善贞简介善贞文化企业愿景行业索引轮胎内胎体系索引埃肯(蓝星) HCR 1900 USP埃肯(蓝星) HCR 9600 U埃肯(蓝星) HCR 9100 U埃肯(蓝星) HCR 2900 U埃肯(蓝星) HCR 300 U埃肯(蓝星) HCR 3100 U埃肯(蓝星)HCR 2100 U埃肯(蓝星) HCR 1700 U埃肯医疗级 HCR 4500 U埃肯(蓝星) HCR 1800 U埃肯(蓝星) HCR 1565 L埃肯高温硅橡胶埃肯(蓝星) LSR 8300埃肯(蓝星) LSR 8600埃肯(蓝星) LSR 6300埃肯(蓝星)医疗级液体胶  LSR 4600液体硅橡胶善贞 SR 1200 UTH善贞 SR 1500 UTH善贞 SR 2100 UOR善贞 SR 2200 UOR善贞 SR 3500 UTH善贞 SR 5100 U善贞 SR 6100 UFR善贞 SR 6800 UFR善贞 EC 8500 U硅橡胶定制善贞 FS 2200 U善贞 FS 8200 U氟硅橡胶苯基硅橡胶尼纳斯Nytex 810尼纳斯 Nytex 820尼纳斯 Nytex 840尼纳斯 Nytex 4700尼纳斯 Nyflex 222B环保环烷油尼纳斯 Nyflex 3100尼纳斯 Nypar330Sanepar 916 & 936 & 986环保石蜡油尼纳斯 Nypar 330埃尼 Celtis 956Sanepar 916 & 936高闪点石蜡油善贞 Sanepar756艾迪科  RS 107艾迪科  RS 705艾迪科  RS 735环保增塑剂玄珞  PowerFR-SF环保阻燃剂GreenThinking PF81矽比科  Snobrite矽比科  Unibrite-NB矽比科  SilverBond矽比科  Sibelite M玄珞表面处理硅灰石功能性填料善贞 Sanesil DE68善贞 Sanesil TH67玄珞 Powerflex D985S玄珞 Powerflex DP86B玄珞 Powerflex DP86B橡胶助剂立信  HNBR立信  FKM立信  ACM/AEM立信  NBR立信  ECO立信  XNBR立信  CR立信  EPDM立信  CSM立信  PU橡胶混炼胶三元乙丙橡胶(EPDM)合成橡胶特种炭黑 N990博拉 ASTM 系列炭黑博拉 超级清洁炭黑博拉 低多环芳烃(PAHS) 炭黑博拉 低生热炭黑高品质炭黑富兰凯琳  DKW-3472富兰凯琳  DKW-3551B富兰凯琳  DKW-4064富兰凯琳  DKW-3005E富兰凯琳  DKW-3005E富兰凯琳  DKW-123富兰凯琳  W-4167富兰凯琳  W-4163富兰凯琳  ALW-3856富兰凯琳  DKW-3794E富兰凯琳  DKW-4013A富兰凯琳  DKW-4097富兰凯琳  DKW-823环保外脱模剂发泡基胶技术文章视频介绍资料下载善贞风采行业新闻胶管电线电缆胶辊绝缘部件传动带电子电器密封条密封件减震件输送带塑料改性航空航天婴儿制品医药制品合金胶模环保环烷油环保石蜡油高闪点石蜡油高温硅橡胶液体硅橡胶医用级硅橡胶硅橡胶定制氟硅橡胶高品质炭黑橡胶混炼胶功能性填料环保增塑剂环保脱模剂橡胶助剂轮胎第四层内胎

三元乙丙复合硫化体系研究

发表时间:2020-07-30 14:08


概述:本文就硫化体系和硫化剂对乙丙胶物性的影响,进行了概括性的论述

三元乙丙橡胶(简称EPDM)是以乙烯、丙烯为主要单体,并用少量的非共轭二烯烃聚合而成的一种合成橡胶。EPDM具有优异的耐老化性能、耐热性和耐臭氧性能及电绝缘性,广泛用于机动车辆软管、制动系统等产品中。随着汽车行业快速发展,对EPDM材料的性能提出了更高要求,除了具有良好的物理机械性能和老化性能外,部分产品还要求具有良好的耐油性能。本实验要通过研究复合硫化体系来提高EPDM的这些性能。


1实验部分

1.1主要原材料

EPDM,牌号512E日本住友化学;炭黑N550博拉集团石蜡油Sanepar986上海善贞实业纳米补强剂PF81,上海玄珞新材料其他原材料均为橡胶工业常用工业品。

1.2主要设备与仪器

XK-160A型开炼机,上海橡胶机械厂;QLB-D型平板硫化机,江苏海门县轻工机械厂;401A型老化箱,上海实验仪器总厂;XLL2500N拉力机,上海化工机械四厂;MDR-2000E型硫化仪,无锡蠡园电子化工设备厂。

1.3基本配方

主料EPDM100phrN55090phr石蜡油:20phr,填料PF81:10phr

活性剂:氧化锌5phr,硬脂酸1phr

硫黄体系:促进剂M+TT2.0phr硫黄1.5phr

半有效体系:促进剂M+TT+CZ 3.5硫黄1.0 phr

过氧化物体系:DCP5phr

复合体系:DCP3 phr促进剂S+M+BZ+TRA 2 phr

2结果与讨论

2.1硫化体系类型的影响

对比硫黄硫化、半有效硫化、过氧化物硫化、复合硫化体系对胶料的性能影响,结果如表1所示。

1不同硫化体系对EPDM胶料性能的影响


项目
硫化体系




硫黄
半有效
过氧化物
复合
T10min
1.14
1.34
0.86
1.02
T90min
5.9
6.3
10.12
8.5
邵尔A硬度
73
72
69
70
拉伸强度(MPa)
11.5
13.9
13.7
13.2
拉断伸长率(%)
425
390
285
370
撕裂强度(kN/m)
34.4
32.6
29.6
30.4
压缩永久变形(%)130℃×24h
49.9
42
24.5
34.3
老化后
140℃×70h



硬度变化
+9
+7
+4
+6
拉伸强度变化率(%)
+18
-1.0
+6.2
+7.5
拉断伸长率变化(%)
-51.3
-43
-21
-28
3#油体积变化(%)125℃×70h
147.5
134.2
122.3
124


1可以看出,硫化速度由快到慢的顺序为:(1)硫黄硫化体系;(2)半有效体系;(3)复合体系;(4)过氧化物体系。

从表1还可以看出,硫黄硫化可获得较大的伸长率和较高的撕裂强度;半有效体系硫化胶的物理性能较好,但压缩永久变形和耐3#油体积变化较大;过氧化物硫化可获得很好的耐热性和压缩永久变形,但其伸长率较小;相比之下,复合硫化体系的胶料综合物理性能较好,其原因可能是,采用复合硫化体系的胶料中不仅有碳-碳交联键,还存在硫键,在受到拉伸时,键能较大的碳-碳交联键首先承受应力,并在低伸长状态下断裂,此时由于硫键的应力疏导和互换重排特性,使应力均匀分散,从而维持胶料高伸长状态,胶料具有良好的拉伸性能。在高温下,由于硫黄体系中交联键绝大部分为多硫键(S-S键、C-Sn-C),这些键键能较低,容易断裂,故耐热性差。复合体系中存在的C-C键能比C-SS-S的键能高,所以耐热性好,由此可见,复合体系是EPDM的最佳选择。

2.2   配合剂用量的优化试验

为确定复合硫化体系中各配合剂的最佳用量,采用L9(34)正交试验法,以考察S和促进剂(MB2TRA)的用量对胶料性能的影响。试验因子、水平及正交试验情况见表3-5

EPDM胶料中,硬度和拉伸强度基本稳定,所以主要考虑拉断伸长率、压缩永久变形和3#油体积变化,对这三者进行了直观分析。从表4和表5可以看出,各因子对胶料性能影响的大小顺序为:

(1)拉断伸率:C>B>A>D

(2)压缩永久变形:D>B>A>C

(3)3#油体积变化:B>A>C>D

(4)拉断伸长率变化:A>D>C>B

还可以看出:TRA用量增加,耐介质性能变好;M用量增加,拉断伸长率好;BZ用量增加,压缩永久变形好。综合各项性能,确定A1B1C2D3为最佳水平组合,即STRAMB2用量分别为0.10.30.81.1

2正交实验的因子和水平


水平
A(硫黄)
B(TRA)
C(M)
D(BZ)
1
0.1
0.3
0.5
0.5
2
0.2
0.5
0.8
0.8
3
0.3
0.7
1.1
1.1


3正交试验组合


因子
试验号









1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
8#
9#
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
B
1
2
3
1
2
3
1
2
3
C
1
2
3
2
3
1
3
1
2
D
1
2
3
3
1
2
2
3
1


4L9(34)正交试验结果


试验号
1#
2#
3#
4#
5#
6#
7#
8#
9#
邵尔A硬度
71
70
71
70
72
71
72
71
71
拉伸强度(MPa)
15.9
15.5
16.0
15.7
16.1
16.1
16.1
16.3
16.3
拉断伸长率(%)
376
378
358
384
351
322
371
358
374
压缩永久变形
(130℃×22h)%
24.0
28.8
22.4
20.5
33.0
32.4
28.6
28.5
27.3
老化性能
140℃×70h








硬度变化
+4
+6
+7
+6
+5
+6
+4
+6
+6
拉伸强度变化
+2.5
+7.7
-3.1
+7.6
+4.3
+5.6
+75
+10.4
+1.8
伸长率变化(%)
-13.8
+52.1
-23.7
-16.9
-21.4
-13.4
-21.6
-24.6
-28.6
3#油体积变化(25℃×70h)%
154
156
146
153.41
139.9
140.2
149.3
145.6
143


2.3 复合体系中DCP用量的影响

当促进剂S+M+BZ+TRA2.3份时,DCP用量对EPDM硫化胶料的性能影响如图1和图2()所示。

从图1和图2可以看出,随着DCP用量的增加,试样的拉断强度先增大后减小,在DCP4份时达到最大值(14.6MPa),试样的拉断伸长率、压缩永久变形则逐渐减小,耐油性能越来越好。值得注意的是;DCP用量从2.0份逐步增加到5.0份的过程中,拉断伸长率变化比较大。综合考虑各项性能,确定DCP用量为4.0份。


5正交试验的直观分析结果

项目
拉断伸长率(%)
压缩永久变形(%)
3#油体积变化(%)
拉断伸长率变化(%)
A1
370.7
25.1
152.0
+4.9
A2
352.3
28.6
144.5
-17.2
A3
367.7
28.1
145.9
-17.4
ΔA
18.3
3.56
7.5
29.8
B1
377.0
24.3
152.2
-17.4
B2
362.3
30.1
147.2
+2.0
B3
351.3
27.4
143.6
-21.9
ΔB
25.7
5.7
9.2
23.9
C1
352.0
28.3
146.6
-17.3
C2
360.0
25.5
150.8
+2.2
C3
378.7
28.0
145.1
-22.2
ΔC
26.7
2.7
5.7
24.4
D1
367.0
28.1
145.6
-21.3
D2
357.0
29.9
148.5
+5.7
D3
366.7
23.8
148.3
-21.7
ΔD
10.0
6.1
2.9
27.4



3 结论

(1)硫黄硫化体系的硫化速度最快,过氧化物体系的硫化速度最慢,半有效硫化体系有最长的焦烧时间,复合体系有适中的焦烧时间和硫化速度。

(2)乙丙胶料中,硫黄硫化体系拉断伸长率和撕裂强度较好,但压缩永久变形大;过氧化物体系中压缩永久变形和耐3#标准油性能好,但伸长率较小;采用复合体系的胶料可获得良好的综合性能。

(3)复合硫化体系的最佳配比为DCP 4.0S 0.1TRA 0.3M 0.8BZ 1.1

(4)另外,相对于普通300#&500#石蜡油,Sanepar986石蜡油有更低的VOC,以及更好的分散能力;PF81可以有效的延长焦烧,增加混炼胶的安全系数,且能缩短正硫化时间,提升生产效率。



分享到:
善贞
走进善贞 善贞文化 企业愿景
善贞实业(上海)有限公司
Sanezen Zenchem (Shanghai) Co., Ltd
产品
环烷油    
炭黑
石蜡油     硅胶 混炼胶     填料
阻燃剂     发泡
脱模剂     尼龙
增塑剂     助剂
资讯
善贞风采 行业新闻

官方商城

微信公众号
联系:
总     机 :+86  021  6487  9251
营业一部:+86  177  1768  9203         汪经理
营业二部:+86  138  1652  3748         毕经理

E--mail:   kevenwang@sanezen.com
上海玄珞新材料有限公司
Shanghai Powerflex New Material Co., Ltd


高端橡胶圈

善贞视频号
友情链接: