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乙丙橡膠的基本性能和應用
日期：2024-08-08 14:45
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摘要：乙丙橡膠的基本性能和應用
乙丙橡膠是橡膠 制品工業中一項極為重要的材料。乙丙橡膠又可分為二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和熱塑性乙丙 的應用。2003年我國合成橡膠用量達113萬噸左右，其中三元乙丙橡膠用量為2.04萬噸，僅占合成橡膠用量的1.8%。近年來，增長變緩，乙丙橡膠生產量和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長3.8%左右。國內乙丙橡膠消耗增長量也不大橡膠在汽車配件(不含輪胎制品)中的應用僅為1萬-1.2萬噸。但三元乙丙橡膠在我國車用橡膠密封條產品生產中已成為主體材料一、乙丙橡膠基本化學結構組成與其性能關系...
乙丙橡膠的基本性能和應用
乙丙橡膠是橡膠 制品工業中一項極為重要的材料。乙丙橡膠又可分為二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和熱塑性乙丙 的應用。2003年我國合成橡膠用量達113萬噸左右，其中三元乙丙橡膠用量為2.04萬噸，僅占合成橡膠用量的1.8%。近年來，增長變緩，乙丙橡膠生產量和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長3.8%左右。國內乙丙橡膠消耗增長量也不大橡膠在汽車配件(不含輪胎制品)中的應用僅為1萬-1.2萬噸。但三元乙丙橡膠在我國車用橡膠密封條產品生產中已成為主體材料一、乙丙橡膠基本化學結構組成與其性能關系乙丙橡膠系以單烯烴乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡膠；以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體共聚而制得三元乙丙橡膠。
乙丙橡 則排列，失去了聚乙烯或聚丙烯結構的規整性，從而成為彈性體，由于三元乙丙橡膠二烯烴位于側鏈上，因此三元乙丙橡由于二元乙丙橡膠分子不含雙鍵，不能用硫黃硫化，因而限制了它的應用。在乙丙橡膠商品牌號中，二元乙丙橡膠只膠的主要品種，在乙丙橡膠商品牌號中占90%左右。目 前工業化生產的三元乙丙橡膠常用的第三單體有乙叉降冰 己二烯(HD)。近年來第三單體技術又有新發展，國外研制出用1，7-辛二烯、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯、3，7-二甲 二甲基-1，6-辛二烯、7-甲基-1，6-辛二烯等作為三元乙丙橡膠的第三單體，使三元乙丙橡膠的性能有了新的提高。三元乙丙橡膠中第三單體種類和含量對硫化速度、硫化橡膠的性能均有直接影響。其中，雙環戊二烯(DCPD)作為第三單體，雖硫化速度慢，難以與高不飽和度的二烯烴類橡膠并用；以乙叉降冰片烯(ENB)、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯等為第三單 度快，前者已成為三元乙丙橡膠的主要品種。第三單體含量以碘值表示，三元乙丙橡膠的碘值一般為6-30，大多在15左右 30時，為超高速硫化型，可用任何比例與高不飽和二烯烴橡膠并用。因此三元乙丙橡膠在與其他橡膠并用時，應注意選擇適宜已知三元乙丙橡膠所含第三單體的種類，炭黑填充時，硫化體系對硫化速度由快到慢的順序如下：1.硫黃硫化體系：(1)乙叉降己二烯，(3)雙環戊二烯；2.過氧化物硫化體系：(1)雙環戊二烯，(2)乙叉降冰片烯，(3)1，4-己二烯。選用含乙叉降冰片烯為第三單體的三元乙丙橡膠，其硫化橡膠則具有較高的耐熱性和 伸強度以及較小的壓縮長久變形； 元乙丙橡膠，成本較低，耐臭氧性較高，制品有臭味；含1，4-己二烯的三元乙丙橡膠不易焦燒，硫化后壓縮長久變形較小。
丙橡膠聚合分子結構中，乙烯/丙烯含量比對乙丙橡膠生膠和混煉膠性能及工藝性均有直接影響。應用時，可并用2-3種 不同的性能要求。一般認為乙烯含量控制在60%左右，才能獲得較好的加工性和硫化膠性能；丙烯含量較高時，對乙丙橡時，易擠出，擠出表面光滑，擠出件停放后不易變形。乙 丙橡膠的重均分子量為20萬-40萬，數均分子量為5萬-15萬，粘均分 30萬。重均分子量與門尼粘度密切相關。乙丙橡膠門尼粘度值[ML(1+4)100℃]為25-90，高門尼值105-110也有不少的品種。隨著門尼值的提高，填充量能也提高，但加工性能變差；其硫化后的乙丙橡膠的伸強度、回彈性均5，大多在3左右。分子量分布寬的乙丙橡膠具有較好的開煉機混煉性和壓延性。近來，已研制出分子量采用雙峰分布形式的三元乙丙橡膠，即在低分子量部分再出現一個較的峰，并減少極低分子量部分，此種三元乙丙后的挺性，又保證了良好的流動性及發泡率。
二、乙丙橡膠的主要性能 1.低密度高填充性乙丙橡膠的密度是較低的一種橡膠，其密度為0.87。加之可大量充油和加入填充劑，因而可降低橡膠制品的成本，彌補了后物理機械性能降低幅度不大。2.耐老化性乙丙橡膠有優異的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩定性、電性能、充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在12200℃下可短暫或間歇使用。加入適宜防老劑可提高其使用溫度。以過氧化物交聯的三元乙丙橡膠可在更苛刻的條件下使用50pphm、伸30%的條件下，可達150h以上不龜裂。 3.耐腐蝕性由于乙丙橡膠缺乏極性，不飽和度低，因而對各種極性化學品如醇、酸、堿、氧化劑、制冷劑、洗滌劑、動植物油、酮和脂等均(如汽油、苯等)及礦物油中穩定性較差。在濃酸長期作用下性能也要下降。在ISO/TR7620中匯集了近400種具有腐蝕性的氣態和液態化學品對各種橡膠性能作用的資料，并規定了1-4級表示其作用的程度， 體積溶脹率/% 硬度降低值 對性能影響 1 <10 <10 輕微或無 2 10-30 <20 較小 3 30-60<30 中等 4 >60 >30 嚴重4.耐乙丙橡膠有優異的耐水蒸汽性能并優于其耐熱性。在230℃過熱蒸汽中，近100h后外觀無變化。而氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡 -歷較短時間外觀發生明顯劣化現象。 5.耐過熱水性能乙丙橡膠耐過熱水性能亦較好，但與所用硫化系統密切相關。以二硫代、TMTD為硫化系統的乙丙橡膠，在125℃過熱。 6.電性能乙丙橡膠具有優異的電絕緣性能和耐電暈性，電性能優于或接近丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯、聚乙烯 由于乙丙橡膠分子結構中無極性取代基，分子內聚能低，分子鏈可在較寬范圍內保持柔順性，僅次于天然橡膠和順丁橡膠， 乙丙橡膠由于分子結構中缺少活性基團，內聚能低，加上膠料易于噴霜，自粘性和互粘性很差。
三、乙丙橡膠改性品元乙丙和三元乙丙橡膠從20世紀50年代末、60年代初開發成功以來，世界上又出現了多種改性乙丙橡膠和熱塑性乙丙橡膠( 橡膠的廣泛應用提供了眾多的品種和品級。改性乙丙橡膠主要是將乙丙橡膠進行溴化、氯化、磺化、順酐化、馬來酸酐化、有夯褂接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年來，采用共混、共聚、填充、接枝、增強和分子復合等手段，獲得了許多綜合性能好的高分 面獲得很大的改善，從而擴大了乙丙橡膠的應用范圍。 溴化乙丙橡膠是在開煉機上以溴化劑處理而成。溴化后乙丙橡膠可提高其硫化速度和粘合性能，但機械強度下降，因而溴化氯化乙丙橡膠是將氯氣通過三元乙丙橡膠溶液中而制成。乙丙橡膠氯化后可提高硫化速度以及與不飽和橡膠的相容性， 磺化乙丙橡膠是將三元乙丙橡膠溶于溶劑中，磺化劑及中和劑處理而成。磺化乙丙橡膠由于具有熱塑性彈性體的性稀⒎欄睦锏確矯娼玫焦惴旱撓τ謾丙烯腈接枝的乙丙橡膠以甲苯為溶劑，過氯化苯甲醇為引發劑，在80℃筆下使丙烯腈接枝于乙丙橡膠。丙烯腈改性乙 相當于丁腈-26的耐油性，具有較好的物理機械性能和加工性能。熱塑性乙丙橡膠(EPDM/PP)是以三元乙丙橡膠為主體與聚丙烯進行混煉。同時使乙丙橡膠達到預期交聯程度的產物。它不但 性塑料的注射、擠出、吹塑及壓延成型的工藝性能。除此之外，改性乙丙橡膠還有氯磺化乙丙橡膠、丙烯酸酯接枝乙丙乙丙橡膠分子主鏈為飽和結構而呈現出**的耐候性、耐臭氧、電絕緣性、低壓縮長久變形、高強度和高伸長率等寶貴性能， 據乙丙橡膠的不同系列和分子結構方面的特點，乙丙橡膠應用種類有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烴橡膠并用分析，乙丙橡膠在非輪胎方面得到了廣泛的應用。1.汽車工業 乙丙橡膠在汽車制造行業中應用量大，主要應用于汽車密封條、散熱器軟管、火花塞護套、空調軟管、膠墊、膠管等。在 性、耐臭氧、耐候性等特性，其ENB型的EPDM橡膠已成為汽車密封條的主體材料，國內生膠年消耗量已超過1萬噸，但由于品于熱塑性三元乙丙橡膠EPDM/PP強度高、柔性好、涂裝光澤度高、易回收利用的特點，在國內外汽車保險杠和汽車儀表板 2010年僅汽車保險杠和儀表板兩項產品，EPDM/PP的國內年用量可達4.5萬噸。此類產品的回收利用主要采用的工藝方法是：添加新料后生產新產品。這樣在保險杠和儀表板生產中，就能節約大量材料取得較好的 濟效益。目前，我國乙丙橡膠 44%，其中還不包括船舶、列車和集裝箱密封條的乙丙橡膠用量。
乙丙橡膠是橡膠 制品工業中一項極為重要的材料。乙丙橡膠又可分為二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和熱塑性乙丙 的應用。2003年我國合成橡膠用量達113萬噸左右，其中三元乙丙橡膠用量為2.04萬噸，僅占合成橡膠用量的1.8%。近年來，增長變緩，乙丙橡膠生產量和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長3.8%左右。國內乙丙橡膠消耗增長量也不大橡膠在汽車配件(不含輪胎制品)中的應用僅為1萬-1.2萬噸。但三元乙丙橡膠在我國車用橡膠密封條產品生產中已成為主體材料一、乙丙橡膠基本化學結構組成與其性能關系乙丙橡膠系以單烯烴乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡膠；以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體共聚而制得三元乙丙橡膠。
乙丙橡 則排列，失去了聚乙烯或聚丙烯結構的規整性，從而成為彈性體，由于三元乙丙橡膠二烯烴位于側鏈上，因此三元乙丙橡由于二元乙丙橡膠分子不含雙鍵，不能用硫黃硫化，因而限制了它的應用。在乙丙橡膠商品牌號中，二元乙丙橡膠只膠的主要品種，在乙丙橡膠商品牌號中占90%左右。目 前工業化生產的三元乙丙橡膠常用的第三單體有乙叉降冰 己二烯(HD)。近年來第三單體技術又有新發展，國外研制出用1，7-辛二烯、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯、3，7-二甲 二甲基-1，6-辛二烯、7-甲基-1，6-辛二烯等作為三元乙丙橡膠的第三單體，使三元乙丙橡膠的性能有了新的提高。三元乙丙橡膠中第三單體種類和含量對硫化速度、硫化橡膠的性能均有直接影響。其中，雙環戊二烯(DCPD)作為第三單體，雖硫化速度慢，難以與高不飽和度的二烯烴類橡膠并用；以乙叉降冰片烯(ENB)、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯等為第三單 度快，前者已成為三元乙丙橡膠的主要品種。第三單體含量以碘值表示，三元乙丙橡膠的碘值一般為6-30，大多在15左右 30時，為超高速硫化型，可用任何比例與高不飽和二烯烴橡膠并用。因此三元乙丙橡膠在與其他橡膠并用時，應注意選擇適宜已知三元乙丙橡膠所含第三單體的種類，炭黑填充時，硫化體系對硫化速度由快到慢的順序如下：1.硫黃硫化體系：(1)乙叉降己二烯，(3)雙環戊二烯；2.過氧化物硫化體系：(1)雙環戊二烯，(2)乙叉降冰片烯，(3)1，4-己二烯。選用含乙叉降冰片烯為第三單體的三元乙丙橡膠，其硫化橡膠則具有較高的耐熱性和 伸強度以及較小的壓縮長久變形； 元乙丙橡膠，成本較低，耐臭氧性較高，制品有臭味；含1，4-己二烯的三元乙丙橡膠不易焦燒，硫化后壓縮長久變形較小。
丙橡膠聚合分子結構中，乙烯/丙烯含量比對乙丙橡膠生膠和混煉膠性能及工藝性均有直接影響。應用時，可并用2-3種 不同的性能要求。一般認為乙烯含量控制在60%左右，才能獲得較好的加工性和硫化膠性能；丙烯含量較高時，對乙丙橡時，易擠出，擠出表面光滑，擠出件停放后不易變形。乙 丙橡膠的重均分子量為20萬-40萬，數均分子量為5萬-15萬，粘均分 30萬。重均分子量與門尼粘度密切相關。乙丙橡膠門尼粘度值[ML(1+4)100℃]為25-90，高門尼值105-110也有不少的品種。隨著門尼值的提高，填充量能也提高，但加工性能變差；其硫化后的乙丙橡膠的伸強度、回彈性均5，大多在3左右。分子量分布寬的乙丙橡膠具有較好的開煉機混煉性和壓延性。近來，已研制出分子量采用雙峰分布形式的三元乙丙橡膠，即在低分子量部分再出現一個較的峰，并減少極低分子量部分，此種三元乙丙后的挺性，又保證了良好的流動性及發泡率。
二、乙丙橡膠的主要性能 1.低密度高填充性乙丙橡膠的密度是較低的一種橡膠，其密度為0.87。加之可大量充油和加入填充劑，因而可降低橡膠制品的成本，彌補了后物理機械性能降低幅度不大。2.耐老化性乙丙橡膠有優異的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩定性、電性能、充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在12200℃下可短暫或間歇使用。加入適宜防老劑可提高其使用溫度。以過氧化物交聯的三元乙丙橡膠可在更苛刻的條件下使用50pphm、伸30%的條件下，可達150h以上不龜裂。 3.耐腐蝕性由于乙丙橡膠缺乏極性，不飽和度低，因而對各種極性化學品如醇、酸、堿、氧化劑、制冷劑、洗滌劑、動植物油、酮和脂等均(如汽油、苯等)及礦物油中穩定性較差。在濃酸長期作用下性能也要下降。在ISO/TR7620中匯集了近400種具有腐蝕性的氣態和液態化學品對各種橡膠性能作用的資料，并規定了1-4級表示其作用的程度， 體積溶脹率/% 硬度降低值 對性能影響 1 <10 <10 輕微或無 2 10-30 <20 較小 3 30-60<30 中等 4 >60 >30 嚴重4.耐乙丙橡膠有優異的耐水蒸汽性能并優于其耐熱性。在230℃過熱蒸汽中，近100h后外觀無變化。而氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡 -歷較短時間外觀發生明顯劣化現象。 5.耐過熱水性能乙丙橡膠耐過熱水性能亦較好，但與所用硫化系統密切相關。以二硫代、TMTD為硫化系統的乙丙橡膠，在125℃過熱。 6.電性能乙丙橡膠具有優異的電絕緣性能和耐電暈性，電性能優于或接近丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯、聚乙烯 由于乙丙橡膠分子結構中無極性取代基，分子內聚能低，分子鏈可在較寬范圍內保持柔順性，僅次于天然橡膠和順丁橡膠， 乙丙橡膠由于分子結構中缺少活性基團，內聚能低，加上膠料易于噴霜，自粘性和互粘性很差。
三、乙丙橡膠改性品元乙丙和三元乙丙橡膠從20世紀50年代末、60年代初開發成功以來，世界上又出現了多種改性乙丙橡膠和熱塑性乙丙橡膠( 橡膠的廣泛應用提供了眾多的品種和品級。改性乙丙橡膠主要是將乙丙橡膠進行溴化、氯化、磺化、順酐化、馬來酸酐化、有夯褂接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年來，采用共混、共聚、填充、接枝、增強和分子復合等手段，獲得了許多綜合性能好的高分 面獲得很大的改善，從而擴大了乙丙橡膠的應用范圍。 溴化乙丙橡膠是在開煉機上以溴化劑處理而成。溴化后乙丙橡膠可提高其硫化速度和粘合性能，但機械強度下降，因而溴化氯化乙丙橡膠是將氯氣通過三元乙丙橡膠溶液中而制成。乙丙橡膠氯化后可提高硫化速度以及與不飽和橡膠的相容性， 磺化乙丙橡膠是將三元乙丙橡膠溶于溶劑中，磺化劑及中和劑處理而成。磺化乙丙橡膠由于具有熱塑性彈性體的性稀⒎欄睦锏確矯娼玫焦惴旱撓τ謾丙烯腈接枝的乙丙橡膠以甲苯為溶劑，過氯化苯甲醇為引發劑，在80℃筆下使丙烯腈接枝于乙丙橡膠。丙烯腈改性乙 相當于丁腈-26的耐油性，具有較好的物理機械性能和加工性能。熱塑性乙丙橡膠(EPDM/PP)是以三元乙丙橡膠為主體與聚丙烯進行混煉。同時使乙丙橡膠達到預期交聯程度的產物。它不但 性塑料的注射、擠出、吹塑及壓延成型的工藝性能。除此之外，改性乙丙橡膠還有氯磺化乙丙橡膠、丙烯酸酯接枝乙丙乙丙橡膠分子主鏈為飽和結構而呈現出**的耐候性、耐臭氧、電絕緣性、低壓縮長久變形、高強度和高伸長率等寶貴性能， 據乙丙橡膠的不同系列和分子結構方面的特點，乙丙橡膠應用種類有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烴橡膠并用分析，乙丙橡膠在非輪胎方面得到了廣泛的應用。1.汽車工業 乙丙橡膠在汽車制造行業中應用量大，主要應用于汽車密封條、散熱器軟管、火花塞護套、空調軟管、膠墊、膠管等。在 性、耐臭氧、耐候性等特性，其ENB型的EPDM橡膠已成為汽車密封條的主體材料，國內生膠年消耗量已超過1萬噸，但由于品于熱塑性三元乙丙橡膠EPDM/PP強度高、柔性好、涂裝光澤度高、易回收利用的特點，在國內外汽車保險杠和汽車儀表板 2010年僅汽車保險杠和儀表板兩項產品，EPDM/PP的國內年用量可達4.5萬噸。此類產品的回收利用主要采用的工藝方法是：添加新料后生產新產品。這樣在保險杠和儀表板生產中，就能節約大量材料取得較好的 濟效益。目前，我國乙丙橡膠 44%，其中還不包括船舶、列車和集裝箱密封條的乙丙橡膠用量。