讨论81-99
5.
3.1 硫化特性81-83
5.
3.2 微观结构83-89
5.
3.3 力学性能89-94
5.
3.4 耐老化性能94-98
5.
3.5 压缩永久变形性能98-99
5.4 本章小结99-101第六章结论101-103
参考文献
103-108作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文和专利
108-109作者在攻读硕士学位期间所参与的项目109-110致谢110。