EPDM的性能及其并用研究.docVIP

EPDM的性能及其并用研究 1、前言 1.1 EPDM的结构 三元乙丙橡胶(EPDM)是以乙烯和丙烯为主要原料，并用少量的非共轭二烯烃在Zeigler-Netta催化剂作用下聚合而成的一种通用合成橡胶。目前世界上约有20多个公司生产，共有100多个牌号（1），。EPDM 具有优异的耐热、耐臭氧、耐老化和电绝缘性，且易与聚烯烃塑料共混，已广泛用于汽车配件、防水卷材、电线电缆及塑料改性等众多领域。EPDM与丁基橡胶并用制造汽车内胎，可延长内胎使用寿命。由于用途广泛，在世界合成橡胶消费总量中，EPDM约占7%，其产耗量在合成橡胶中位居第三（2）。在汽车用橡胶中，EPDM 是耗用量最大的胶种，主要是制造门窗密封胶条、散热器胶管及其他零件。 EPDM也称为饱和橡胶，与不饱和橡胶如NR(天然橡胶)、NBR(丁睛橡胶)等相比，其主链完全饱和，不饱和的第三单体为侧挂基团作为其硫化的活性点而存在;故其化学稳定性和热稳定性较高。EPDM 分子主链和侧基上均无极性基团存在，因此，它也是非极性橡胶。乙烯和丙烯的组成比例对EPDM的性能有着决定性的影响。一般丙烯用量在30%-40% (mol)之间，且当丙烯用量增加，EPDM的玻璃化温度(Tg)升高。丙烯用量低于27%时，其硫化胶及生胶强度均增加，但永久变形会增大，弹性会下降（3）”根据第三单体加入的种类不同，EPDM分为E、D和H型，即加入的第三单体分别为亚乙基降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)和1, 4己二烯(HD),第三单体用量高，EPDM不饱和度高，硫化速度快，但其耐热性能变差。 1.2 EPDM的性能 总的来说 ，EPDM具有高度的化学稳定性、卓越的耐天候性，其耐臭氧、耐热性能及其耐水蒸气性能也相当优异，同时还具有良好的电绝缘及耐磨性能；与硅橡胶、氟橡胶相比，其物理机械性能和综合性能比较均衡。但其硫化速度较慢，黏结性及耐脂肪族溶剂性能较差。 （1）耐热空气老化性能 EPDM具有优异的耐臭氧、耐热、耐天候性能，在通用橡胶中其老化性能最好。其热失重温度为485 0C，在130℃下可长期使用，150℃或更高温度下可间歇使用。EPDM还具有优秀的耐天候性能。 （2）耐化学药品及耐油性能 EPDM与多数化学药品不发生化学反应，它对醇、酸、强碱、氧化剂、洗涤剂、动植物油、酮、某些酷.肌以及极性合成油脂等均具有较高的抗耐性。但其不耐非极性油类及溶剂，诸如汽油、苯等。 (3) 耐水性能 EPDM 具有卓越的耐水、过热水及水蒸汽性能。它具有疏水性，与水不容易产生物理和化学作用。 (4) 电绝缘性能 EPDM具有优异的电绝缘和耐电晕性能。其体积电阻率达106O.m数量级，与丁基橡胶相当，但其耐电晕性能要比丁基橡胶好得多。其击穿电压为30-40MV/m，介电常数也较低。特别是浸水后其电性能变化也很小。 1.3 EPDM的应用 根据EPDM的性能特点，其主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电器绝缘等领域。如用于轮胎的浅色胎侧、汽车发动机耐热胶管、耐热运输带、电缆电线、防腐里衬、密封垫圈、建筑防水片材、门窗密封条、家用电器配件、塑料改性等（4）。 汽车工业是非轮胎橡胶制品的主要应用领域。随着汽车向高性能、长寿命、轻量化的方向发展，EPDM 已成为汽车工业理想的橡胶材料之一，可用于挡风胶条、刹车系统及冷却水系统的密封件、耐致冷剂的O型圈、汽车室内垫片、散热器软管、火花塞护套、轮胎白色胎侧胶、汽车防撞保险杠、胶管、防护套、废气悬挂系统橡胶件、模压件等等。EPDM 目前己经大量应用于汽车内胎、侧胎。如IIR/EPDM(丁基橡胶/EPDM)橡胶内胎胎筒挤出速度快、收缩率小、稳定性好，且表面光滑、强度高，热永久变形小，接头戮接性提高，符合气密性要求，另外还可实现内胎轻量化，并能克服使用后期发豁胀大的弊病。在欧洲，EPDM 在汽车中的用途分配中:密封系统占67%、刹车部件占3%、轮胎件占1%、散热器部件占13%、消音部件占7%,搅拌器部件占1%、管类占1%、其它占7%。其中密封系统和散热器胶管用量还在增多。在美国，汽车行业中使用的EPDM有一半用于密封。日本汽车行业中使用的EPDM的最大用途是挡风胶条、车身密封及其散热器软管等冷却水系统软管，己完全取代了二烯类橡胶的应用（5）。 EPDM的使用温度可高达1600℃，仅次于氟橡胶、硅橡胶和丙烯酸醋橡胶，但其价格却较它们低。用EPDM研制耐热胶料时，单用硫黄进行硫化，虽然拉伸强度和扯断伸长率均明显高于单独使用过氧化物硫化的胶料，但其耐150℃热老化性能却明显劣于后者，如其拉伸强度和扯断伸长率的下降幅度高达60%左右。用过氧化物硫化时，尽管硫化胶耐热老化性优越，然而硫化胶拉伸性能太差（6）。 EPDM防水卷材是目前使用寿命最长的防水材料。在美国，硫化型EPDM防水卷材有非增强型、