动态硫化SEBS_EPDM共混型热塑性弹性体的制备及性能研究
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SEBS / EPDM 共混动态硫化制备的热塑性 弹性体具有高弹性、较小的拉伸永久变形和较 低的硬度，可以替代部分 SEBS 及 EPDM 使用。 当替代 SEBS 使用时，其优势主要表现在降低 材料成本、提 高 热 稳 定 性 及 部 分 物 理 性 能 上。 当代替 EPDM 使用时，其优势主要表现在高温 下可以塑性成型，提高部分物理性能方面。
0． 32
0． 28
0． 24
0． 2
0． 16
0． 12
0
1． 4 测试与表征 1． 4． 1 物理性能
邵尔 A 型硬度采用 LX—A 型橡胶硬度计 （ 上 海 化 工 机 械 四 厂 产 品 ） 按 照 GB / T531— 1999 进行测试。拉伸性能采用 AI-7000M 型电 子拉力机（ 中国台湾高铁股份有限公司产品） 按照 GB / T 528-1998 进 行 测 试，试 样 厚 度 2 mm，拉伸速度 500 mm·min － 1 。撕裂性能采用 AI-7000M 型电子拉力机（ 中国台湾高铁股份有 限公司产品） 按照 GB / T529-1999 进行测试，试 样厚度 2 mm，拉伸速度 500 mm·min － 1 。 1． 4． 2 橡胶加工分析仪（ RPA） 分析
市售品。抗氧剂 1010，市售品。
1． 3 制定配方
1． 2 试样制备
EPDM 母炼胶配方：
采用两段共混法，先将 EPDM 与硫磺等配
EPDM 100（ 质量份数） ，氧化锌 5，硬脂酸
合剂掺混制成 EPDM 母炼胶，再将 EPDM 母炼 1，防 老 剂 RD 1，防 焦 剂 CTP 0． 3，炭 黑 N330
采用橡胶加工分析仪 RPA2000 （ 美国 ALPHA 公司产品） 进行温度扫描，固定应变 RP 为 7% ，频率为 1 Hz，温度测试范围：50 ～ 190 °C。 1． 4． 3 扫描电子显微镜（ SEM） 分析
采用扫描电镜 JSM-6700（ 日本尼康股份有 限公司产品） 进行测试，将试样置于液氮中使
第 38 卷第 5 期 陈 伟，等． 动态硫化 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的制备及性能研究·7·
SEBS / EPDM 共混比 拉伸强度 / MPa 拉断伸长率 /% 拉伸永久变形 /% 100% 定伸应力 / MPa 300% 定伸应力 / MPa 撕裂强度 / KN·m － 1 邵尔 A 硬度 /度 回弹性 /%
胶与塑化后的 SEBS 共混硫化。
40，偶联剂 Si69 2，分散剂 RL-20 3，促进剂 EG-
第一步，先将 EPDM 在常温下于开炼机上 4 2． 5，硫磺 1． 8。
与各种配合剂混合制成 EPDM 母炼胶。
将 EPDM 母炼胶、SEBS 及抗氧剂 1010 按
第二步，将 EPDM 母炼胶与已加入抗氧剂 照不同的比例共混，如表 1 所示。
作者简介： 陈 伟 （ 1981-） ，男，山 东 平 邑 人，青 岛 科 技 大 学 2007 级硕士研究生，主要从事高分子材料改性研究。
似，这就可以保证两相界面处有较好的相容性。 研究工作采用两段共混法，即先将 EPDM 与硫 磺等配合剂混合制成 EPDM 母炼胶，再将 EPDM 母炼胶与塑化后的 SEBS 共混硫化。这样 制备的材料在宏观上是均一的，而在微观上则 是两相结构，即 SEBS 作为连续相，硫磺硫化的 EPDM 作为分散相或亚连续相。在一定的温度 范围内，这种材料的力学性能跟传统橡胶相似。 在高温下，连续相 SEBS 可以流动，硫磺硫化的 EPDM 以 分 散 相 或 亚 连 续 相 的 形 式 分 布 在 SEBS 中，也可以随着 SEBS 一起流动。因此， 这种材料具有热塑性，可以采取热塑性塑料成 型加工的方法进行加工。
EPDM 共混型热塑性弹性体。
关键词： 动态硫化；热塑性弹性体；三元乙丙橡胶；SEBS
中图分类号：TQ 334． 3
文献标识码：B
文章编号：1671-8232（2011）05-0005-05
热塑性弹性体分为化学合成和机械共混两 大类［1］，其 中 机 械 共 混 类 又 以 橡 塑 共 混 型 为 主。化学合成类热塑性弹性体 （ 如 TPU、SBS、 SEBS、POE 等） 具有高弹性、较大的拉伸永久变 形和较低的硬度，而采用橡塑共混方法制备的 热塑性弹性体，由于塑料连续相是共混材料的 骨架，普遍缺乏高弹性，而且还具有较大的拉伸 永久变形和较低的硬度。
第三步，压 片。具 体 方 法 为，在 25 t × 10
防老剂 RD，黄岩浙东橡胶助剂有限公司。促 MPa 油压平板硫化机上模压 190 °C × 5 min，排
进剂 EG-4，连云港锐巴化工有限公司。分散剂 真空时间：20 s，模具需涂布脱模剂；然后在 25 t
RL-20，连云港锐巴化工有限公司。炭黑，N330 × 10 MPa 油压平板硫化机上冷压 5 min，待用。
温度 SEBS / EPDM 共混比例 100 /0 90 /10 80 /20 70 /30 60 /40 50 /50 40 /60 30 /70 0 /100
40 °C 拉伸强度 / MPa
5． 78
6． 07
6． 53
8． 03
8． 16
9． 03
7． 03
3． 63 15． 03
拉断伸长率 /%
不同共混比的动态硫化 SEBS / EPDM 共混 型热塑性弹性体的力学性能如表 2 所示。
由表 2 得出，所制备的共混型热塑性弹性 体的拉伸永久变形均小于 20% ，邵尔 A 型硬度 均略低于 SEBS 和 EPDM，回弹性均与 SEBS 及 EPDM 相当。当 EPDM 母炼胶共混量小于 50 份 时，拉伸强度、拉断伸长率、100% 定伸应力、
当前，橡塑共混型热塑性弹性体的生产技 术已经非常成熟，用苯乙烯类热塑性弹性体增 韧 PP、PVC 等热塑性塑料的技术也日趋成熟。 但是，苯乙烯类热塑性弹性体与橡胶共混并硫 化，制备热塑性弹性体的消息尚未见报道。
SEBS 是 SBS 的氢化产物，几乎不含碳-碳 双键，不能用硫磺硫化，而 EPDM 则可以用硫 磺硫化，本研究采用硫磺硫化体系选择性硫化 EPDM。另外，SEBS 的软段结构与 EPDM 很相
12． 5
17． 5
17． 5
2． 29
2． 31
2． 37
2． 66
2． 68
2． 79
2． 63
9． 26
8． 83
8． 76
8． 84
9． 24
10． 74
10． 35
38． 52
39． 12
39． 20
40． 39
40． 62
41． 10
39． 00
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拉伸强度、拉断伸长率、撕 裂 强 度 均 随 EPDM 学性能，其拉伸性能和撕裂性能均优于 SEBS，
母炼胶 共 混 量 的 增 加 而 迅 速 减 小，这 是 由 于 其中，又以 EPDM 母炼胶为 50 份时为最佳。
EPDM 母炼胶共混量大于 50 份之后，随着交联 2． 2 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的高
1实验
1． 1 原材料 SEBS，牌 号： SEPTON 8006，KURARAY
CO． LTD． （ 日 本 可 乐 丽 公 司） ，（ 苯 乙 烯 含 量 33% ，密 度： 0． 92 g / cm3 ） 。 EPDM，牌 号：
·6·
世界橡胶工业
2011
KEP210，韩国锦湖合成化学公司（ 门尼黏度值： 的 SEBS 在 170 °C 的开炼机上进行动态硫化。
小于 SEBS，而 EPDM 母炼胶共混量为 50 份和 稳定性。
60 份时，300% 定伸应力均大于 SEBS。另外，
不同共混比的 SEBS / EPDM 共混型热塑性
100% 定伸应力均大于 SEBS。
弹性体在不同温度下的力学性能如表 3 所示。
表 3 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体在不同温度下的力学性能
苯乙烯类热塑性弹 性 体 （ 主 要 包 括 SBS、 SIS、SEBS、SEPS） 是最早研发的热塑性弹性体， 也是目前世界上发展最快、产量最大、与橡胶性 能最为相似的一类热塑性弹性体。但是，苯乙 烯类热塑性弹性体中 PS（ 聚苯乙烯） 相的软化 点较低，这就使得材料的热稳定性较差。另外， SEBS 和 SEPS 的价格较为昂贵。
之低温下脆断，观察其断面。
2 结果与讨论
2． 1 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的物 理性能 SEBS 几乎不含碳-碳双键，不能用硫磺硫
化，而 EPDM 可以用硫磺硫化，本研究采用硫 磺硫化 体 系 选 择 性 硫 化 EPDM。SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体可以具有比 SEBS 更好的 力学性能。
表 2 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的力学性能
100 /0
90 /10
80 /20
70 /30
60 /40
50 /50
40 /60
13． 31
13． 36
13． 69
14． 37
15． 88
16． 83
15． 23
364
369
380
387
47． 5
5． 0
12． 5
EPDM 量的增加，动态硫化过程中剪切力对交
温力学性能
联键的剪切破坏作用越来越明显，使得拉伸性
SEBS 中 PS 相的软化点较低，使得材料的
能和撕裂性能不同程度地下降。当 EPDM 母 热稳 定 性 较 差，而 EPDM 具 有 较 好 的 热 稳 定
炼胶共混量小于 40 份时，300% 定伸应力均略 性，将 SEBS 与 EPDM 共混可以改善 SEBS 的热
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1． 4 测试与表征 1． 4． 1 物理性能
邵尔 A 型硬度采用 LX—A 型橡胶硬度计 （ 上 海 化 工 机 械 四 厂 产 品 ） 按 照 GB / T531— 1999 进行测试。拉伸性能采用 AI-7000M 型电 子拉力机（ 中国台湾高铁股份有限公司产品） 按照 GB / T 528-1998 进 行 测 试，试 样 厚 度 2 mm，拉伸速度 500 mm·min － 1 。撕裂性能采用 AI-7000M 型电子拉力机（ 中国台湾高铁股份有 限公司产品） 按照 GB / T529-1999 进行测试，试 样厚度 2 mm，拉伸速度 500 mm·min － 1 。 1． 4． 2 橡胶加工分析仪（ RPA） 分析
市售品。抗氧剂 1010，市售品。
1． 3 制定配方
1． 2 试样制备
EPDM 母炼胶配方：
采用两段共混法，先将 EPDM 与硫磺等配
EPDM 100（ 质量份数） ，氧化锌 5，硬脂酸
合剂掺混制成 EPDM 母炼胶，再将 EPDM 母炼 1，防 老 剂 RD 1，防 焦 剂 CTP 0． 3，炭 黑 N330
采用橡胶加工分析仪 RPA2000 （ 美国 ALPHA 公司产品） 进行温度扫描，固定应变 RP 为 7% ，频率为 1 Hz，温度测试范围：50 ～ 190 °C。 1． 4． 3 扫描电子显微镜（ SEM） 分析
采用扫描电镜 JSM-6700（ 日本尼康股份有 限公司产品） 进行测试，将试样置于液氮中使
第 38 卷第 5 期 陈 伟，等． 动态硫化 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的制备及性能研究·7·
SEBS / EPDM 共混比 拉伸强度 / MPa 拉断伸长率 /% 拉伸永久变形 /% 100% 定伸应力 / MPa 300% 定伸应力 / MPa 撕裂强度 / KN·m － 1 邵尔 A 硬度 /度 回弹性 /%
胶与塑化后的 SEBS 共混硫化。
40，偶联剂 Si69 2，分散剂 RL-20 3，促进剂 EG-
第一步，先将 EPDM 在常温下于开炼机上 4 2． 5，硫磺 1． 8。
与各种配合剂混合制成 EPDM 母炼胶。
将 EPDM 母炼胶、SEBS 及抗氧剂 1010 按
第二步，将 EPDM 母炼胶与已加入抗氧剂 照不同的比例共混，如表 1 所示。
作者简介： 陈 伟 （ 1981-） ，男，山 东 平 邑 人，青 岛 科 技 大 学 2007 级硕士研究生，主要从事高分子材料改性研究。
似，这就可以保证两相界面处有较好的相容性。 研究工作采用两段共混法，即先将 EPDM 与硫 磺等配合剂混合制成 EPDM 母炼胶，再将 EPDM 母炼胶与塑化后的 SEBS 共混硫化。这样 制备的材料在宏观上是均一的，而在微观上则 是两相结构，即 SEBS 作为连续相，硫磺硫化的 EPDM 作为分散相或亚连续相。在一定的温度 范围内，这种材料的力学性能跟传统橡胶相似。 在高温下，连续相 SEBS 可以流动，硫磺硫化的 EPDM 以 分 散 相 或 亚 连 续 相 的 形 式 分 布 在 SEBS 中，也可以随着 SEBS 一起流动。因此， 这种材料具有热塑性，可以采取热塑性塑料成 型加工的方法进行加工。
EPDM 共混型热塑性弹性体。
关键词： 动态硫化；热塑性弹性体；三元乙丙橡胶；SEBS
中图分类号：TQ 334． 3
文献标识码：B
文章编号：1671-8232（2011）05-0005-05
热塑性弹性体分为化学合成和机械共混两 大类［1］，其 中 机 械 共 混 类 又 以 橡 塑 共 混 型 为 主。化学合成类热塑性弹性体 （ 如 TPU、SBS、 SEBS、POE 等） 具有高弹性、较大的拉伸永久变 形和较低的硬度，而采用橡塑共混方法制备的 热塑性弹性体，由于塑料连续相是共混材料的 骨架，普遍缺乏高弹性，而且还具有较大的拉伸 永久变形和较低的硬度。
第三步，压 片。具 体 方 法 为，在 25 t × 10
防老剂 RD，黄岩浙东橡胶助剂有限公司。促 MPa 油压平板硫化机上模压 190 °C × 5 min，排
进剂 EG-4，连云港锐巴化工有限公司。分散剂 真空时间：20 s，模具需涂布脱模剂；然后在 25 t
RL-20，连云港锐巴化工有限公司。炭黑，N330 × 10 MPa 油压平板硫化机上冷压 5 min，待用。
温度 SEBS / EPDM 共混比例 100 /0 90 /10 80 /20 70 /30 60 /40 50 /50 40 /60 30 /70 0 /100
40 °C 拉伸强度 / MPa
5． 78
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3． 63 15． 03
拉断伸长率 /%
不同共混比的动态硫化 SEBS / EPDM 共混 型热塑性弹性体的力学性能如表 2 所示。
由表 2 得出，所制备的共混型热塑性弹性 体的拉伸永久变形均小于 20% ，邵尔 A 型硬度 均略低于 SEBS 和 EPDM，回弹性均与 SEBS 及 EPDM 相当。当 EPDM 母炼胶共混量小于 50 份 时，拉伸强度、拉断伸长率、100% 定伸应力、
当前，橡塑共混型热塑性弹性体的生产技 术已经非常成熟，用苯乙烯类热塑性弹性体增 韧 PP、PVC 等热塑性塑料的技术也日趋成熟。 但是，苯乙烯类热塑性弹性体与橡胶共混并硫 化，制备热塑性弹性体的消息尚未见报道。
SEBS 是 SBS 的氢化产物，几乎不含碳-碳 双键，不能用硫磺硫化，而 EPDM 则可以用硫 磺硫化，本研究采用硫磺硫化体系选择性硫化 EPDM。另外，SEBS 的软段结构与 EPDM 很相
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拉伸强度、拉断伸长率、撕 裂 强 度 均 随 EPDM 学性能，其拉伸性能和撕裂性能均优于 SEBS，
母炼胶 共 混 量 的 增 加 而 迅 速 减 小，这 是 由 于 其中，又以 EPDM 母炼胶为 50 份时为最佳。
EPDM 母炼胶共混量大于 50 份之后，随着交联 2． 2 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的高
1实验
1． 1 原材料 SEBS，牌 号： SEPTON 8006，KURARAY
CO． LTD． （ 日 本 可 乐 丽 公 司） ，（ 苯 乙 烯 含 量 33% ，密 度： 0． 92 g / cm3 ） 。 EPDM，牌 号：
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世界橡胶工业
2011
KEP210，韩国锦湖合成化学公司（ 门尼黏度值： 的 SEBS 在 170 °C 的开炼机上进行动态硫化。
小于 SEBS，而 EPDM 母炼胶共混量为 50 份和 稳定性。
60 份时，300% 定伸应力均大于 SEBS。另外，
不同共混比的 SEBS / EPDM 共混型热塑性
100% 定伸应力均大于 SEBS。
弹性体在不同温度下的力学性能如表 3 所示。
表 3 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体在不同温度下的力学性能
苯乙烯类热塑性弹 性 体 （ 主 要 包 括 SBS、 SIS、SEBS、SEPS） 是最早研发的热塑性弹性体， 也是目前世界上发展最快、产量最大、与橡胶性 能最为相似的一类热塑性弹性体。但是，苯乙 烯类热塑性弹性体中 PS（ 聚苯乙烯） 相的软化 点较低，这就使得材料的热稳定性较差。另外， SEBS 和 SEPS 的价格较为昂贵。
之低温下脆断，观察其断面。
2 结果与讨论
2． 1 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的物 理性能 SEBS 几乎不含碳-碳双键，不能用硫磺硫
化，而 EPDM 可以用硫磺硫化，本研究采用硫 磺硫化 体 系 选 择 性 硫 化 EPDM。SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体可以具有比 SEBS 更好的 力学性能。
表 2 SEBS / EPDM 共混型热塑性弹性体的力学性能
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EPDM 量的增加，动态硫化过程中剪切力对交
温力学性能
联键的剪切破坏作用越来越明显，使得拉伸性
SEBS 中 PS 相的软化点较低，使得材料的
能和撕裂性能不同程度地下降。当 EPDM 母 热稳 定 性 较 差，而 EPDM 具 有 较 好 的 热 稳 定
炼胶共混量小于 40 份时，300% 定伸应力均略 性，将 SEBS 与 EPDM 共混可以改善 SEBS 的热
