【正文】 氧 、 化 學(xué) 作 用 、較 寬 的 使 用 溫 度 范 圍 （ 40℃~120℃） 的 三 元 乙 丙 橡 膠 (EPDM)橡 膠 發(fā) 泡 與 密 實復(fù) 合 而 成 ， 內(nèi) 含 獨 特 的 金 屬 夾 具 和 舌 形 扣 ， 堅 固 耐 用 . 在 各 種 電 氣 柜 上 起 著 很關(guān) 鍵 的 作 用 。 塑 鋼 門 窗 密 封 條 表 面 光潔 ， 不 但 具 有 優(yōu) 異 的 密 封 防 水 性 能 ， 還 起 著 美 觀 裝 飾 的 作 用 。 EPDM 密封條的分類及特點 門窗密封條門窗密封條的分類：塑 鋼 門 窗 密 封 條 ， 鋁 合 金 門 窗 密 封 條 ， 木 門 密 封 條 ， 冷庫 門 密 封 條 ， 糧 庫 門 密 封 條 ， 阻 燃 門 窗 密 封 條 ， 玻 璃 密 封 條 ， 自 動 旋 轉(zhuǎn) 門 密封 條 ， 建 筑 門 密 封 條 ， 幕 墻 密 封 條 等 。在一般的橡膠制品中，乙丙膠件使用壽命最長。乙丙橡膠綜合物理機械性能介于天然膠與丁苯膠之間，與丁基橡膠類似。乙丙橡膠缺點是在室溫下粘度不好，給加工制造帶來困難。對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。它是乙烯和丙烯在催化劑作用下共聚而成。氟橡膠使用壽命一般為丁腈膠的 2~3 倍。目前，國內(nèi)外正在擴大其應(yīng)用范圍。一般使用溫度為45~260℃，在現(xiàn)代航空、火箭、導(dǎo)彈仁使用較多。添加補強劑后，其物理機械特性都大幅度提高，多用于軍工方面密封件制作。硅橡膠主要缺點是：硫化成型時尺寸收縮大，制作時不易控制尺寸，同時必須添加補強劑，否則機械強度較差，不耐磨，不耐撕裂。它還具有高彈復(fù)原性，在密封件制作方面大部用于靜態(tài)固定密封。硅橡膠具有耐高溫與低溫性能。它的成份是聚硅氧烷。本品在軍用探空氣球、氣艇及火箭推進劑接觸的密封件的制作中有極理想效果。適于制作耐腐蝕、耐熱的密封件。由于丁基膠分子鏈中幾乎沒有雙鍵，所以不易與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。本品有優(yōu)良的氣容性，不易與空氣中氧作用致使其老化。最適于氣動、稀酸、稀堿溶液的密封件制品 。一般使用溫度為54~150℃。對于有機酸有良好的耐腐蝕性、耐老化性、屈撓性、不透氣性、耐風化性。但不適于在汽油中使用。 氯丁橡膠密封氯丁橡膠歷史悠久，系為氯丁二烯的聚合物。丁苯橡膠可分為高溫和低溫丁苯膠兩種，即 50℃與 5℃兩種聚合條件下產(chǎn)生的兩種性質(zhì)的膠體。本品可與天然膠混煉。因此在某些場合可代替天然橡膠。9 / 42 丁苯橡膠密封丁苯橡膠是橡膠制品中最常用的一種材料。丁腈橡膠應(yīng)用范圍較廣，它不僅可作“O”型圈，還可制造其他密封件。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。近年來采用天然膠與氯丁膠并用，可增加耐油性、耐寒性、屈撓性，氯丁彈性及耐老化性。通常可使用在60~100℃之間。 天然橡膠密封天然橡膠有獨特的耐寒性、耐磨性、彈性。目前國內(nèi)外常用的橡膠密封材料有天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁睛橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、聚丙烯酸酯橡膠、聚胺酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠，近年來又出現(xiàn)了新品種，氯醇橡膠、氟硅橡膠、磷睛橡膠、亞硝基橡膠、乙烯醋酸乙烯共聚物、乙烯 丙烯酸共聚物等等。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]。EPDM 與 NBR 分子極性差別很大，相容性很差，共混時需要添加相容劑提高二者的相容性。EPDM 與硅橡膠有一定的相容性，用 EPDM 改性后的硅橡膠性能明顯提高可廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。 聚合物改性EPDM 改性樹脂，除了 EPDM 改性 PP、PE 聚烯烴樹脂外 [1114]，環(huán)氧化、馬來酸酸化的 EPDM 還可增韌 PBT、PA 等極性樹脂 [1517]。我國已有數(shù)家企業(yè)建有油品增粘劑的生產(chǎn)裝置，而且還有不少企業(yè)進口乙丙橡膠粘度改性劑滿足需求，2022 年我國油品添加劑對乙丙橡膠潛在 消費量約 3000t。是制備多級發(fā)動機齒輪油的主要添加劑之西方發(fā)達國家油品添加劑 方面消耗乙丙橡膠占總消費量的 8~11%左右。由于 TPV 中橡膠相已經(jīng)充分交聯(lián)，而且無論橡膠含量多高，總是作為分散相，所以其強度、彈性、耐熱性、抗壓縮永久變形性較前兩類有很大的提高，熱塑流動性很好，耐疲勞、耐化 學(xué)品性及加工穩(wěn)定性也有明顯改善，此外，橡塑比可在較大范圍內(nèi)選擇，使材料 在性能上有更大的調(diào)節(jié)余地 [810]。第三類為動態(tài)全硫化 TEP。此時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。目的是改善樹脂的沖擊強度和低溫性能，但由于共混物中橡膠未經(jīng)交聯(lián)，因而在強度、壓縮永久變形、耐介質(zhì)性、耐熱性方面都有很大的局限性。EPDM/PP TPE 具有優(yōu)異的耐候、耐臭氧、耐紫外線及良好的耐高溫、耐沖擊性能，其耐油和耐溶劑性能與氯丁橡膠相當，可以用普通熱塑性塑料 加工設(shè)備進行加工、具有加工方便、成本低、可連續(xù)生產(chǎn)，并可回收再利用等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于汽車、電線電纜建筑、家用電器、機械、運動器械等領(lǐng)域。2022 年我國電線電纜對乙丙橡膠潛在需求量達到 15kt 左右 [67]。另外EPDM 具有較高的填料和油類填充性，所以可以填充導(dǎo)電碳黑或其它材料，制得導(dǎo)電或半導(dǎo)電橡膠。因此廣泛用作電力電纜、礦用電纜、軍用艦艇的電線電纜，X 射線直流電壓電纜、原子能裝置用電纜等耐熱和耐高壓等技術(shù)要求較高的領(lǐng)域。隨著 我國國民經(jīng)濟的水平不斷提高，建筑材料檔次勢必提高，乙丙橡膠防水卷材市場 將會越來越好 [45]。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)己形 成 5000km2/a 的生產(chǎn)能力。廣泛地應(yīng)用于防水領(lǐng)域，用于 房屋、橋梁、隧道、水庫、堤壩等的防水工程。汽 車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱之一，也是非輪胎橡膠制品的主要應(yīng)用部門。6 / 42 汽車領(lǐng)域三元乙丙橡膠主要用于汽車上的耐熱軟管、汽車門窗密封膠條、汽車室內(nèi)的橡膠 墊、輪胎白色胎側(cè)膠、防護罩，乙丙橡膠與 PP 的改性材料用于制造汽車方向盤、保險杠、駕駛儀表板、擋泥板、空氣導(dǎo)管、汽車風扇、散熱格柵及各種管件等。 EPDM 的應(yīng)用EPDM 是世界上消耗量僅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 萬噸。三元乙丙橡膠在高溫下易于流動和充滿模型，硫化后易脫模。此法的缺點是價格較高。非反應(yīng)性烷基酚醛樹脂增粘效果較好，但同時也使硫化膠物理機械性能下降，如彈性下降，永久變形增大，硫化速度減慢。一般可以采?。?） 保持需粘合表面新鮮不被污染或用化學(xué)溶液或溶劑處理需粘合的表面；2） 在需粘合的表面涂膠粘劑；3） 提高粘合部位的溫度、壓力和平整度；4） 與其它含活性基團的高聚物并用；5） 在膠料中加 5~10 份增粘劑；6） 適當提高增塑劑的用量；7） 采用中間層膠或涂膠液等辦法來提高粘合力。用過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，同時脫模時應(yīng)特別小心。 模壓三元乙丙橡膠高溫流動性較好，故制造模壓制品時沒有什么困難。壓延溫度過低容易產(chǎn)生氣泡，壓延物不平整，收縮大。 壓延EPDM 膠料需要通過壓延制備各種規(guī)格膠片以及在織物上擦膠或貼膠。高填充配合的膠料亦有良好的壓出性能，特別是填充高結(jié)構(gòu)爐黑、快壓出爐黑、通用爐黑、半補強爐黑、中粒子熱裂法炭黑和細粒子熱裂法炭黑等炭黑的膠料壓出表面光滑。乙丙橡膠膠料門尼粘度以 40~60為佳。 成型 壓出膠料壓出性能往往是以膠料容易輸送、壓出速度快、壓出物表面光滑以及形狀、尺寸保持性好為標志。故用開煉機混煉時應(yīng)注意以下幾點：1） 門尼粘度低的可以用開煉機混煉，門尼粘度高的用開煉機混煉比較困難；2） 混煉開始時采用窄輥尾，先將生膠薄通 10 次左右，使其形成連續(xù)的包輥4 / 42膠后再放寬輥距進行加料混煉；3） 輥溫應(yīng)控制在 60℃左右，前輥溫度稍低于后輥；4） 混煉高填充油和高填充劑的膠料時，可將油和填充劑先混合后再加到膠料中去，以改善混煉操作。但用密煉機混煉填充劑分散效果更好。因此三元乙丙橡膠不象天然橡膠那樣需要專門進行塑拉，只是在混煉前先將三元乙丙橡膠在低溫下稍薄通即可。門尼粘度高的三元乙丙橡膠塑煉時，由于分子鏈斷裂，門尼粘度有所下降。使用過氧化物和有效硫化體系硫化的乙丙橡膠硫化膠的耐過熱水性能大大優(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熱水性能比用硫磺硫化的丁基橡膠差。其耐高壓蒸汽性能優(yōu)于丁基橡膠和一般橡膠。選用高門尼粘度的乙丙橡膠，經(jīng)高填充后，降低了成本，且對物理機械性能亦影響不大。與低溫行為最密切相關(guān)的是硫化膠的彈性，具有好的低溫性能的硫化膠亦具有好的低溫彈性。其玻璃化溫度（Tg）與丙烯含量有關(guān)。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50℃或更低。 沖擊彈性和低溫性能EPDM 具有較高的彈性，在通用橡膠中其彈性僅次于天然橡膠和順丁橡膠。乙丙橡膠的體積電阻和丁基橡膠相當，擊穿電壓和介電常數(shù)也較高、特別適于制造電氣絕緣制品。由于乙丙橡膠缺乏極性，不飽和度低，因此對各種極性化學(xué)藥品如醇、酸（乙酸、鹽酸等） 、強堿（氫氧化鈉） 、氧化劑（H 2O2/HClO、過溴酸鈉） 、洗滌劑，動植物油、酮和某些酯類均有較大的抗耐性，長時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。三元乙丙橡膠老化與丁基橡膠老化的類型不同，丁基橡膠老化屬降解型，老化后橡膠變軟發(fā)粘，而乙丙橡膠老化屬交聯(lián)劑，老化后橡膠變硬。故在 150℃以上的環(huán)境中乙丙橡膠制品只能短期或間歇使用。 耐熱性EPDM 制品在一般情況下，可以在 120℃的環(huán)境中長期使用，其最高使用溫度為 150℃。含炭黑乙丙橡膠硫化膠在陽光下曝曬三年后未發(fā)生龜裂，物理機械性能變化亦很小。例如在含臭氧 100pphm 的介質(zhì)中，乙丙橡膠經(jīng) 2430 小時仍不龜裂，而丁基橡膠僅 534 小時即產(chǎn)生大裂口，氯丁橡膠則只有 45 小時就龜裂；在臭氧濃度為 50pphm 介質(zhì)中，靜拉伸 30%時，乙丙橡膠試樣發(fā)生龜裂的時間大于 150 小時，而丁基橡膠只在幾小時內(nèi)就發(fā)生龜裂，可見乙丙橡膠的耐臭氧性能是最佳的。 EPDM 的性能EPDM 基本上是一種飽和橡膠，主鏈是由化學(xué)穩(wěn)定的飽和烴組成，只是有側(cè)鏈中含有不飽和雙鍵，分子內(nèi)無極性取代基，分子間內(nèi)聚能低，分子鏈在寬的溫度范圍內(nèi)保持柔順性，因而使其具有獨特的性能。 圖 11 三元乙丙橡膠結(jié)構(gòu)圖 [1]EPDM 內(nèi)聚能低，無龐大的側(cè)基阻礙分子鏈運動，因而能在較寬的溫度范圍內(nèi)保持分子鏈的柔性和彈性。 propertyIII / 42目 錄 摘 要 ...................................................................................................................................IABSTRACT............................................................................................................................II第 1 章 前 言 .....................................................................................................................1 EPDM 的結(jié)構(gòu)與性能 .............................................................................................1 EPDM 的結(jié)構(gòu) ................................................................................................................1 EPDM 的性能 ................................................................................................................1 EPDM 的加工與應(yīng)用 .............................................................................................3 塑煉 ................................................................................................................................3 混煉 ................................................................................................................................3 成型 ................................................................................................................................4 硫化 ....................