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三元乙丙橡膠墊的配方設計
更新時間：2020-09-24
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三元乙丙橡膠墊（EPDM）是乙烯，丙烯及非共軛烯烴的三元共聚物，由于其主鏈飽和性高，所以它主要的特性就是其*的耐氧化，抗臭氧和抗化學侵蝕能力。同時EPDM具有*的硫化特性，可以采用硫磺硫化和過氧硫磺等多種手段。在所有橡膠中EPDM具有低的比重。配合上可以大量填充各種填料，和油類，因此可以制作成本低廉的橡膠化合物。
三元乙丙橡膠墊在配方設計時主要考慮如下方面：
1.生膠種類的選擇：EPDM配方設計生膠的選擇至關重要，其主要有如下性質：
a.第三單體
b.丙烯含量
c.門尼粘度
d.充油量
特別是第三單體決定了三元乙丙橡膠墊的硫化速度，壓縮變形等性能：常用的第三單體是ENB（乙叉降冰片烯）和DCPD。大致區別ENB:硫化速度快，拉伸強度高，壓縮變形低；且隨著含量增加，這些性能成正比，但成本也將提高。DCPD：有防焦性，低變形，成本低。ENB更為普遍。
其他幾個性能也影響到了EPDM的填充量，加工工藝，老化性能等，也對配合設計影響重大。
2.硫化體系：EPDM普遍可以采用硫磺硫化或者過氧硫化體系。
采用硫磺硫化，工藝加工性能較好，易于修邊，物理性能好，成本低。
采用過氧硫化：耐老化性能優異，壓縮變形小。但成本略高，且工藝性能有缺陷。
值得注意的是，采用硫磺硫化，由于硫磺和促進劑在三元乙丙中溶解度較低，所以特別容易噴霜，不易過多采用，硫磺用量增加，硫化速度快，硬度高，扯斷強度和定伸應力都會增加，但在增加噴霜風險的同時，耐熱老化性能和壓縮變形性能下降。為了達到性能和工藝的平衡，EPDM通常采用多種促進劑進行配合。例如S/M/TT/BZ(EZ)/CZ(1:0.8:0.5:1.2:1)或復合促進劑EG-31.5-3phr。
過氧硫化則可以采用BP,DCP,雙25，用量2-7份，并可配合適量交聯助劑，如TAIC、HAV-2(耐熱、壓變好）、PL400，也可添加少量硫磺0.5份左右提高加工工藝性能。
3.氧化鋅和硬脂酸
不管是過氧硫化還是硫磺硫化，氧化鋅都可以提高交聯活性，提升交聯密度，抗返原性，并且提高耐EPDM的耐熱性能和動態疲勞性能。
硬脂酸的作用除了提高膠料的加工性，促進材料分散，還可以提高硫磺硫化的交聯密度。
4.補強體系
EPDM是非結晶橡膠，本身機械強度較低，需要補強劑改善，自然是炭黑，主要有高耐磨，半補強，快壓出等，用法用量可視對物理性能的要求而定。
白炭黑也有一定補強性能，但因為其自身的酸性影響硫化，降低硫化速度和交聯密度，所以在使用白炭黑的同時，好加入硅烷偶聯劑（A172過氧體系、SI-69硫磺體系）等加以調節。
碳酸鈣，陶土，滑石粉等礦物填料基本沒有補強作用，但它們可以大量填充在EPDM橡膠中，達到降低成本的作用。當EPDM大量填充時，需要添加活化分散劑聚乙二醇（PEG4000）等。
5.增塑體系
廣泛應用于乙丙橡膠的增塑劑石蠟油，其他還有一些石油系油，如芳烴油和環烷油，不太常用的有樹脂和松焦油等，石蠟油可大量填充在EPDM橡膠中，用量5-120phr。石蠟油按照粘稠度和閃點有不同的分類。
選用增塑劑類型要根據所用的硫化體系、成本、污染性、遷移性、加工性能和硫化物理性能而定,石油系增塑劑中常用的是環烷油,它不僅與EPR的相容性好且價格和性能也適中。但它不適于過氧化物硫化體系,因環烷油影響過氧化物的交聯效率,且揮發分質量分數較高。
芳烴油價格低,但在EPR中物理性能差,會導致耐候性能及耐紫外線輻射性下降,若烴油與EPDM的相容性好,可用于對硫化程度、耐老化性能和顏色穩定性求不高的膠料,以降低成本,但在過氧化物硫化體系中不能使用。在硫黃硫化的膠料含25份芳烴油時交聯密度下降甚微,若填充量更高時則交聯密度明顯降低。
石蠟油的揮發分質量分數低,膠料壓縮變形較小,適宜于過氧化物硫化體系,但價格高。若用于高乙烯摩爾分數的EPDM硫化膠,低溫使用時,應與環烷油并用,否則石蠟油會滲出。
液體聚丁二烯可用作EPDM的增塑劑,并起著過氧化物硫化體系共交聯劑的作用因面可改善化硫化膠的物理性能,癸二酸二辛酯(DOS)與EPDM相容性較好,混煉膠柔軟,易于壓延和擠出,是良好的增塑劑,并可改善膠料的低溫屈撓性能。?
6.防護體系
乙丙橡膠本身具有*的耐老化性能，聚合是原料中又加入了少量防老劑作為穩定劑，所以三元乙丙配合一般不用防老劑，只是在高溫下使用的制品中加入少量。防老劑RD\MB\445對耐熱有一定提高。某些采用半有效硫化體系的配方加入10份氧化鎘等金屬氧化物可提高不加防老劑的EPM膠料的熱穩定性,溫度越高,這種熱穩定效果越好,以氧化鎘的效果好。
7、增粘劑組分
ERP使用的增劑主要有松香類樹脂、聚粘烯樹脂、石油樹脂和非反應型烷基酚醛樹脂等。其中以烷基酚醛樹脂的增黏效果較好,可用于黏合強度要求較高的制品,只是膠料的焦燒時間縮短,價格較高.
其它顏料、阻燃、導電、耐熱體系等不在一一闡述！！
