【正文】 素分析 .....................25 EPDM/PP 共混型熱塑性彈性體橫向撕裂強(qiáng)度的影響因素分析 .....................26 優(yōu)化配方 ...........................................................................................................26 各因素對(duì)各項(xiàng)性能指標(biāo)影響程度的綜合分析 ..........................................................26 優(yōu)化配方 ......................................................................................................................28第 4 章 結(jié) 論 ...................................................................................................................29參 考 文 獻(xiàn) ...........................................................................................................................30致 謝 .................................................................................................................................32聲 明 .................................................................................................................................33 1 / 42第 1 章 前 言 EPDM 的結(jié)構(gòu)與性能 EPDM 的結(jié)構(gòu)EPDM(三元乙丙橡膠)是在乙丙橡膠的基礎(chǔ)上引進(jìn)了二烯烴類作為第三單體，由于二烯烴位于側(cè)鏈上，主鏈與二元乙丙橡膠一樣，是不含雙鍵的完全飽和的直鏈型結(jié)構(gòu)，故三元乙丙橡膠不但保持了二元乙丙橡膠的各種優(yōu)良的特性，又實(shí)現(xiàn)了用硫磺硫化的目的。由于乙丙橡膠缺乏極性，不飽和度低，因此對(duì)各種極性化學(xué)藥品如醇、酸（乙酸、鹽酸等） 、強(qiáng)堿（氫氧化鈉） 、氧化劑（H 2O2/HClO、過(guò)溴酸鈉） 、洗滌劑，動(dòng)植物油、酮和某些酯類均有較大的抗耐性，長(zhǎng)時(shí)間接觸后性能變化不大，因此乙丙橡膠可以作這些化學(xué)藥品容器的內(nèi)襯材料。使用過(guò)氧化物和有效硫化體系硫化的乙丙橡膠硫化膠的耐過(guò)熱水性能大大優(yōu)子用硫磺硫化的乙丙橡膠或丁基橡膠，但用硫磺硫化的乙丙橡膠硫化膠的耐過(guò)熱水性能比用硫磺硫化的丁基橡膠差。 壓延EPDM 膠料需要通過(guò)壓延制備各種規(guī)格膠片以及在織物上擦膠或貼膠。 EPDM 的應(yīng)用EPDM 是世界上消耗量?jī)H次于丁苯橡膠和順丁苯橡膠的第 3 大合成橡膠品種，2022 年產(chǎn)量約 145 萬(wàn)噸。2022 年我國(guó)電線電纜對(duì)乙丙橡膠潛在需求量達(dá)到 15kt 左右 [67]。 聚合物改性EPDM 改性樹(shù)脂，除了 EPDM 改性 PP、PE 聚烯烴樹(shù)脂外 [1114]，環(huán)氧化、馬來(lái)酸酸化的 EPDM 還可增韌 PBT、PA 等極性樹(shù)脂 [1517]。但這種膠隨丙烯腈含量增加，其彈性下降，耐容性也受到影響。對(duì)于有機(jī)酸有良好的耐腐蝕性、耐老化性、屈撓性、不透氣性、耐風(fēng)化性。硅橡膠具有耐高溫與低溫性能。對(duì)于高壓蒸汽和磷酸脂系用乙丙膠制密封件可得到十分滿意的效果。 還 可 以 生產(chǎn) 用 于 安 裝 客 車 行 李 倉(cāng) 門 的 橡 膠 鉸 鏈 。這類聚合物一般用作充油膠，因?yàn)橛蜁?huì)加速老化，所以它們應(yīng)該在陰暗處保存。 促進(jìn)劑促進(jìn)劑在疏化體系中的主要起到硫化助催劑作用，使硫化效率提高，從而提高工業(yè)生產(chǎn)效率。表面基團(tuán)不僅影響填充膠的性質(zhì)，而且也可能是填料改性的反應(yīng)點(diǎn) [33]。2） 測(cè)試設(shè)備：A. 承德市金建檢測(cè)儀器有限公司生產(chǎn)的 XNR400 型熔體流動(dòng)速率儀，口模內(nèi)徑 ；B. 秒表；C. 電子天平（準(zhǔn)確到177。要使 EPDM/PP 共混型熱塑性彈性體硬度較?。磸椥泽w的柔軟性較好） ，因素1（填充劑類型）可取水平 2（N330/滑石粉=1/1）或水平 3（N330/CSH=1/1） ；因素2（填充劑用量）可取水平 1（40phr）或水平 2（60phr） ；因素 3（白油用量）取水平 3（80phr ）為好；因素 4（硫化劑及促進(jìn)劑用量）可取水平 1（4phr）或水平2（8phr ） 。b 1=6177。試樣制備后須在 23177。 軟化劑軟化劑是低分子物質(zhì)進(jìn)入到橡膠分子內(nèi)，增大橡膠分子間距離，減弱分子間作用力( 降低粘度) ，使大分子鏈較易滑動(dòng)，宏觀上增大了膠料的柔軟性和流動(dòng)性 [31]。 硫化劑硫化劑作用是在溫度條件下，讓橡膠線型大分子鏈通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，硫化劑通常為硫磺或過(guò)氧化物。2） 導(dǎo)槽、內(nèi)外側(cè)條：這類密封條由于處于玻璃升降部件，所以通常與玻璃接觸部分表面植絨或者噴涂層。在一般的橡膠制品中，乙丙膠件使用壽命最長(zhǎng)。添加補(bǔ)強(qiáng)劑后，其物理機(jī)械特性都大幅度提高，多用于軍工方面密封件制作。本品有優(yōu)良的氣容性，不易與空氣中氧作用致使其老化。因此在某些場(chǎng)合可代替天然橡膠。加入氯化聚乙烯后，共混物的力學(xué)性能也得到明顯提高 [19]。此時(shí)由于橡膠有少量的交聯(lián)結(jié)構(gòu)存在，性能較第一階段制備的 TPE 有較大提高。廣泛地應(yīng)用于防水領(lǐng)域，用于 房屋、橋梁、隧道、水庫(kù)、堤壩等的防水工程。用過(guò)氧化物硫化的膠料熱撕裂性能差，配方中應(yīng)采用少量硫5 / 42磺作共交聯(lián)劑以改善其熱撕裂性能，同時(shí)脫模時(shí)應(yīng)特別小心。但用密煉機(jī)混煉填充劑分散效果更好。乙丙橡膠具有好的低溫性能，在低溫下仍保持較好的彈性和較小的壓縮變形，其最低極限3 / 42使用溫度可達(dá)50℃或更低。例如在含臭氧 100pphm 的介質(zhì)中，乙丙橡膠經(jīng) 2430 小時(shí)仍不龜裂，而丁基橡膠僅 534 小時(shí)即產(chǎn)生大裂口，氯丁橡膠則只有 45 小時(shí)就龜裂；在臭氧濃度為 50pphm 介質(zhì)中，靜拉伸 30%時(shí)，乙丙橡膠試樣發(fā)生龜裂的時(shí)間大于 150 小時(shí)，而丁基橡膠只在幾小時(shí)內(nèi)就發(fā)生龜裂，可見(jiàn)乙丙橡膠的耐臭氧性能是最佳的。[21] 王云蘭. 活性硅酸鈣在內(nèi)胎中的應(yīng)用[J]. 輪胎工業(yè). 1994, (3). 32~33。[5] QC/T 6392022 汽車用橡膠密封條。密 級(jí) 保 密 學(xué) 號(hào) 091478 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）EPDM 密封條基礎(chǔ)配方研究院 （ 系 、 部 ） ： 材料科學(xué)與工程系 姓 名： 王志響 班 級(jí)： 高 Z09 專 業(yè)： 高分子材料與工程 指 導(dǎo) 教 師 ： 王鑫，陸曉中 教 師 職 稱 ： 工程師，教授 2022 年 6 月 13 日[4] 賈毅, 張立俠 編著. 橡膠加工實(shí)用技術(shù)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社 材料科學(xué)與工程出版中心. 2022, 第一版。[20] 易海玲, 宗貞蘭. 硅酸鈣多孔填料的結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 硅酸鹽學(xué)報(bào)硅酸鹽學(xué)報(bào). 1990, 18(5). 464~467。 耐臭氧性三元乙丙橡膠具有突出的耐臭氧性能，不但大大優(yōu)于天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠等通用橡膠，而且也優(yōu)于一般被認(rèn)為耐老化性能很好的丁基橡膠。由于乙丙橡膠與塑料相容性較好，可作為改善塑料耐沖擊性能的優(yōu)良改性劑。 混煉EPDM 可采用開(kāi)煉機(jī)和密煉機(jī)混煉。但制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模制品時(shí)，要在模型關(guān)鍵部位鉆些氣眼以排出窩藏的氣體，避免制品產(chǎn)生氣孔缺陷或表面發(fā)粘等。 建筑防水材料建筑業(yè)廣泛使用乙丙橡膠作為防水卷材，具有壽命長(zhǎng)（約為 30 年） 、強(qiáng)度大、 彈性好、防水可靠、施工方便、危險(xiǎn)性小等特點(diǎn)。第二類部分動(dòng)態(tài)硫化產(chǎn) TPE。添加 5 份經(jīng)琉基官能化的乙烯乙酸乙烯共聚物（EVASH）可使 NBR/EDPM（質(zhì)量比為 70/30）共混物的力學(xué)性能顯著提高 [18]。在世界上應(yīng)用很廣，在合成膠中，丁苯膠最接近天然橡膠性能。 丁基橡膠密封丁基橡膠用異丁烯與少量異戊二烯共聚而成。在耐酸堿腐蝕性方面也較差。使用溫度45~150℃。固定部分為夾緊部分（有骨架或無(wú)骨架） 。分子量分布寬，聚合物擠出加工性能、壓縮回彈性能將改善，但機(jī)械強(qiáng)度、回彈性將變差。通常把比表面積大的補(bǔ)強(qiáng)炭黑稱作為硬質(zhì)炭黑，把比表面積小的補(bǔ)強(qiáng)炭黑稱為軟質(zhì)炭黑 [2930]。采用廣東省東莞市科迪儀器有限公司生產(chǎn)的 KH3P50A 型可程式恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)。2mm，L 0=25177。 EPDM/PP 共混型熱塑性彈性體拉伸強(qiáng)度的影響因素分析0123451 2 3水 平拉伸強(qiáng)度，MPa因 素 1 因 素 2 因 素 3 因 素 4圖 32 各因素對(duì) EPDM/PP 共混型熱塑性彈性體拉伸強(qiáng)度的影響由表 34 數(shù)據(jù)及圖 32 可見(jiàn)，影響 EPDM/PP 共混型熱塑性彈性體拉伸強(qiáng)度的關(guān)24 / 42鍵因素是因素 3（白油用量） ；因素 4（硫化劑及促進(jìn)劑用量）及因素 1（填充劑類型）對(duì)彈性體拉伸強(qiáng)度的影響也較為顯著。） ；3） 試驗(yàn)方法：A. 將熔體流動(dòng)速率儀料筒預(yù)熱至設(shè)定溫度（恒溫至少 15min） ，用隨機(jī)工具及紗布等擦凈料筒及口模；B. 關(guān)閉熔體流動(dòng)速率儀電源，手動(dòng)調(diào)整料筒底部切刀至合適位置，調(diào)整完畢后打開(kāi)設(shè)備電源繼續(xù)預(yù)熱 15min；C. 取顆粒料試樣或由擠出、注塑或模壓試樣剪成的適當(dāng)大小的小塊（可順利加入熔體流動(dòng)速率儀料筒即可）約 10g 左右；D. 分 3~5 次將試樣由料筒上部經(jīng)加料斗加入料筒，每加入一次后取下加料斗、并用活塞桿壓緊試樣后再進(jìn)行下一次加料，直至加料量達(dá)到離料筒上沿約 5~10mm 處為止；19 / 42E. 加料完畢后，裝上活塞桿及規(guī)定質(zhì)量的加載砝碼（若所測(cè)樣品的 MI較大，可在樣品預(yù)熱完畢后再加載砝碼） ，預(yù)熱 4min；F. 當(dāng)活塞桿下移至下標(biāo)記線時(shí)，按下設(shè)備“切料”鍵、并開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)料條長(zhǎng)度達(dá)到 10~20mm 或切料間隔時(shí)間達(dá)到 5min 時(shí)，再次按下設(shè)備“切料”鍵，記錄切料間隔時(shí)間及料條重量；G. 重復(fù)步驟 F 測(cè)定 5 次，按下式計(jì)算熔體流動(dòng)速率后取 5 次測(cè)試的平均值： ）（ min10/6gtMR??式中：MFR——熔體流動(dòng)速率， g/10min；m ——每次切得的料條試樣的質(zhì)量，g；t ——切料間隔時(shí)間，s。15 / 42第 2 章 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)原料表 21 實(shí)驗(yàn)藥品序號(hào) 配料名稱 型號(hào)規(guī)格 生產(chǎn)廠家1 EPDM 3280 燕山石化2 聚丙烯 K4912 燕山石化3 活性氧化鋅 市售4 輕質(zhì)氧化鎂 市售5 抗氧劑 1010 市售6 抗氧劑 168 市售78910111213141516石蠟炭黑炭黑滑石粉硅酸鈣白油硫磺促進(jìn)劑促進(jìn)劑促進(jìn)劑N330N660TacL1CSH21MTMTDZDC市售市售市售市售市售市售市售市售市售市售 試驗(yàn)儀器表 22 實(shí)驗(yàn)儀器序號(hào) 生產(chǎn)制樣設(shè)備 型號(hào) 生產(chǎn)廠家1 密煉機(jī) S（X）M 1LKA 常州蘇研科技有限公司2 平板硫化機(jī)3 微型機(jī)控制電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī) REGER300 深圳市瑞格爾儀器(制造) 有限公司4 邵氏橡膠硬度計(jì) LXA 江蘇省錫山市前洲測(cè)量?jī)x器廠5 熔體流動(dòng)速率儀 XNR400 承德市金建檢測(cè)儀器有限公司6 可程式恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī) KH3P50A 廣東省東莞市科迪儀器有限公司 試樣制備采用常州蘇研科技有限公司生產(chǎn)的 S（X）M 1LKA 型密煉機(jī)。促進(jìn)劑按效率可分為超速極促進(jìn)刻如 DPTT、TMTD、PZ 等。隨著原膠門尼枯度的提高，交聯(lián)密度、機(jī)械強(qiáng)度、填充量都有改善，但聚合物的加工性能、伸長(zhǎng)率都會(huì)下降。其 分 類 可 為 以 下 兩 種 ：1） 按所裝配部位分類：門框條；行李箱條；發(fā)動(dòng)機(jī)蓋條；導(dǎo)槽；內(nèi)外側(cè)條（內(nèi)外切水） ；頭道風(fēng)窗和其他。在礦物油中不宜使用，因易泡漲。一般使用溫度為90~250℃。但對(duì)磷酸酯類介質(zhì)敏感。丁腈橡膠生產(chǎn)歷史較早，1937 年拜耳公司首先生產(chǎn)，世界主要生產(chǎn)國(guó)有美、英、法、日、德、加拿大、獨(dú)聯(lián)體、馬來(lái)亞及中國(guó)等。在二烯烴橡膠中加人一定比例的 EPDM 可顯著提高硫化膠的耐老化性能如在SBR 中加入一定 EPDM 后，可使 SBR 耐臭氧龜裂性能提高 24 倍。 聚烯烴類熱塑彈性體幾年來(lái)新材料不斷涌現(xiàn)，EPDM/PP 共混型熱塑性彈性體(TPE ）就是極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧?。乙丙橡膠不僅具有耐候、耐老化、耐臭氧、耐化學(xué) 介質(zhì)、耐水、耐低溫及具有良好的電絕緣性等優(yōu)異的綜合性能，還具有相對(duì)密度小、高充油、高填充性和與多種高聚物有良好的相溶性，所以被廣泛應(yīng)用于汽車、電線電纜、建筑防水材料、聚合物改性及油品添加劑等領(lǐng)域 [3]。膠料門尼粘度、壓延速度和溫度均會(huì)影響壓延物質(zhì)量。