三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计应用

参考文献
〔1〕朱明华 编《仪器分析》高等教育出版社 1983 年 5 月 P27～39 。 〔2〕李浩春主编《分析化学手册 · (第二版) ·第五分册 ·气相色
谱分析》化学工业出版社 1999 年 3 月 P59～190 。
www1 chemstandard1 com1 cn/
能正常工作 。为了解决这一问题 , 我们从乙丙胶的 牌号 、硫化剂 、促进剂 、补强剂等方面做了大量的 对比实验 , 从中选出了较好的配方 , 来满足乙丙胶 在高温条件下低压缩变形的要求 。
2 材质的选择
21 1 三元乙丙胶牌号的确定 一般来讲乙烯含量在 60 %左右三元乙丙胶的
加工性能和硫化胶物理机械性能较好 , 所以多数乙 丙胶乙烯含量均控制在这个范围内 。故选择了如下 厂家生产的不同牌号乙丙胶做对比试验 。见表 1 。
30 43 高
从不同厂家生产的不同牌号的乙丙胶在 150 ℃ 高温下做压缩变形对比试验 , 结果如下 : 4045 胶2 361 4 ; EP33 胶2401 6 ; 505A 胶2341 2 。数 据 表 明 : 4045 和 505A 二个牌号的压缩变形值比较好 , 而且 基本接近 。三种牌号都是日本产的 , 其中 4045 是 目前我国大量进口的 , 所以采用 4045 牌号胶进行
3 采用二次硫化提高耐热性
因硫化体系选用的过氧化物 、少量硫磺 、二硫 化四乙基秋兰姆 、共交联剂等都具有耐热性 , 硫化 曲线平坦 、宽广 。为进一步加深硫化程度 , 提高耐 热性 , 减小压缩变形 , 采用在空气老化箱中 130 ℃ ×8h 二次硫化 。分析认为第一次硫化分解后的游 离基还存在 , 二次硫化时游离基可能起作用 。经二 次硫化后测得的压缩变形 (150 ℃×24h) 为 241 8 , 达到预期目的 。

第一章综述1.1概述三元乙丙橡胶(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。

1.1.1 EPDM的结构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，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[1]。

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。

第三单体种类对EPDM性能影响见表1-1。

表1-1 第三单体品种对EPDM性能的影响续表 1-11.1.2 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、耐热性能及耐水蒸气性能优异，同时也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。

三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究硫化胶力学性能越好,但耐老化性能差;蒙脱土和纳米凹凸棒粒径越小,硫化胶力学性能和耐老化性能越好,但压缩永久变形性能差;BaSO_4粒径越小,硫化胶力学性能和耐老化性能越好,压缩永久变形性能先增加后减小。

最后,本文通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)等手段,对填料的微观形貌、结构和化学性质进行了表征和分析,为填料的选择及应用提供了理论和实验依据。

4.3 结果与讨论4.3.1 硫化特性在本研究中，我们使用了两种不同的硫化系统，即常规硫化系统和高效硫化系统，并对其进行了比较。

结果表明，使用高效硫化系统可以显著提高硫化速率和交联密度，从而改善EPDM的硬度和强度。

此外，我们还研究了硫化剂种类和用量对硫化特性的影响。

结果表明，使用过量的硫化剂会导致硫化密度过高，从而降低EPDM的拉伸性能。

4.3.2 力学性能我们测试了EPDM的拉伸强度、断裂伸长率、硬度和抗撕裂性能，并比较了不同硫化条件下的结果。

结果表明，使用高效硫化系统可以显著提高EPDM的拉伸强度和硬度，但对断裂伸长率和抗撕裂性能的影响不大。

此外，我们还研究了填料对EPDM力学性能的影响。

结果表明，添加适量的填料可以显著提高EPDM的强度和硬度，但过量的填料会导致EPDM的断裂伸长率和抗撕裂性能下降。

4.3.3 耐老化性能我们使用热氧老化试验和紫外线老化试验来研究EPDM的耐老化性能，并比较了不同硫化条件下的结果。

结果表明，使用高效硫化系统可以显著提高EPDM的耐热老化性能和耐紫外线老化性能。

此外，我们还研究了填料对EPDM耐老化性能的影响。

结果表明，添加适量的填料可以显著提高EPDM的耐老化性能，但过量的填料会导致EPDM的老化速度加快。

4.3.4 压缩永久变形性能我们测试了EPDM的压缩永久变形率，并比较了不同硫化条件下的结果。

结果表明，使用高效硫化系统可以显著降低EPDM的压缩永久变形率。

耐低温超低压缩永久变形三元乙丙橡胶的配方设计苏春义，丁业乾，杨　春，何　培，柯玉超，田友峰，章维国，祝　磊，吴　晨（安徽中鼎密封件股份有限公司，安徽宁国242300）摘要：研究由乙烯、丁烯和亚乙基降冰片烯为单体，茂金属催化合成的新型三元乙丙橡胶（EBT EPDM）和通用三元乙丙橡胶（EPDM）的耐低温性能以及炭黑种类对EBT EPDM胶料耐低温性能的影响。

结果表明：与EPDM胶料相比，EBT EPDM胶料的t10和t90均缩短，F max－F L增大；EBT EPDM硫化胶在低温条件（－40 ℃×72 h）下的压缩永久变形减小71.5%，脆性温度降低37.7%，低温回缩温度T R10最低，低温弯曲后表面未出现裂纹，耐低温性能优异；随着炭黑粒径的增大，EBT EPDM硫化胶的低温压缩永久变形减小，脆性温度降低；在相同低温条件下，EBT EPDM硫化胶的压缩永久变形与硅橡胶硫化胶相近，但EBT EPDM价格远低于硅橡胶，可拓宽其在低温密封领域的应用。

关键词：三元乙丙橡胶；压缩永久变形；脆性温度；低温回缩试验；炭黑中图分类号：TQ333.4 文章编号：2095-5448（2024）01-0015-05文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2024.01.0015三元乙丙橡胶（EPDM）一般是由乙烯、丙烯和较少量非共轭二烯烃共同聚合而成，主链饱和且无极性基团存在，属于一种无定型非结晶橡胶，主链和侧链分子间内聚能低，侧基小不阻碍大分子链运动，能在低温环境下保持分子链的柔顺性，因此广泛应用于汽车、石油开采和航空航天等领域[1-2]。

随着工业的快速发展，橡胶制品需求量增加，同时对橡胶制品的性能要求也日益苛刻，尤其是在极寒地区和航空航天领域对橡胶制品的低温密封性能提出了更高的使用要求。

在极寒地区的低温环境下，橡胶大分子链的热运动较弱，分子链和分子链段由于冻结作用会失去弹性，EPDM制品在低温下压缩永久变形较大，易导致低温密封失效，限制了其在极寒地区的使用[3-6]。

板片耐压 ， 耐腐蚀程度 ， 二是橡胶密封垫ｆ 夹在两 上金属板片之间的边槽内１的质量即密封趣的物 理性能。现在， 国内该密封垫的不足之处是 ： 在高 温条件下橡胶密封垫压缩变形过大而导致换热器 泄漏， 使设备不能正常运行。 该文根据用户要求和 相关的 Ｚ Ｊ７０ １８ 标准 ， Ｂ ４ ０— ７ 进行了用三元乙丙橡 胶和硅橡胶生产板式换热器密封垫的研究，并取 得较 为满 意 的结果 。
密 封 垫 是 夹 在 两个 金 属板 之 间的边 槽 内的 ，
越的耐氧化、 抗臭氧和抗侵蚀的能力。 于三元乙 由 丙橡胶属于聚烯烃家腹， 它具有极好的硫化特性。 在所有橡胶当中， １） Ｅ｝ 、 Ｍ具有最低的 比 重。 它能吸 收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制 作成本低廉的 橡胶化合物。 板式换热器是近期发 展起来的一种新换热产品，板式换热器使用寿命 的长短除与使用条件有关外 ，就其本身而言还决
性。 ４ 论 结 ４１ＭＱ、Ｐ Ｍ 板式 换 热 器 密封 垫 采 用 过 氧 ． ＥＤ
化物 Ｄ Ｐ和促进剂 Ｐ Ｍ为硫化体 系，可获得良 Ｃ Ｄ 好 的耐 热 、 低压 缩变 形 的效果 。 ４ ． ２为解决过氧化物硫化体系引起的胶料拉 伸强度 、 撕裂强度的降低 ， 补强体系应并用部分高 补强门炭黑。 ４３为满足高温使用要求，胶料压缩永久变 ． 形 的 测试 温度 为 ： ＭＯ胶料 ２０ ， Ｐ Ｍ 胶 料 ｏ℃ Ｅ Ｄ
科
科ｒ ｛ ｌ 技 论坛
三元 乙丙橡胶密封垫的研究与应用
孙 长 国
（ 齐化 集 团有 限公 司 ， 江 齐 齐哈 尔 １１０ ） 黑龙 ６００
摘 要： 乙丙橡胶 的 用ｌ ｑ￣ ／泛 ， ：－ － 可以作 为轮 胎侧 、 条 和 内胎 以及汽 车 的零部 件 ， 可 以作 电线 、 胶 还 电缆 包皮及 高压 、 高压绝 缘材料 。本 文主要 阐述 超 Ｙ， －Ｌ乙丙橡胶 密封 垫在 板 式换 热 器中的 应 用。 关键词 ： 元 乙丙橡胶 ： 三 硅橡胶 ： 式换 热器 板 表 １ 不 同 高补 强 白炭 黑 用量 的 ＭＱ 密封 垫 性 能 １概述 ３１压 缩 永 久 变 ． 三元乙丙橡胶是乙烯 、 丙烯 以及非共轭二烯 形测 试 温度 烃 的三 元共 聚物 。Ｅ Ｉ 最 主要 的特 性 就是 其 优 Ｐ｝ Ｍ 板 式换 热 器 橡 胶

三元乙丙橡胶硫化体系简介和配方设计搭配概述三元乙丙橡胶可以采用二烯烃类橡胶用的普通硫化方法硫化，但由于硫化速度较慢，故近年发展了高不饱和度三元乙丙橡胶，其硫化速度不低于高不饱和橡胶的。

三元乙丙橡胶通常可用硫黄、过氧化物、醌肟和反应性树脂等多种硫化体系进行硫化。

不同的硫化体系对其混炼胶的门尼粘度、焦烧时间、硫化速度以及硫化胶的次联键型、物理机械性能(如应力-应变、滞后、压缩变形以及耐热等性能)亦有着直接的影响。

硫化体系的选择要根据所用乙丙橡胶的类型、产品物理机械性能、操作安全性、喷霜以及成等因素加以综合考虑。

1硫黄硫化体系硫黄硫化体系是三元乙丙橡胶使用最广泛最主要的硫化体系。

在硫黄硫化体系中，由于硫黄在乙丙橡胶中溶解度较小，容易喷霜，不宜多用。

一般硫黄用量应控制在1～2份范围内。

在一定硫黄用量范围内，随硫黄用量增加，胶料硫化速度加快，焦烧时间缩短，硫化胶拉伸强度、定伸应力和硬度增高，拉断伸长率下降。

硫黄用量超过2份时，耐热性有下降，高温下压缩永久变形增大。

为使胶料不喷霜,促进剂的用量亦必须保持在三元乙丙橡胶的喷霜极限溶解度以下。

实际上，在工业生产中，基于以下原因几乎都是采用二种或多种促进剂的并用体系。

(1)多种促进剂并用，容易达到硫化作用平衡。

(2)许多促进剂在较低浓度时，就会发生喷霜，因此用量不宜太高。

(3)促进剂这间的协同效应，有利于导致硫化时间的缩短和交联密度的提高。

硫黄硫化体系中，促进剂的用量还可以通过增加硬脂酸的用量来提高，当其它条件不变的情况下，硬脂酸用量增加会导致交联密度、单硫和双硫交联键增加。

氧化锌用量的增加亦有助于在交联时形成促进剂，从而提高胶料的交联密度及抗返原性，改善动态疲劳性能和耐热性能。

2硫黄给予体硫化采用硫黄给予体代替部分硫黄，可使其生成的硫化胶主要具有单硫键或双硫键，因而可以改善胶料的耐热和高温下的压缩变形性能，延长焦烧时间。

所使用的硫黄给予体主要的秋兰姆类，如四硫化双五亚甲基秋兰姆(DPTT)、TMTD、TMTM、MBSS 及4，4′-二硫代二吗啡啉(DTDM)等。

南昌航空大学硕士学位论文EPDM/CPE并用胶料配方设计与应用性能的研究姓名：李璐申请学位级别：硕士专业：环境科学指导教师：熊联明20080501摘要本文研究了三元乙丙橡胶（EPDM）和氯化聚乙烯（CPE）并用胶料的配方设计和应用性能，包括EPDM/CPE并用比、硫化体系、补强体系、软化剂、防老剂，硫化时间等对EPDM/CPE共混硫化胶的物理机械性能、耐热空气老化性能、永久变形等性能的影响，利用电子扫描电镜 (SEM)观察了共混硫化胶的拉伸断面形貌，分析了其内部共混胶料的相态结构。

研究表明，在EPDM中并用一定量的CPE，有助于改善EPDM的物理机械性能、耐热空气老化性能和扯断永久变形性能。

经力学性能测试和SEM观察分析，当EPDM/CPE=70/30时，共混胶料相态均匀，硫化胶的综合性能最好。

在所研究的补强体系中，选择快压出炭黑N550，其粒子表面比较光滑，结构性高，对EPDM/CPE共混胶的补强效果好。

但过量的炭黑容易形成聚集体，降低共混胶的力学性能。

在本研究中，适宜用量为50份。

随硫化时间的增加，过氧化物硫化胶的硬度和拉伸强度增加，扯断伸长率和永久变形下降。

复合交联硫化胶的硬度增大，拉伸强度先增大后降低，永久变形降低。

当EPDM/CPE共混胶在压力10MPa，温度150℃的条件下硫化10min时，其硫化胶的综合性能最好。

在所研究的防老剂中，RD与MB并用时，耐热防护效果显著。

在RD用量为2.0份，MB用量为1.0份时，对EPDM/CPE共混胶的防护效果较好。

在所研究的软化剂中，石蜡油与DBP并用时，软化和增塑效果明显，同时由于DBP与EPDM的相容性不是很好，有轻微喷出的特点，可提高胶管的脱模性和外观光亮度。

但DBP用量不宜过多，研究表明在石蜡油/DBP=5/3时，软化效果最佳。

在过氧化物硫化体系中，采用DCP做为硫化剂，同时加入助硫化剂TAIC，能够明显提高胶料的物理机械性能，改善耐热空气老化性能。

三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究三元乙丙橡胶力学及压缩永久变形性能研究首先,本文对EPDM常用硫化体系进行对比考察,并对过氧化物硫化体系中助交联剂的单用及并用、常用防老剂的单用及并用对EPDM硫化特性、力学性能、耐老化性能及耐压缩永久变形性能的影响进行系统研究,以探索助交联剂的交联反应对DCP主交联作用的影响及防老剂的合理选用。

研究表明:1)、有效硫化体系及复合硫化体系力学性能较好,但耐老化及压缩永久性能差,DCP硫化体系综合性能较好。

2)、PDM、TAIC和S,可增大硫化胶的硫化速度和交联密度,并改善耐老化性能,且TAIC可改善加工性能;PDM、TAIC及适量S分别与DCP并用,可较好改善硫化胶压缩永久变形。

3)、采用单一防老剂,MB的综合性能及抗老化效果最好,硫化胶压缩永久变形最小;采用两种防老剂同份量并用,MB与NBC并用抗老化效果最好,而RD与MB并用压缩永久变形性能最好;MB与NBC不同份量并用时,其份量比为1/1时硫化胶综合性能较好,而份量比为0.5/1.5时压缩永久变形最小。

其次,本文分别从硫化温度、硫化时间、硫化工艺考察对EPDM硫化特性、力学性能、耐老化性能及耐压缩永久变形性能的影响。

研究表明:随硫化温度增大,填料间相互作用、交联密度减小,T10和T90明显缩短,压缩永久变形增大。

合理选择硫化温度和硫化时间,可使得硫化胶具有较好的综合性能,采用二段硫化能提高硫化胶的力学性能,二段硫化时间为2h时综合性能较佳。

随硫化时间和二段硫化时间增大,其压缩永久变形降低。

再次,本文研究了炭黑(N234、N330、N550及N774)、蒙脱土(DK2-OMMT、DK3-OMMT)、纳米重晶石(BaSO_4)及和纳米凹凸棒(AT)对EPDM的硫化特性、力学性能、耐老化性能及压缩永久变形性能的影响,并从粒径、结构性、微观形貌等因素考察,从而为配方筛选、新型填料的探索、纳米材料的应用提供理论和实验依据。

三元乙丙橡胶生产工艺及应用研究进展【关键词】三元乙丙橡胶；生产工艺；应用0 引言三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯及非共轭二烯单体（一般称第三单体）通过共聚反应生成的三元共聚物。

epdm具有优越的抗氧化、抗臭氧、抗腐蚀性，加工性能和使用性能良好。

目前已广泛的使用在汽车工业、电子电气、建筑及其它领域[1，2]。

目前中国三元乙丙橡胶产量不足2万吨/年，但据中商情报网数据估计2015年epdm 需求量达32万吨，行业进口依存度较大。

因此，掌握epdm合成方法成为国民经济发展的重要支撑。

1 生产工艺目前，epdm的制造工艺主要有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。

1.1 溶液聚合法该工艺为均相反应，通常以直链烷烃如正己烷为溶剂，以铝盐为催化剂，乙烯、丙烯和第三单体发生聚合反应，调节温度和压力，控制反应速度和反应程度。

工艺过程包括原料配制、聚合、催化剂脱除、溶剂和单体回收、干燥、包装等。

溶液聚合法是一种成熟的工艺，操作简单，产品质量均匀，灰分含量较少，是目前工业生产epdm的主要方法。

但由于聚合反应在溶剂中进行，传质传热较差，聚合效率低，同时由于回收溶剂和单体，增加了生产工序，设备投资较大。

1.2 悬浮聚合工艺该法第三单体多为双环戊二烯（dcpd）或乙叉降冰片烯（enb），以乙酰丙酮钒和alet2cl为催化剂，二氯丙二酸二乙酯为活化剂，二乙基锌和氢气为分子量调节剂。

将单体、催化剂、活化剂等加入夹套式聚合釜中，调节温度和压力，反应相中悬浮聚合物的质量分数控制在30%～35%。

整个聚合反应在高度自动控制下进行。

反应后的淤浆间歇地送入洗涤器，经过醇洗、碱洗、干燥、压块、包装得产品。

悬浮液中未反应的乙烯、丙烯和第三单体分别经回收系统精制后循环使用。

该工艺未使用溶剂，聚合物浓度高，提高了聚合效率，扩大了生产能力（一般是溶液法的4～5倍），同时省略了溶剂循环和回收，节省了能量和设备投资；产品分子量分布广；产品成本比溶液法低。

因乙丙橡胶分子主链为饱和结构而呈现出卓越的耐候性、耐臭氧、电绝缘性、低压缩永久变形、高强度和高伸长率等宝贵性能，其应用极为广泛，消耗量逐年增加。

根据乙丙橡胶的不同系列和分子结构方面的特点，乙丙橡胶应用种类有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烃橡胶并用型等不同应用类型。

从实际应用情况分析，乙丙橡胶在非轮胎方面得到了广泛的应用。

1.汽车工业乙丙橡胶在汽车制造行业中应用量最大，主要应用于汽车密封条、散热器软管、火花塞护套、空调软管、胶垫、胶管等。

在汽车密封条行业中，主要利用EPDM的弹性、耐臭氧、耐候性等特性，其ENB型的EPDM橡胶已成为汽车密封条的主体材料，国内生胶年消耗量已超过1万吨，但由于品种关系，其一半还依靠进口。

由于热塑性三元乙丙橡胶EPDM/PP 强度高、柔性好、涂装光泽度高、易回收利用的特点，在国内外汽车保险杠和汽车仪表板生产中已作为主导材料。

预计到2010年仅汽车保险杠和仪表板两项产品，EPDM/PP的国内年用量可达4.5万吨。

此类产品的回收利用主要采用的工艺方法是：先去掉产品表面的涂料-粉碎-清洗-再造粒-添加新料后生产新产品。

这样在保险杠和仪表板生产中，就能节约大量原材料取得较好的经济效益。

目前，我国乙丙橡胶在汽车工业中的用量占全国乙丙橡胶总用量的42%-44%，其中还不包括船舶、列车和集装箱密封条的乙丙橡胶用量。

因乙丙橡胶的粘接性能不好，在汽车轮胎行业中在大量用料的轮胎主体和胎面部位上无法推广使用乙丙橡胶，只在内胎、白胎侧、胎条等部位少量使用乙丙橡胶。

2.建筑行业由于乙丙橡胶具有优良的耐水性、耐热耐寒性和耐候性，又有施工简便等特点，因此乙丙橡胶在建筑行业中主要用于塑胶运动场、防水卷材、房屋门窗密封条、玻璃幕墙密封、卫生设备和管道密封件等。

乙丙橡胶在建筑行业中用量最大的还数塑胶运动场和防水卷材，就国内用量而言已占乙丙橡胶总用量的26%-28%。

用EPDM生产的防水卷材已逐渐代替其他材料(如CMS)制作的防水卷材，尤其是用于地下建筑的防水卷材。

宜兴市辉煌化学试剂厂 国药集团化学试剂有限公司
上海展云化工有限公司 西陇化工股份有限公司 国药集团化学试剂有限公司 汕头市西陇化工厂有限公司 江苏强盛化工有限公司
1.2 试验仪器
表 2 实验仪器
设备名称 密炼机
平板硫化机 微型机控制电子万能材
料试验机 邵氏橡胶硬度计
熔体流动速率仪
可程式恒温恒湿试验机
度、回弹性将变差 。 [19~20]
1 实验部分
1.1 实验原料
表 1 实验药品
配料名称 EPDM 聚丙烯
活性氧化锌 轻质氧化镁
抗氧剂 抗氧剂
石蜡 炭黑 滑石粉 硅酸钙 白油 硫磺
规格 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯 化学纯
生产厂家 天津市博迪化工有限公司 天津市博迪化工有限公司 上海天莲精细化工有限公司 上海金山亭新化工试剂厂 汕头市西陇化工股份有限公司
用量 ( 因素 4) 等 4 个因素对 EPDM 密封条用热塑性弹性体性能的影响规律。结果表明 ：影响材料拉伸强度的关键因素是因素 3，
影响材料断裂伸长率的关键因素是因素 4，影响材料永久变形的关键因素是因素 2，而影响材料撕裂强度的关键因素是因素 3。各
因素的最优化水平为因素 1/ 水平 3、因素 2/ 水平 2、因素 3/ 水平 2、因素 4/ 水平 2，所得优化配方 PETP-69B 的综合性能最佳。
车用制品技术与应用
姬春梅·汽车用三元乙丙橡胶密封条配方优化设计
汽车用三元乙丙橡胶密封条配方
优化设计
姬春梅 ( 榆林职业技术学院，陕西 榆林 718100)
摘要 ：采用动态硫化技术制备的 EPDM 热塑性弹性体所加工的密封条具有耐老化、耐低温等优良特性，在建筑门窗、汽车等

· 138 ·高低温循环作用下三元乙丙橡胶胶料的压缩永久变形及回弹值研究符寿康，陶平，康鑫，任建民，刘学涛（南京利德东方橡塑科技有限公司，江苏南京211500）摘要：研究高低温循环作用下三元乙丙橡胶（EPDM）胶料的压缩永久变形及回弹值，考察了EPDM乙烯含量、胶料含胶率和交联程度的影响，并与常温、高温和低温条件下结果进行对比。

结果表明：高低温循环作用对EPDM胶料压缩永久变形及回弹值的影响比单纯高温老化的影响大；EPDM乙烯含量、胶料含胶率及交联程度对EPDM胶料在高低温循环作用下压缩永久变形及回弹值的影响很大，其中胶料含胶率的影响最大，其次是EPDM乙烯含量，最后是胶料交联程度。

关键词：三元乙丙橡胶；压缩永久变形；回弹值；高低温循环；乙烯含量；含胶率；交联程度中图分类号：TQ333.4 文章编号：2095-5448（2020）03-0138-04文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2020.03.0138三元乙丙橡胶（EPDM）胶管总成的密封性能与其铆合结构、接头结构、胶管结构及内外层胶性能密切相关，其中内层胶性能是首要影响因素，尤其当胶管受到温度及频率均变化的液压脉冲时，胶料性能对胶管总成密封性能的影响更大，主要表现在压缩永久变形及回弹值变化较大。

EPDM 性能的相关研究较多。

李波等[1]的研究表明低乙烯含量、窄相对分子质量分布的EPDM适用于制备具有优良低温回缩性能的橡胶材料，并且提高含胶率是提升胶料耐低温性能的重要手段。

王伟等[2]研究发现：在高低温循环场作用下，EPDM的分子链发生了降解、氧化以及交联等化学反应，材料由表及里出现大量微裂纹，并逐渐失去弹性，导致其力学性能及表观形貌随老化时间延长而逐渐劣化；循环频率越低，分子链破坏程度越大，性能劣化速率越快、幅度越大。

徐加勇等[3]的研究表明，随着乙烯含量的增大，EPDM硫化胶的耐低温性能变差。

三元乙丙橡胶低压缩永久变形的配方设计应用三元乙丙橡胶（EPDM）是一种具有优异耐候性和耐老化性能的合成橡胶材料，被广泛应用于汽车、建筑、电子、电力、交通等领域。

EPDM橡胶在使用过程中存在低压缩永久变形的问题，为了解决这一问题，需要进行配方设计和应用研究。

针对EPDM橡胶的低压缩永久变形问题，我们需要了解其产生的原因。

低压缩永久变形是指橡胶在受到压力作用后，在压力释放后仍然保持一定程度的变形，无法完全恢复到原始形状。

这主要是由于橡胶分子链的断裂和重排导致的，而EPDM橡胶由于其分子结构的特殊性，容易发生链断裂和重排，从而产生低压缩永久变形。

针对EPDM橡胶的低压缩永久变形问题，我们可以通过配方设计来改善其性能。

首先，我们可以选择合适的橡胶材料。

EPDM橡胶的耐候性和耐老化性能较好，但低温下的弹性和抗压缩性能较差。

因此，我们可以选择添加其他橡胶材料，如丁苯橡胶（BR）、丁腈橡胶（NBR）等，来提高EPDM橡胶的低温弹性和抗压缩性能。

我们可以通过添加填料来改善EPDM橡胶的低压缩永久变形性能。

填料可以填充橡胶分子链之间的空隙，增加橡胶材料的硬度和强度，提高其抗压缩性能。

常用的填料有炭黑、硅酸盐等。

炭黑是一种常用的填料，可以增加橡胶的硬度和强度，提高其抗压缩性能。

硅酸盐是一种无机填料，可以改善EPDM橡胶的低温弹性和抗压缩性能。

我们还可以通过添加增塑剂、交联剂和抗氧剂等助剂来改善EPDM橡胶的性能。

增塑剂可以增加橡胶的柔软性和延展性，提高其抗压缩性能；交联剂可以增加橡胶的交联密度，提高其强度和硬度；抗氧剂可以延缓EPDM橡胶的老化过程，提高其耐候性和耐老化性能。

在配方设计中，我们需要根据具体应用环境和要求来选择合适的配方比例和助剂种类。

同时，需要进行实验验证，通过实验测试来评估EPDM橡胶的低压缩永久变形性能和其他性能指标，以确定最优配方。

针对EPDM橡胶的低压缩永久变形问题，配方设计和应用研究是解决该问题的重要途径。

充油三元乙丙橡胶的应用及背景1. 汽车工业领域1.1 汽车轮胎丁基橡胶(IIR)具有优良的气密性、耐候性和耐臭氧性,是用作汽车轮胎的理想材料;但是IIR的加工性能差,与填充油、炭黑的相容性差。

若在IIR中加入少量的EPDM不仅很好地解决了以上问题,而且还使这种胶料压出物表面光滑、消除了停放时折叠处变薄等现象,提高了抗压缩永久变形、耐磨及动态力学性能,提高了低温柔韧性和抗氧化能力。

实验表明IIR-EPDM制得的汽车内胎具有不变软,不粘外胎,尺寸不变大,不打褶,又能够防止在高速运转时的生热;而且这种并用胶挤出速度快,半成品收缩小且表面光滑。

1.2. 汽车密封条随着现代信息科技的发展,轿车越来越普及,对车速的要求也越来越高。

当汽车在高速行使时制动比较频繁,大量摩擦生热会使制热系统温度升高,当超过制动液沸点时,制动液蒸发形成蒸汽有可能造成气堵现象,从而引起制动失灵,所以对活塞密封圈的密封要求很高。

目前国内外均采用耐湿性能较好的EPDM材质制造。

用盐浴或微波硫化的EPDM可用于汽车门窗,挡风玻璃的密封材料;特别是连续硫化的EPDM密封条,其性能符合大众汽车公司VW.TC-250的技术要求。

有学者对EPDM海绵密封条生产过程进行了研究发现,硫化起步温度及发泡剂开始反应的温度和促进剂体系都对成品性能有重要影响。

1.3. 汽车冷却液胶管现代汽车的车身结构和发动机结构越来越紧凑,再加上燃油利用率的不断提高,导致汽车罩盖下温度不断升高,汽车冷却系统的工作温度也大大提高。

汽车在行使过程中的冷却液温度可达到90~110℃,这就要求汽车散热器冷却液胶管能在高温下工作,EPDM是最优异、最合适的弹性体材料。

用于散热器胶管时,EPDM 既具有良好的耐热性和耐臭氧性,又具有优异的耐油和化学稳定性。

2. 电子电气领域2.1. 作为绝缘材料使用EPDM是一种饱和橡胶。

它具有优异的电绝缘性,大量用于中高压电线电缆的绝缘材料。

数据表明,EPDM的含量越高所制得的绝缘材料的绝缘性就越好。