EPDM硫黄硫化优化
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EPDM如何缩短硫化时间?
EPDM如何缩短硫化时间?
塑料知识3月30,问:我现在有个产品是防护套,材料是EPDM,产品很薄,但要求拉伸率大于400,硬度小于50,弹性要求好。
这样的配方如何调整?还有硫化时间多太长,多要400秒左右,温度180度。
请问如何缩短硫化时间呢?
答:缩短硫化时间当然要选择促进剂稍强些的,促M 及DM没有BZ和EZ强。
BZ和EZ加多少比较合适?可否控制在200秒以内?DCP可以吗?EPDM的硫化时间怎样缩短DCP可以做为EPDM的硫化剂。
橡胶的配方比塑料复杂的多,促进剂不变,调整硫化剂和活性剂的量一定达到目前,而活性剂一般在配方又有三种左右的品种,具体多少可根据目前的情况做调整,调整的东西不用太多,好观察调整后的具体情况。
可以试用一下双-25、双-24硫化剂试一下。
硫化温度一般情况下是一百七十五度~~一百八度。
三分钟既可。
DCP用在EPDM显然是行不通的,你试了就知道了。
我以前找不到双-25、双-24的时候就想用DCP代替。
1。
硫化剂DTDM对EPDM硫化胶性能的影响DTDM在硫化温度下能分解出具有仲胺结构的吗啉基,具有防老剂的作用。
由于DTDM的含硫量高,可以用作无硫黄配合体系中的硫化剂[1,2,3]。
在硫化过程中,DTDM分解出活性硫,形成以双硫键为主的交联键,因而使硫化胶具有较好的耐热老化性能[4,5]。
因为DTDM中的硫是结合硫,可以避免因配合量过高面引起制品“喷霜”的问题。
然而,单独使用DTDM作硫化剂时,硫化速度慢[6,7];当D TDM与少量的硫黄并用时,既能提高胶料的硫化速度,又能使硫化胶具有更好的物理机械性能[3]。
EPDM是一种低不饱和度的合成橡胶,其主链是不含双键的完全饱和的直链型结构,具有优异的耐臭氧性能、耐热老化性能[7、8]。
引入了第三单体后,由于不饱和双键的存在,使得EPDM可以用硫黄化[7]。
陈绮梅、缪桂绍等人对EPDM曾进行过常硫、半有效硫化体系的研究[9,10],结果表明采用半有效硫化体系的EP DM硫化胶具有较好的热稳定性。
本文主要研究S=0份、S=0.5份两种情况下硫化剂DTDM对EPDM硫化胶性能的影响。
1.1主要原材料EPDM4045,第三单体为ENB,日本三井石油化学公司产品;DTDM,4,4‘-二硫化二吗啉,上海京海化工厂产品;其它配合剂均为橡胶工业使用国产原料。
1.2仪器与设备XK—160开炼机,用于塑炼、混炼胶料;mm4130C型无转子硫化仪,用于测定混炼胶的硫化特性,选取t10为胶料的焦烧时间,t90为胶料的正硫化时间;XLB-D250KN油压平板硫化机,用于硫化试样,硫化压力为14.5MPa,硫化时间为t 90,硫化温度为160O C;XXL-2500N材料拉力机,用于测定试样的力学性能;401型老化箱,用于试样的老化,老化条件为热空气中150O CX24h。
1.3性能测试执行标准拉伸性能按GB/T528——92测定;硬度按GB/T531——92测定;热空气老化性能按GB3512——89测定。
epdm橡胶硫化时间EPDM橡胶硫化时间EPDM橡胶是一种具有优良耐候性和化学稳定性的合成橡胶,广泛应用于汽车工业、建筑材料和电气设备等领域。
硫化是EPDM橡胶加工过程中不可或缺的步骤,通过硫化可以使橡胶材料具有良好的弹性和耐用性。
本文将探讨EPDM橡胶的硫化时间及其影响因素。
EPDM橡胶的硫化时间是指在一定温度和压力下,橡胶材料达到预定硫化程度所需的时间。
硫化过程是通过加入硫化剂和促进剂,使橡胶分子间发生交联反应,形成三维网状结构,从而提高橡胶的物理性能。
硫化时间的长短直接影响到橡胶制品的质量和性能。
EPDM橡胶的硫化时间受多种因素的影响。
首先是硫化温度,一般来说,硫化温度越高,硫化时间越短。
这是因为高温可以提高反应速率,加速硫化反应的进行。
然而,过高的温度可能会导致橡胶材料的老化和降解,因此需要选择合适的硫化温度。
其次是硫化剂的种类和用量。
硫化剂是促进硫化反应进行的重要组分,常用的硫化剂包括硫和过氧化物类化合物。
不同硫化剂的活性和反应速率不同,会直接影响到硫化时间。
同时,硫化剂的用量也会对硫化时间产生影响,过高或过低的用量都可能引起硫化时间的变化。
橡胶材料的成分和配方也会对硫化时间产生影响。
EPDM橡胶通常与填料、增塑剂、防老化剂等进行混炼,这些添加剂的种类和用量都会对硫化时间产生影响。
例如,填料的种类和用量会影响到橡胶材料的热传导性能和流变性能,进而影响硫化过程的进行。
硫化时间还与硫化压力有关。
一般来说,硫化压力越高,硫化时间越短。
因为高压可以增加橡胶材料分子间的碰撞几率,促进硫化反应的进行。
然而,过高的压力可能会导致橡胶材料的变形和破坏,因此需要选择适当的硫化压力。
EPDM橡胶的硫化时间需要通过实验确定。
常用的实验方法包括恒温硫化试验和动态硫化试验。
恒温硫化试验是将橡胶样品置于恒定温度下,测定不同时间下的硫化程度,以确定硫化时间。
动态硫化试验则是在一定温度和时间下,通过测定硫化反应前后的物理性能变化,以求得硫化时间。
三元乙丙橡胶硫化保压工艺三元乙丙橡胶(EPDM)是一种优秀的合成橡胶材料,具有优异的耐热、耐候、耐老化和耐化学腐蚀性能。
在生产过程中,EPDM橡胶通常需要进行硫化保压工艺,以提高其物理性能和耐用性。
下面我将从多个角度来介绍EPDM橡胶硫化保压工艺。
首先,从工艺流程方面来看,EPDM橡胶硫化保压工艺通常包括以下几个步骤,预硫化、混炼、成型、硫化和保压。
在预硫化阶段,通过加入硫化剂和促进剂等辅助成分,使EPDM橡胶在一定温度下预先发生部分硫化反应,以提高后续混炼和成型的加工性能。
接下来是混炼阶段,将预硫化的EPDM橡胶与其他添加剂(如填料、增塑剂、抗氧剂等)进行混合,以获得所需的橡胶混炼胶料。
然后是成型阶段,将混炼好的橡胶料通过挤出、压延或模压工艺成型为所需的形状。
随后是硫化阶段,将成型好的橡胶制品置于硫化炉中,在一定的温度和压力条件下进行硫化反应,使橡胶材料获得良好的物理和化学性能。
最后是保压阶段,通过给硫化好的橡胶制品施加一定的压力,以保证其尺寸稳定性和表面光洁度。
其次,从工艺参数方面来看,EPDM橡胶硫化保压工艺的关键参数包括硫化温度、硫化时间、硫化压力、保压时间等。
这些参数的选择需要根据具体的橡胶配方、成型工艺和产品要求来确定,合理的工艺参数可以保证橡胶制品具有良好的物理性能和表面质量。
再者,从设备工艺方面来看,EPDM橡胶硫化保压工艺需要配备硫化炉、混炼机、挤出机、压延机或模压机等成型设备,以及相应的压力机或保压设备。
这些设备需要具备一定的自动化和控制系统,以确保工艺参数的稳定和产品质量的可控性。
最后,从应用领域来看,EPDM橡胶硫化保压工艺广泛应用于汽车零部件、建筑密封制品、电力电缆绝缘层、工业管道和防水材料等领域,为这些领域提供了优异的耐热、耐候和耐老化性能的橡胶制品。
综上所述,EPDM橡胶硫化保压工艺是一项关键的橡胶加工工艺,通过合理的工艺流程、工艺参数、设备工艺和应用领域的综合考虑,可以生产出具有优异性能的EPDM橡胶制品。
三元乙丙混炼胶(EPDM)硫磺硫化体系的优化epdm的硫黄硫化优化,需要解决的问题是喷霜和硫化速度以及物理机械性能优劣的综合平衡。
有文献指出,tra0.75/bz1.5/m0.5/s1.5[1];m1.0/bz1.4/tmtd0.6/px0.3/s1.5;m0.5/tmtd0.3/px0.8/otos0.5/s1.5;m0.5/tmtd0.3/px0.8/dtdm0.5/s1.5[2](均为质量份)等体系不喷霜。
本文在前人研究的基础上,针对epdm的硫黄硫化体系中常用的促进剂种类的挑选、促进剂并用对epdm硫化胶物理机械性能和喷霜的影响作了一些初步探索,并与上述文献所列硫化体系进行对比实验,试图研制出综合性能较好的配方,并模索出epdm硫黄硫化体系优化设计的思路。
1实验1.1原材料epdm,荷兰dsm公司k512×50(充油50%);zbpd,广州联腾橡塑商贸有限公司提供(产地:美国);其他均为橡胶工业常用的原材料和助剂。
1.2主要设备及仪器xsk160型开放式炼胶机(上海第一橡胶机械厂),qlbd400×400电热平板硫化机(上海第一橡胶机械厂),p3555b2盘式硫化仪(北京环峰化工机械实验厂),xl100型拉力实验机(广州广材实验仪器有限公司),lxa型邵氏橡胶硬度计(上海六中量仪厂),百分测厚仪(上海六菱仪器厂),101-2型烘箱(上海沪南科学仪器联营厂),401a型老化试验箱(上海市试验仪器总厂)。
1.3配方1.3.1母炼胶(份)epdm150(含石蜡油50%);氧化锌50;硬脂酸10;防老剂17;高耐磨炉黑55;石蜡油30。
1.3.2硫化体系硫化体系的设计见表1。
1.4样品的制备称取2400gepdm按配方在开炼机上吉克母炼胶,分为16等份。
分别重新加入适当的硫化体系协调剂,薄通并踢六次三角纸盒,收紧辊距至3mm,打卷五次,出片。
用盘式硫化仪测出适当的硫化参数(160℃)。
三元乙丙橡胶过氧化物硫化过程三元乙丙橡胶是一种乙烯、丙烯和非共轭二烯烃单体的共聚物。
由于其分子结构中双键含量相对较低,传统的硫磺硫化体系对于EPDM并不十分有效。
因此,通常采用过氧化物作为硫化剂来对三元乙丙橡胶进行硫化。
过氧化物硫化过程主要包括以下几个步骤:
1.选择过氧化物:最常用的过氧化物有过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化叔丁基等,它们在受热条件下能分解生成自由基。
2.硫化反应:
-过氧化物在高温下分解成自由基。
-自由基能够攻击EPDM中的不饱和双键,引发链增长反应和交联反应。
-通过与橡胶分子内部或添加的助交联剂(如三烯丙基氰尿酸酯)反应,形成C-C交联键,使橡胶网络结构形成并硬化。
3.促进剂和助剂作用:
-为了提高硫化速度和硫化效率,常会加入某些过氧化物硫化促进剂,例如某些酚类化合物或金属皂类。
-矿物操作油和其他加工助剂也可能影响硫化过程,优化硫化胶料的性能,比如降低门尼黏度,改善流动性,同时不影响最终硫化产品的物理性能。
4.硫化温度与时间:
-过氧化物硫化的硫化温度通常较高,需要根据具体配方和产品要求设定,一般在140°C至190°C之间。
-硫化时间根据制品厚度、硫化温度以及所使用的过氧化物类型等因素确定,以确保达到充分的交联程度。
5.硫化后产物:
-经过过氧化物硫化的三元乙丙橡胶具有良好的耐候性、耐臭氧性和耐化学介质性能,广泛应用于汽车密封件、建筑防水材料、电线电缆绝缘层等领域。
epdm胶管过氧化物蒸汽硫化工艺的制作方法
EPDM胶管过氧化物蒸汽硫化工艺的制作方法如下:
1. 准备材料:EPDM橡胶颗粒、过氧化物、硫化剂、促进剂、稳定剂和填料等。
2. 将EPDM橡胶颗粒放入橡胶研磨机中进行研磨,使其形成
胶状物质。
3. 在胶状物质中加入过氧化物,其中过氧化物可以是过氧化苯甲酰、过氧化二甲苯等。
4. 加入硫化剂和促进剂,以促进EPDM橡胶的硫化反应。
硫
化剂可以选择硫醇、二硫化物等,促进剂可以选择三硫化硒等。
5. 加入稳定剂,以防止胶体物质在硫化过程中的老化和分解。
6. 加入一定比例的填料,如二氧化硅、炭黑等,以增加橡胶胶体的强度和硬度。
7. 将混合物通过混炼机进行混合,使其均匀分散。
8. 将均匀混合的混合物通过挤出机挤出成型,形成EPDM胶
管的形状。
9. 将挤出成型的EPDM胶管放入硫化室,进行蒸汽硫化处理。
蒸汽硫化温度通常在150℃至200℃之间,时间根据胶管尺寸
和硫化反应速度而定。
10. 硫化结束后,将EPDM胶管取出,冷却至室温,进行清洁和检查。
11. 经检查合格后,EPDM胶管即制作完成,可以进行包装和销售。
三元乙丙混炼胶硫磺硫化体系的优化三元乙丙混炼胶(EPDM)是一种具有良好的物理性能和化学稳定性的合成橡胶,广泛应用于橡胶制品、橡胶密封件、橡胶衬里、汽车零部件等领域。
硫磺硫化是目前EPDM胶最常用的硫化体系之一,通过优化硫磺硫化体系,可以进一步提高EPDM胶的性能和加工效率。
EPDM胶的硫磺硫化体系通常由硫磺、促进剂、活性填料和硫化剂等组成。
硫磺是硫磺硫化体系中最主要的硫化剂,其主要功能是与EPDM胶分子中的双键反应形成交联结构。
促进剂的作用是提高硫磺硫化速率和交联效果,常用的促进剂有过氧化物类、亚硝胺类和二硫化物类等。
活性填料可以提高硫磺硫化的均匀性,并增强硫磺与EPDM胶分子的相容性。
硫化剂是硫磺硫化反应的辅助剂,可以提高硫磺硫化的效果。
优化EPDM胶的硫磺硫化体系需要考虑以下几个方面:1.选择合适的硫磺含量:硫磺的含量对EPDM胶的硫化速率、硫化程度和物理性能有着重要的影响。
过高的硫磺含量会导致硫磺过剩,影响EPDM胶的流动性和加工性能,同时会使硫化后的胶件呈现硬化和脆化的现象。
过低的硫磺含量会导致硫化不完全,影响胶件的交联密度和物理性能。
因此,需要通过实验和试验,确定最佳的硫磺含量。
2.选择合适的促进剂:不同的促进剂对硫磺硫化体系的效果会有所差异,因此需要根据EPDM胶的具体要求选择合适的促进剂。
过氧化物类促进剂具有较高的活性,可以提高硫磺硫化的速率。
亚硝胺类促进剂在硫磺硫化体系中具有较好的活性和交联效果。
根据实际应用需要,可以选择单一的促进剂或者多种促进剂组合使用。
3.选择合适的活性填料:活性填料的选择和用量对硫磺硫化体系和EPDM胶的性能有重要影响。
常用的活性填料有炭黑、硅石、沉淀二氧化硅等。
活性填料可以提高硫磺和EPDM胶的相容性,防止硫磺的局部团聚和分散不均匀现象。
同时,活性填料还可以增加胶料的维持性能,提高胶件的耐热性和耐老化性能。
4.选择合适的硫化剂:硫化剂可以提高硫磺硫化的效果。
第32卷 第3期2011年6月特种橡胶制品Special Pur pose Rubber Pr oducts Vol .32 No .3 June 2011硫化体系对EP DM 硫化胶力学性能的影响翟俊学1,肖建斌1,周 坤2(1.青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室,青岛 266042;2.辽河油田钻采工艺研究院,盘锦 124010)摘 要:考察了4,4′-二硫代二吗啉(DT DM ),N,N ′-间苯撑双马来酰亚胺(HVA -2),甲基丙烯酸镁与硫黄和过氧化二异丙苯(DCP )复合硫化体系对三元乙丙橡胶力学性能的影响。
结果表明,与纯硫黄硫化胶相比,DT DM /HVA -2/S 复合硫化体系的EP DM 硫化胶拉断伸长率及压缩永久变形均较小,而拉伸强度、定伸应力和硬度均较大,耐老化性能较好。
甲基丙烯酸盐可明显提高硫黄、过氧化物硫化EP DM 硫化胶的交联密度、拉伸强度、定伸应力和拉断伸长率。
在甲基丙烯酸镁/炭黑/EP DM 胶料中添加等量Si69改性白炭黑和石蜡油后,硫化胶各项力学性能都有明显提高,定伸应力和硬度保持较低水平,耐热空气老化性能有所改善。
关键词:三元乙丙橡胶;DT DM /HVA -2/S 硫化体系;力学性能中图分类号:T Q33314 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2011)03-0018-03收稿日期:2011-03-09作者简介:翟俊学(1976-),男,山东章丘人,博士,主要研究方向为高分子结构与性能、橡胶材料与助剂等。
三元乙丙橡胶(EP DM )常用硫黄、过氧化物及树脂硫化。
过氧化物硫化胶有较好热稳定性和耐压缩永久变形性,硫化速度慢,抗撕裂性能和其他性能均较差,气味不佳。
硫载体硫化胶综合力学性能较好,永久变形大,耐热老化性能差。
采用硫载体等助剂活化过氧化物或硫黄硫化体系[1-6],可使EP DM 或其并用硫化胶具有更加优良的加工安全性和力学性能。
EPDM的硫黄硫化优化,需要解决的问题是喷霜与硫化速度以及物理机械性能优劣的综合平衡。
有文献指出,TRA0.75/BZ1.5/M0.5/S 1.5[1];M1.0/BZ1.4/TMTD0.6/Px0.3/S1.5;M0.5/TMTD0.3/Px0.8/OTOS0.5/S1.5;M0.5/TMTD0.3/Px0.8/DTDM0.5/S1.5[2](均为质量份)等体系不喷霜。
本文在前人研究的基础上,针对EPDM的硫黄硫化体系中常用的促进剂种类的挑选、促进剂并用对EPDM硫化胶物理机械性能与喷霜的影响作了一些初步探索,并与上述文献所列硫化体系进行对比实验,试图研制出综合性能较好的配方,并模索出EPDM硫黄硫化体系优化设计的思路。
1实验1 .1原材料EPDM,荷兰DSM公司K512×50(充油50%);ZBPD,广州联腾橡塑商贸有限公司提供(产地:美国);其他均为橡胶工业常用的原材料与助剂。
1 .2主要设备及仪器XSK 160型开放式炼胶机(上海第一橡胶机械厂),QLBD400×400电热平板硫化机(上海第一橡胶机械厂),P3555B2盘式硫化仪(北京环峰化工机械实验厂),XL 100型拉力实验机(广州广材实验仪器有限公司),LXA型邵氏橡胶硬度计(上海六中量仪厂),百分测厚仪(上海六菱仪器厂),101-2型烘箱(上海沪南科学仪器联营厂),401A型老化试验箱(上海市试验仪器总厂)。
1 .3配方1 .3 .1母炼胶(份)EPDM150(含石蜡油50%);氧化锌5 0;硬脂酸1 0;防老剂1 7;高耐磨炉黑55;石蜡油30。
1 .3 .2硫化体系硫化体系的设计见表1。
1 .4样品的制备称取2400gEPDM按配方在开炼机上炼成母炼胶,分成16等份。
分别加入相应的硫化体系配合剂,薄通并打六次三角包,放宽辊距至3mm,打卷五次,出片。
用盘式硫化仪测得相应的硫化参数(160℃)。
然后在平板硫化机上制取试片,取t90+3min为正硫化时间,压力10MPa,温度160℃,排气5次。
1 5性能测试硫化胶的拉伸性能按GB/T528-1998测试(I型试样,拉伸速度500mm/min);撕裂性能按GB/T529-1999测试(直角型试样,拉伸速度500mm/min);硬度按GB/T531-1999测试;热空气老化按GB/T3512-1999测试(老化条件135℃×72h)。
用烘箱做加速喷霜实验(由生产经验总结得出,尚未见报道),将烘箱温度设定为70℃,取一大口容器盛放足够的水(确保72h内不被烘干),用细线将硫化胶(2mm厚)试样悬挂于距水面约2cm处,保温72h后取出观察。
2结果与讨论2 .1各硫化体系的硫化特性分析将配方1,2进行对比可见,t10,t90及其他参数都极其相近,说明在该体系中硫黄用量相差0 6份对EPDM混炼胶的硫化特性影响不大。
配方9,10相比,t10与t90相差都较小,说明DTDM对EPDM的硫化特性影响不显著。
各配方硫化参数见表2。
配方12的硫化特性最好,t10最大,t50到t90的时间差最短,混炼胶抗焦烧而且硫化速度快。
使用了DM,CZ的配方8,9,10,11,12有较长的t10,配方10,12相比,不需要很多CZ即可达到延长t10的目的,一般情况下0 5份DM或CZ就足够了,配方10,11可以证明;若超速或超超速的促进剂用量比较大时,应适当增加DM或CZ的用量,如配方3的t10就较小;DM与CZ并用会降低其抗焦烧的效果,如配方8的t10小于配方9。
配方5,6相比,t90相差达1分多钟,说明Px或者TMTD会明显影响混炼胶的硫化速度,增加TMTD用量会明显地缩短t90。
配方5与配方C以及配方7与配方D之间只有TMTD用量的差别,对比其t90很容易发现这一点。
配方9,10,11的t90很接近,促进剂ZDC功不可没,增加ZDC用量可显著增加EPDM的硫化速度。
从硫化机理来看,秋兰姆类促进剂促进硫化时要经过生成二硫代氨基甲酸盐的阶段,在某种程度上可归为一类;配方3跟配方8相比,配方8的t90还短,说明PZ对EPDM混炼胶的t90的影响比ZDC还大,PZ更易缩短EPDM混炼胶的t90。
配方3与配方A相比,TRA用量接近,同为二硫代氨基甲酸盐类促进剂,配方A中BZ用量比配方3中ZDC多0. 5份,而配方3的t90还短一分钟,说明ZDC对EPDM混炼胶t90的影响大过BZ。
从PZ,ZDC,BZ对EPDM混炼胶t90的影响综合来看,可以得出PZ>ZDC>BZ的结论,即对二硫代氨基甲酸盐类促进剂而言,氨基上的取代基越大,其促进剂效果降低;秋兰姆类促进剂在某种程度上类似于二硫代氨基甲酸盐类促进剂(硫化过程中),其促进效率也类似。
2. 2硫化胶物理机械性能比较各配方硫化胶力学性能测试数据见表3。
由配方5,6,7,8可以看出,要想使EPDM硫化胶具有优异的综合物理机械性能,促进剂的用量不能高,对比配方9,10可以看出,随促进剂总用量减少,硫化胶的拉伸强度,拉断伸长率,撕裂强度都明显增大,这是由于促进剂用量增加,在有效硫含量相同的情况下硫化胶中单硫与双硫交联键增多,所得硫化胶的交联密度较大,承受应力时,容易发生应力集中,导致弱的交联键首先断裂从而发展使硫化胶被破坏;但交联密度较大时,硫化胶硫化充分,制品耐老化性能较好,拉断永久变形低。
对比配方1,2,拉伸强度、撕裂强度相差不明显,但是拉断伸长率、定伸应力、硬度相差明显;配方1的拉断永久变形高达20%,是配方2的2倍,说明有效硫含量小于1 .2份时,EPDM硫化胶交联密度不足;所以在降低促进剂用量的同时应适当增加硫黄用量,以保证足够的交联密度;但硫黄用量也不宜增加太多,否则很容易造成喷霜。
配方12使用了5 7份的促进剂,仅硫化特性比较好,而物理机械性能并不十分突出。
ZBPD为新型的进口EPDM专用促进剂,与市场上常用的EG-3(数种超速促进剂复合物)一样有硫化速度快、交联密度大、不易喷霜等特点,但某些物理机械性能不佳。
ZBPD可能是一种相对分子量很大的促进剂,它需要较高用量才有较好的效果。
对比配方9,10,有效硫含量相同时,用0 .1份S代替0. 7份DTDM,二者硫化胶的物理机械性能相差明显,这是由于硫化胶交联密度差异造成的,说明DTDM能很有效地提高EPDM的交联密度。
促进剂TMTD在适量的范围内对EPDM硫化胶的物理机械性能影响不大,但超过一定范围会使硫化胶机械性能大幅度下降,如配方5与配方C相比,拉伸强度下降了很多。
对比配方4,5,6,7,10,11及配方C,TMTD在EPDM中的用量不宜超过0. 6份。
这是因为作为硫化促进剂的TMTD在硫化过程中先促进后硫化,用量较多时与DTDM一样能提高EPDM硫化胶的交联密度;对比配方4,8可知,TMTD对增加EPDM交联密度没有DTDM明显。
ZDC用量增加对EPDM硫化胶性能影响不是很大,配方3,10相比可以证明;PZ,BZ,Px都有类似的结论,说明该类促进剂与秋兰姆类促进剂对EPDM作用机理又有所不同,配方设计时应加以区分。
仅从物理机械性能来看,配方2,3,10,11硫化胶的拉伸强度大,撕裂强度高,拉断伸长率高,拉断永久变形低,综合性能好。
2. 3各硫化体系对EPDM硫化胶喷霜的影响配方5,7硫化结束后立即喷霜,配方C,D在室温、阴凉处搁置两天后喷霜,配方D喷霜很轻微,配方6,9经加速喷霜实验后才喷霜。
配方9,10的主要差别是0 7份的DTDM,说明是DTDM造成配方9的硫化胶喷霜。
配方5跟配方C比较可知,促进剂TMTD很易喷出;由配方7与配方D相比可见,TMTD用量不宜超过0 6份。
Px极易造成EPDM硫化胶喷霜,配方C较配方6易喷霜可以说明。
除硫黄及促进剂M等少数物质的喷霜是由于其用量太多,超过它们在EPDM中的溶解度(常温),超出的部分溢出表面形成喷霜外,其余应该是在硫化过程中生成的新物质难溶于EPDM硫化胶造成的。
从促进剂分子结构来看,Px由于含有苯基,它本身及硫化过程中的生成物与EPDM硫化胶相容性不好,所以很容易造成EPDM硫化胶喷霜。
促进剂中若有较长(大)的饱与烷基(环烷基),它本身及硫化过程中的生成物与EPDM就会有较好的相容性,喷霜就会减轻或不喷霜,如配方A促进剂BZ使用多达1 5份仍不喷霜,从结构上看,TMTD比TRA更易造成EPDM硫化胶喷霜,配方7快速喷霜能说明这一点;喷霜还会由促进剂间相互作用引起,如配方6,各种促进剂用量都不算大,但硫化胶却喷霜。
总而言之,喷霜首先由配合剂结构决定,与胶料不相容的配合剂易喷霜;其次,配合剂间的相互作用既可以减少也可能加剧喷霜;再者,胶料本身对配合剂及其作用后的生成物的溶解能力大小决定喷霜的难易。
综上所述,促进剂TMTD能较快地缩短EPDM混炼胶的t90,但它们用量的增加既降低硫化胶的物理机械性能又易喷霜;随氨基上取代基增大,PZ,ZDC,BZ对EPDM促进活性减弱,但它们在EPDM中的相容性增加,喷霜的倾向减小;DTDM不宜在EPDM中使用,它既易喷出又降低硫化胶的性能;以下几个并用体系是EPDM的优良硫化体系,M,TRA,BZ,S;DM,TRA,ZDC,S;DM,PZ,CZ,DTDM,S;TMTD,ZDC,CZ,S;DM,TMTD,TRA,ZDC,S;硫化胶的物理机械性能好且不易喷霜。
2 4硫化胶耐热空气老化特性分析硫化胶耐热空气老化后的结果见表4。
配方1,2相比,配方2的耐老化性能有了较大的改善,说明EPDM的硫黄硫化要保证最低的有效硫用量。
配方10同样可以适当增加硫黄用量来提高其耐热性。
硫化胶的耐老化性能与交联密度密切相关,促进剂用量高的配方5的拉伸强度保持率很高且硬度变化也很小。
配方9,10相比,DTDM对提高EPDM硫化胶的耐老化性很有帮助。
综合来看,有效硫含量在1. 8份左右可交联充分,在1. 5份左右时需适当提高促进剂用量,在1. 2份左右交联密度不足,如配方12的硬度与定伸应力较小而拉断永久变形较大。
4结论(1)促进剂TMTD,Px及硫化剂DTDM易造成EPDM硫化胶喷霜;促进剂DM,CZ能改善EPDM混炼胶的抗焦烧特性。
(2)随着氨基上取代基的增大,秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐类促进剂的活性减弱,而喷霜倾向也减弱。
(3)一定并用比的M/TRA/BZ/S;DM/TRA/ZDC/S;TMTD/ZDC/CZ/S;DM/TMTD/TRA/ZDC/S等4组硫化体系综合性能比较好且不易喷霜。
参考文献:[1]梁星宇,周木英橡胶工业手册—第三分册,配方与基本艺[M] 北京:化学工业出版社,1992 126-129[2]缪桂韶硫化体系对EPDM硫化胶喷霜的探索[J] 特种胶制品,1998,19(3):6[3]何顺雄,罗权硫化剂DTDM对EPDM硫化性能的影[J] 特种橡胶制品,2001,22(1):1[4]杨清芝现代橡胶工艺学[M] 北京:中国石化出版1997 44。