配方體系對EPDM耐熱撕裂性能的影響

摘 要：通過對三元乙丙橡膠（EPDM）生膠體系、補強體系、增塑體系的分析，以及白炭黑、防老劑的選擇，研究了對EPDM膠料耐熱撕裂性能的影響因素。對耐熱撕裂EPDM配方的開發(fā)進行指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：EPDM；熱撕裂性能；影響因素

三元乙丙橡膠（EPDM）是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物，因其主鏈是由化學(xué)穩(wěn)定的飽和烴組成，只在側(cè)鏈中含有不飽和雙鍵，故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優(yōu)異，可廣泛用于汽車部件、建筑用防水材料、電線電纜護套、耐熱膠管、膠帶、汽車密封件等領(lǐng)域。然而， EPDM在較高溫度下的耐熱拉伸撕裂性能較差，尤其在實際生產(chǎn)硫化過程中，將橡膠制品從模腔中脫模時容易撕裂，造成產(chǎn)品報廢。

本文從不同的配方體系對EPDM的熱撕裂影響因素進行研究，以期確定對于EPDM的熱撕裂性能的影響因素，為耐熱撕裂EPDM配方的開發(fā)進行指導(dǎo)。

1 實驗部分

1.1 原材料 EPDM 牌號K4869C、K8550、K5470，朗盛公司；炭黑N550、N774，東海炭素；石蠟油2291、3801， 北京艾迪爾復(fù)合材料有限公司；石蠟油2280，太陽石油；氣相法白炭黑M-5 卡博特公司；防老劑MB 寧波硫化公司，其它配合劑均為橡膠工業(yè)使用市售原材料。

1.2 配方及加工工藝 基本配方（質(zhì)量份）：EPDM 150；ZnO 5；硬脂酸2；炭黑30～50，石蠟油10～50，白炭黑0～20，促進劑若干。

加工工藝：把EPDM在開煉機上薄通5次，然后調(diào)大輥距加入EPDM，待膠料表面光滑后，加入炭黑、石蠟油、氧化鋅、硬脂酸等小料，最后加入硫黃、促進劑，膠料混合均勻后，薄通（輥距為1mm），打三角包3次，打卷5次，調(diào)大輥距（8mm），下料，混煉時輥溫保持在40℃～50℃，經(jīng)8h以上停放，制作試驗試片。

1.3 測試儀器 3L密煉機，東莞市利拿實業(yè)（機械）有限公司；8寸開煉機，東莞市利拿實業(yè)（機械）有限公司；XW-221型平板硫化機，廣州勛威精密檢測儀器廠；TDS-2000型電腦拉力機，臺灣高鐵科技股份有限公司；M2000FAN型無轉(zhuǎn)子硫化儀，臺灣高鐵科技股份有限公司；GT-7080S2型門尼粘度試驗機，臺灣高鐵科技股份有限公司。

1.4 測試與表征 撕裂性能按GB/ T528—2008硫化橡膠或熱塑性橡膠撕裂強度的測定（褲形、直角形和新月形試樣）測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 生膠體系對硫化膠耐熱撕裂性能的影響 不同牌號的EPDM具有不同的門尼粘度、乙烯丙烯含量及第三單體的含量，選擇不同生膠牌號EPDM膠料的并用，深入研究EPDM在常溫下和高溫下的耐撕裂性能，明確不同牌號EPDM是否對EPDM的耐熱撕裂性能造成影響。

從表1可以看出，不同溫度下及常溫下的撕裂強度數(shù)據(jù)接近，可明確不同種類EPDM的并用，對于在常溫下和高溫下的耐撕裂強度的影響較小。

2.2 白炭黑對硫化膠耐熱撕裂性能的影響 通過不同用量白炭黑的使用，考察白炭黑的使用是否能夠影響EPDM的耐熱撕裂性能。

從表2可以看出，隨著白炭黑含量的增加，撕裂常溫下和高溫下的撕裂強度逐漸增大，在150℃條件下的耐熱撕裂性能的增加最明顯。

2.3 補強體系對硫化膠耐熱撕裂性能的影響 炭黑具有不同的結(jié)構(gòu)、粒徑、表面積、表面化學(xué)活性時，尤其是炭黑表面的含氧基團，對橡膠的補強效果很不一樣，通過不同粒徑炭黑的使用，考察不同炭黑的使用對于EPDM熱撕裂性能的影響因素。

從表3可以看出，通過不同炭黑的選擇，對常溫下的撕裂強度的影響較為明顯，隨著N550用量的增加，撕裂強度逐漸增大，但在高溫條件下進行撕裂強度對比，撕裂強度數(shù)據(jù)接近，由此可知不同炭黑的使用對于高溫下EPDM的撕裂性能的變化影響很小。

2.4 增塑體系對硫化膠耐熱撕裂性能的影響 石蠟油既作為EPDM增塑軟化劑的同時，又兼具防老劑的性能。它們的加入，在橡膠中有良好的相溶性，增加膠料的粘著性，有助于各種配合劑的分散和降低混煉溫度，有良好的加工性能，改善硫化膠的性能。通過不同牌號石蠟油的使用，考察不同石蠟油的使用對于EPDM熱撕裂性能的影響因素。

從表4可以看出，通過不同牌號石蠟油的選擇，不同石蠟油對EPDM常溫下、高溫下的撕裂性能的變化影響較小。

3 結(jié)論

①采用高耐磨的炭黑有助于改善EPDM常溫下的耐撕裂性能，但對于膠料高溫下的力學(xué)性能影響不大。②添加白炭黑能明顯改善EPDM膠料高溫下的性能。③以石蠟油作為增塑劑，其用量對EPDM在常溫和高溫下膠料力學(xué)性能的影響不大。

參考文獻：

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作者簡介：劉云（1985—），男，河北保定人，助理工程師，研究方向：汽車橡膠材料的研究與開發(fā)。