乙丙橡胶的性能和应用
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EPDM的特点及制品应用202410EPDM(乙丙橡胶)是一种具有优异气候稳定性、耐化学品、电绝缘性和耐老化性能的橡胶材料。
以下将详细介绍EPDM的特点以及其在制品应用方面的特点。
1.气候稳定性:EPDM具有出色的气候稳定性,能够在室外长期使用而不受气候影响,不会因环境中的温度变化、紫外线辐射或氧化而发生老化、劣化等问题。
2.耐化学品:EPDM具有优异的耐化学品性能,能够抵御酸、碱、盐、氧化剂等多种化学物质的侵蚀,不易发生腐蚀、膨胀、软化等现象。
3.电绝缘性:EPDM具有良好的电绝缘性能,能够有效地阻断电流的通导,广泛应用于电力设备、电线电缆等领域。
4.耐老化性:EPDM具有优异的耐老化性能,能够长时间保持材料的弹性和性能稳定,不会因长期使用而失去弹性或硬化。
5.耐高低温性:EPDM具有较高的耐高低温性能,能够在极端的温度条件下保持其物理性能不变,适用于各种气候和环境。
EPDM制品的应用:1.密封制品:EPDM具有良好的弹性和密封性能,广泛应用于汽车、船舶、建筑等领域的密封件制造,如门窗密封条、管道密封件、橡胶垫等。
2.输送带和垫圈:EPDM具有良好的耐磨性能和抗拉强度,广泛应用于输送带和垫圈的制造,用于工业生产中的物流输送或机械密封。
3.电线电缆:EPDM具有良好的电绝缘性能和耐高温性能,广泛用于电线电缆的绝缘套管和挤包层,保证电缆的安全可靠工作。
4.汽车零部件:EPDM具有出色的气候稳定性和耐化学品性能,被广泛应用于汽车零部件的制造,如橡胶密封件、汽车车窗条等。
5.工业管道:EPDM具有耐酸碱、耐氧化的特性,被广泛应用于工业管道的制造,如水处理管道、化学工业管道等。
6.屋顶隔热材料:EPDM具有优异的气候稳定性和耐老化性能,被广泛用于屋顶隔热材料的制造,能有效阻断太阳热辐射,提高建筑物的节能效果。
综上所述,EPDM具有优异的气候稳定性、耐化学品、电绝缘性和耐老化性能,广泛应用于密封制品、输送带和垫圈、电线电缆、汽车零部件、工业管道和屋顶隔热材料等领域,为各种工业应用提供了高性能的橡胶材料解决方案。
epdm耐温范围
EPDM(乙丙橡胶)是一种高分子材料,它具有独特的物理、化学性能,可广泛应用于汽车行业、航空航天、船舶制造和建筑行业等领域。
据不同原料组成和处理工艺不同,EPDM乙丙橡胶的耐温范围有着显著的差异。
通常情况下,EPDM乙丙橡胶有两种不同的耐温范围:0℃~150℃和-60℃~150℃。
当温度超过了最高温度限制时,EPDM乙丙橡胶将会老化,失去一定的强度和使用寿命。
所以,在选择EPDM乙丙橡胶材料时,应当认真考虑使用温度。
如果要使用EPDM乙丙橡胶抗温度,则应该采用耐温高的EPDM乙丙橡胶,不同的EPDM乙丙橡胶产品的高温耐受性是不一样的,不同厂家的不同品种也是如此,用户应根据自身应用条件来决定使用哪种EPDM乙丙橡胶产品。
同时,EPDM乙丙橡胶对腐蚀性介质有一定的耐受性,但是也有一定的耐受限度,若低于某一温度,也会发生老化。
因此,在使用EPDM乙丙橡胶时,用户应该考虑到介质的温度环境,避免使用温度和耐受性不符合要求的产品,防止老化。
此外,EPDM乙丙橡胶在温度变化较大的时候,其热伸缩性也非常显著。
弹性材料随温度变化较大的时候,其长度的变化也会较大,因此要求热伸缩性好的EPDM乙丙橡胶用以抗高温。
EPDM乙丙橡胶的耐温范围是很有限的,比起其他热塑性橡胶,EPDM乙丙橡胶的热稳定性也较差,因此在使用时不能忽视其耐温性
能。
当使用EPDM乙丙橡胶时,温度对其影响非常明显,这就要求用户在选择EPDM乙丙橡胶时,要很好的确定使用温度,避免过高,以免发生老化。
EPDM特性及用途
一、EPDM介绍
EPDM(乙丙橡胶)是一种聚合物,也称为聚氯乙烯-乙丙橡胶杂聚物。
EPDM橡胶(也称乙丙橡胶)是一种U.V.耐受的合成橡胶,具有良好的耐水、耐污、耐油、耐腐蚀、耐热老化等特性。
二、EPDM特性
1、EPDM橡胶具有优良的耐紫外线氧化老化性能,可以保护外观,特
别是防腐、防锈等优点。
2、EPDM橡胶具有抗老化性、抗氧化性、耐酸碱性、耐制冷剂、耐醇类、耐油、耐水、耐湿性等特性。
3、EPDM橡胶拥有优良的弹性和弹性再生能力,可以保持外表完整,
耐热氧化性好,同时具有耐酸碱耐水、耐电离腐蚀、耐油和耐久性。
4、EPDM橡胶具有抗冲击性好,可以抵御外界冲击,使附着物表面不
受损害,同时具有外观漂亮、柔软、耐久性和抗老化性能良好。
5、EPDM橡胶具有优良的耐化学性,可以有效抵抗各种化学溶液对其
的腐蚀。
三、EPDM用途
1、EPDM橡胶常用来生产自动化机械中各种装配件,如密封件、气门、轴承、轴承座等,用于传动、管路、运输等。
2、EPDM橡胶可用于制造电线护套、防辐射衬套、抗紫外线管材、屋
顶料、防水带、汽车、空调系统、马莎、内衣、护目镜架等。
主要性能1.低密度高填充性乙丙橡胶是密度较低的一种橡胶,其密度为0.87。
加之可大量充油和加入填充剂,因而可降低橡胶制品的成本,弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点,并且对高门尼值的乙丙橡胶来说,高填充后物理机械性能降低幅度不大。
2.耐老化性乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用,在150-200℃下可短暂或间歇使用。
加入适宜防老剂可提高其使用温度。
以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。
三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下,可达150h以上不龟裂。
3.耐腐蚀性由于乙丙橡胶缺乏极性,不饱和度低,因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性;但在脂属和芳属溶剂(如汽油、苯等)及矿物油中稳定性较差。
在浓酸长期作用下性能也要下降。
在ISO/TR 7620中汇集了近400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料,并规定了1-4级表示其作用的程度,见表1。
表1 腐蚀性化学品对橡胶性能的影响等级体积溶胀率/% 硬度降低值对性能影响1 <10 <10 轻微或无2 10-30 <20 较小3 30-60 <30 中等4 >60 >30 严重4.耐水蒸汽性能乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性。
在230℃过热蒸汽中,近100h后外观无变化。
而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下,经历较短时间外观发生明显劣化现象。
5.耐过热水性能乙丙橡胶耐过热水性能亦较好,但与所用硫化系统密切相关。
以二硫代二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶,在125℃过热水中浸泡15个月后,力学性能变化甚小,体积膨胀率仅0.3%。
6.电性能乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性,电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
乙丙橡胶的应用乙丙橡胶具有优异的耐老化、耐热、耐寒、耐化学品(非极性溶剂除外)性能和电绝缘性能而广泛用于汽车部件、建材防水卷材、电线电缆绝缘层、耐热胶管、耐热运输胶带及众多橡胶制品,从20世纪60年代初工业化生产以来,产耗量增长较快,现已成为消费量仅次于丁苯橡胶和聚丁二烯橡胶的世界第三大合成橡胶品种。
我国乙丙橡胶主要应用于汽车部件、轮胎、防水卷材、电线电缆、油品改性剂、聚烯烃改性剂、洗衣机部件、太阳能集热器等领域。
1.1 汽车部件汽车部件主要用于轿车、卡车和公共汽车的轮胎及部件,包括汽车的水箱及加热软管、橡胶带及底盘的部件、挡雨条、门窗密封条、底板和环管。
2002年我国汽车产量325.1万辆,其中轿车产量109.2万辆,汽车部件乙丙胶的消费量2.86万吨。
我国2010年汽车生产远景目标为600万辆,其中轿车400万辆。
据中国汽车工业协会及与汽车相关工业协会预测,2005年汽车对三元乙丙胶需求量达6.46万吨,2010年为9.23万吨。
乙丙胶是良好的轮胎胎侧材料,与丁基胶并用制造汽车内胎,可延长轮胎使用寿命。
2002年汽车轮胎内胎和胎侧用乙丙胶消费量为6100吨,2010年需求量将达1.2万吨。
汽车密封条和杂件统称为密封件。
据统计,汽车密封件有几十种,数量在百件以上,每辆车耗胶8~10千克,年消费1.2万~1.6万吨。
每辆轿车三元乙丙胶密封条长度10~15米,生胶耗量约4千克。
1.2防水卷材三元乙丙防水卷材是世界公认的一种高性能防水材料,美国和日本是应用三元乙丙防水卷材最成功和用量最大的国家,目前,美国的年用量在达1亿平方米,日本年用量也在数千万平方米,在所有防水材料占首位。
三元乙丙橡胶防水卷材系以三元乙丙橡胶掺入适量的丁基橡胶,硫化剂、促进剂和补强剂等,经密炼、拉片过滤,挤出成型等工序加工而成。
由于三元乙丙橡胶分子没有双键,因此,当其受到臭氧、紫外线、热的作用时,主链上不易发生断裂,所以它有优异的耐气候性,耐老化性,而且抗拉强度高,加之重量轻,使用范围宽(在-40~+80℃范围内可以长期使用),是一种高效防水材料,它还可冷施工,操作简便,减少了环境污染,改善了工人的劳动条件。
乙丙橡胶化学式
摘要:
1.乙丙橡胶的简介
2.乙丙橡胶的化学结构
3.乙丙橡胶的性能与应用
4.乙丙橡胶在我国的发展状况
正文:
乙丙橡胶(EPDM)是一种乙烯和丙烯的共聚物,化学式为(C2H4)n (C3H6)m。
在我国,乙丙橡胶被誉为“万能橡胶”,具有广泛的应用前景。
乙丙橡胶的化学结构决定了其优异的性能。
它具有较高的耐磨性、耐老化性、耐热性和耐化学腐蚀性,同时在低温下具有较好的柔韧性。
这些特性使乙丙橡胶在多种环境下都能保持稳定的性能。
乙丙橡胶在工业、建筑、汽车、电子等领域具有广泛的应用。
在汽车零部件中,如轮胎、密封件、垫片等,乙丙橡胶都有着出色的表现。
此外,乙丙橡胶还应用于电线、电缆、管道等领域,发挥着重要作用。
我国乙丙橡胶产业在过去几十年里取得了长足的发展。
随着技术创新和产业升级,我国乙丙橡胶产能不断扩大,产品质量不断提高。
同时,国内企业在研发新型乙丙橡胶产品方面也取得了突破,满足了许多高技术领域的需求。
然而,与发达国家相比,我国乙丙橡胶产业仍存在一定差距。
未来,我国应继续加大研发投入,提高乙丙橡胶产品质量,扩大应用领域,以实现产业可持续发展。
同时,加强与国际先进企业的合作,引进先进技术和管理经验,提
高我国乙丙橡胶在国际市场的竞争力。
总之,乙丙橡胶作为一种高性能的合成橡胶,在我国具有巨大的发展潜力。
乙丙橡胶,有机化合物制品,是橡胶制品工业中一项极为重要的原材料,有多种良好的理化特性。
乙丙橡胶又可分为二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和热塑性乙丙。
而三元乙丙橡胶(EPDM)已在汽车密封条行业中得到广泛的应用。
目录简介基本化学结构组成与其性能关系主要性能1.低密度高填充性2.耐老化性3.耐腐蚀性4.耐水蒸汽性能5.耐过热水性能6.电性能7.弹性8.粘接性改性品种应用1.汽车工业2.建筑行业3.电气和电子行业4.再生利用简介基本化学结构组成与其性能关系主要性能1.低密度高填充性2.耐老化性3.耐腐蚀性4.耐水蒸汽性能5.耐过热水性能6.电性能7.弹性8.粘接性改性品种应用1.汽车工业2.建筑行业3.电气和电子行业4.再生利用编辑本段简介2003年我国合成橡胶用量达113万吨左右,其中三元乙丙橡胶用量为2.04万吨,仅占合成橡胶用量的1.8%。
近年来,世界合成橡胶生产能力增长变缓,乙丙橡胶生产量和使用量虽有一定的增长,但增长速度不大,年均增长3.8%左右。
国内乙丙橡胶消耗增长量也不大,根据预测,2004年三元乙丙橡胶在汽车配件(不含轮胎制品)中的应用仅为1万-1.2万吨。
但三元乙丙橡胶在我国车用橡胶密封条产品生产中已成为主体材料,其开发和应用都有着广阔的市场前景。
编辑本段基本化学结构组成与其性能关系乙丙橡胶系以单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡胶;以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得三元乙丙橡胶。
乙丙橡胶分子主链上,乙烯和丙烯单体呈无规则排列,失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性,从而成为弹性体,由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上,因此三元乙丙橡胶不但可以用硫黄硫化,同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性。
由于二元乙丙橡胶分子不含双键,不能用硫黄硫化,因而限制了它的应用。
在乙丙橡胶商品牌号中,二元乙丙橡胶只占总数的10%左右。
而三元乙丙橡胶可用硫黄硫化,从而获得了广泛的应用,并成为乙丙橡胶的主要品种,在乙丙橡胶商品牌号中占90%左右。
三元乙丙橡胶板用途1 什么是三元乙丙橡胶板?三元乙丙橡胶板,又称EPDM橡胶板,是一种高分子合成材料。
它由三元乙丙橡胶(EPDM)为主要原料,通过橡胶硫化、添加剂、填料等多道工艺生产而成。
这种橡胶具有良好的耐老化、耐腐蚀、耐高温、耐低温、耐酸碱等特点,因此广泛应用于建筑、汽车、电力、机械等领域。
2 三元乙丙橡胶板的特点(1)耐老化:三元乙丙橡胶板在长时间的太阳暴晒、风吹日晒、雨淋雪雾等自然环境中也能长期保持其物理性质和化学性质。
(2)耐腐蚀:三元乙丙橡胶板能够在强酸强碱等腐蚀性环境中长期使用。
(3)耐高温:三元乙丙橡胶板能够在高温下长期使用,其耐高温性能比一般橡胶要好很多。
(4)耐低温:三元乙丙橡胶板能够在低温环境下依然保持良好的柔韧性和抗拉强度。
3 三元乙丙橡胶板的应用领域(1)建筑防水工程:三元乙丙橡胶板是一种优秀的防水材料,适用于各种建筑防水、屋顶防水、池塘水利工程等。
(2)汽车零部件:三元乙丙橡胶板作为汽车密封材料使用时,可以有效防止空气、水分、尘土等物质进入车内,同时还具有减震、隔音等效果。
(3)电力设备:三元乙丙橡胶板可以作为绝缘材料使用,能够承受高压电流,从而保证电力设备的可靠性和安全性。
(4)其他领域:三元乙丙橡胶板还可以用于制作管道、化工设备、工程机械等各种材料。
4 三元乙丙橡胶板的优劣势优势:三元乙丙橡胶板具有耐老化、耐腐蚀、耐高温、耐低温等多重优点,在各行各业广泛应用。
劣势:相对于其他合成材料,三元乙丙橡胶板的价格可能略高。
同时,如果生产工艺或材料质量不达标,可能会出现变形、断裂等问题。
5 总结三元乙丙橡胶板作为高分子合成材料,具有优异的物理和化学性质,广泛应用于建筑、汽车、电力、机械等领域。
虽然价格相对较高,但其特性优异,性价比高,未来的应用前景非常广阔。
乙丙橡胶引言乙丙橡胶是一种合成橡胶,也称为EPDM橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber)。
乙丙橡胶具有优异的耐热、耐候、耐腐蚀和抗老化性能,广泛应用于汽车、建筑、电缆等领域。
本文将介绍乙丙橡胶的特性、制造工艺以及应用领域。
特性耐热性乙丙橡胶具有出色的耐热性,可以在-50℃至150℃的温度范围内保持其弹性和力学性能。
这使得乙丙橡胶特别适用于高温环境下的应用,如汽车引擎室。
耐候性乙丙橡胶具有出色的耐候性,能够抵御紫外线、氧气、臭氧和其他大气污染物的侵蚀。
因此,乙丙橡胶不易老化,可以在户外环境中长时间保持其性能。
耐腐蚀性乙丙橡胶对许多化学物质具有良好的耐腐蚀性。
它可以耐受酸、碱、盐等常见腐蚀介质的侵蚀,因此被广泛应用于化工和电力行业。
抗老化性能乙丙橡胶具有出色的抗老化性能,不易硬化和变脆。
即使在长期暴露在高温、紫外线等环境下,乙丙橡胶也能保持其柔软性和弹性。
制造工艺乙丙橡胶是通过聚合反应制成的。
主要的原料是乙烯、丙烯和二烯单体。
以下是乙丙橡胶的制造工艺:1.预聚合:将乙烯、丙烯和二烯单体与催化剂混合,并在一定温度下进行预聚合反应。
预聚合物是乙丙橡胶的主要成分。
2.橡胶化:将预聚合物放入橡胶化器中,然后加入引发剂和辅助剂。
在一定温度和时间下进行橡胶化反应,将预聚合物转化为橡胶。
3.精炼和整形:精炼是将橡胶进行混炼和加热,以去除杂质和调整橡胶的性能。
整形则是将橡胶通过挤出、压延等工艺成型为所需的形状。
4.硫化:将已成型的橡胶制品放入硫化器中,加入硫化剂并控制温度和时间。
硫化反应使橡胶产生交联,提高其强度和耐久性。
5.检验和包装:对乙丙橡胶制品进行质量检验,然后根据客户需求进行包装和发货。
应用领域由于其优异的特性,乙丙橡胶被广泛应用于各个领域。
以下是几个主要的应用领域:汽车行业乙丙橡胶在汽车制造中扮演着重要的角色。
它被用于制造密封件、导管、隔音垫等零部件,以及汽车胎面和胎侧。
乙丙橡胶介绍和加工工艺乙丙橡胶是一种很有发展前途的新型胶种,由于其具有优异的综合性能,且原料来源丰富,制造工艺简单,价格适中,比重小,制品的单位重量消耗少,所以在电缆工业中得到广泛的应用。
一乙丙橡胶的结构及性能1.乙丙橡胶的结构特点乙丙橡胶是一种无定型的非结晶橡胶,其分子主链上乙烯与丙烯单体单元是无规则排列,失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性,成为具有弹性的橡胶。
当乙烯含量在20-40mol%范围时,乙丙橡胶的玻璃化温度(Tg)约为-60℃,其低温性能如低温压缩变形、低温弹性均好,但耐热性能较差。
通常为避免形成丙烯链以保证在乙丙橡胶分子中的无规则分布,要求乙烯含量必须大于50mol%,但乙烯含量超过70mol%时,乙烯链出现结晶,玻璃化温度(Tg)升高,耐寒性能下降,加工性能变差。
一般认为乙烯含量在60mol%左右,其加工性能和硫化胶的物理机械性能均较好。
乙丙橡胶分子链不含极性基团,链节比较柔顺,分子间作用力小。
三元乙丙橡胶所用第三单体为非共轭二烯烃类,其种类和用量对硫化速度和硫化胶的物理机械性能均有直接影响。
第三单体含量高低以碘值表示,含量高则碘值高,硫化速度快,对硫化胶物理机械性能如定伸应力,生热、压缩变形等均有改善,但焦烧时间较短,耐热性能有所下降。
乙丙橡胶的碘值范围为6~30g碘/100g胶,大多数户则是15g碘/100g胶左右。
所以在使用时应根据制品性能要求加以选择。
2.乙丙橡胶的性能由于乙丙橡胶具有高度的饱和结构,且分子链上原子和基团的排列与天然橡胶很相似。
分子链比较柔顺,使乙丙橡胶具有许多优异的性能。
(1)耐臭氧性非常好。
远远超过丁基橡胶和氯丁橡胶。
在含臭氧100PPm的介质中,乙丙橡胶经过2430小时仍不龟裂。
而一般认为耐臭氧老化性能较好的丁基橡胶仅经过534小时即产生较大裂口;氯丁橡胶则只有46小时。
在30%臭氧浓度下氯丁橡胶只经过7分钟即出现裂纹,而乙丙橡胶经过1小时后仍无变化。
三元乙丙橡胶性能简介三元乙丙橡胶(EPDM)耐臭氧性、耐热性、耐候性、低温柔软性较好,可用于耐臭氧、耐候、耐紫外线场合,但基于自身的结构特点,其阻燃性、耐油性和粘结性较差。
这种橡胶均具有主链饱和结构,可共混,性能上可取长补短。
三元乙丙橡胶主链由化学性稳定的饱和烃组成,仅在侧链中含不饱和双键,故基本上属于种饱和型橡胶。
由于分子结构内无极性取代基,分子间内聚能低,故分子链可在较宽的温度范围内保持柔顺性。
乙丙橡胶的化学结构使其硫化制品具有独特的性能。
1 低密度高填充性:三元乙丙橡胶是一种密度较低的橡胶,其密度为0.8 7。
加之可大量充油和加入填充剂,因而可降低橡胶制品的成本,弥补了三元乙丙橡胶生胶价格高的缺点,并且对高门尼值的三元乙丙橡胶来说,高填充后物理机械性能降低幅度不大。
2 耐老化性:乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
三元乙丙橡胶制品在1 20 ℃下可长期使用,在1 50~200 。
C下可短暂或间歇使用。
加入适宜防老剂可提高其使用温度。
用过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。
三元乙丙橡胶在臭氧浓度50×10~,拉伸30% ,可达1 50 h以上不龟裂。
3 耐腐蚀性:由于乙丙橡胶缺乏极性,不饱和度低,因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性;但在脂属和芳属溶剂(如汽油、苯等及矿物油中稳定性较差。
在浓酸长期作用下性能也要下降。
在ISO/TR7620中汇集了近400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料。
刘乙丙橡胶作用程度为1级的化学品有80多种,在此不一~列举。
4 耐水蒸气:乙丙橡胶有优异的耐水蒸气性能并优于其耐热性。
在230℃过热蒸汽中,近1 00 h后外观无变化。
而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下,经历较短时间外观发生明显劣化现象。
三元乙丙橡胶(EPDM)特点,性能参数与加工三元乙丙橡胶(EPDM)特点,性能参数与加工三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物,1963年开始商业化生产。
每年全世界的消费量是80万吨。
EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。
由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族,它具有极好的硫化特性。
在所有橡胶当中,EPDM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。
(注:EPDM中文名:三元乙丙橡胶)三元乙丙橡胶的性能与优点三元乙丙橡胶主链由化学性稳定的饱和烃组成,仅在侧链中含不饱和双键,故基本上属于种饱和型橡胶。
由于分子结构内无极性取代基,分子间内聚能低,故分子链可在较宽的温度范围内保持柔顺性。
乙丙橡胶的化学结构使其硫化制品具有独特的性能。
1、低密度高填充性:三元乙丙橡胶是一种密度较低的橡胶,其密度为0.87。
加之可大量充油和加入填充剂,因而可降低橡胶制品的成本,弥补了三元乙丙橡胶生胶价格高的缺点,并且对高门尼值的三元乙丙橡胶来说,高填充后物理机械性能降低幅度不大。
2、耐老化性:乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
三元乙丙橡胶制品在120 ℃下可长期使用,在150~200。
C下可短暂或间歇使用。
加入适宜防老剂可提高其使用温度。
用过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。
三元乙丙橡胶在臭氧浓度50×10~,拉伸30%,可达1 50 h以上不龟裂。
3、耐腐蚀性:由于乙丙橡胶缺乏极性,不饱和度低,因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性;但在脂属和芳属溶剂(如汽油、苯等及矿物油中稳定性较差。
在浓酸长期作用下性能也要下降。
在ISO/TR7620中汇集了近400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料。
刘乙丙橡胶作用程度为1级的化学品有80多种,在此不一一列举。
包林康乙丙橡胶是橡胶制品工业中一项极为重要的原材料。
乙丙橡胶又可分为二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和热塑性乙丙。
而三元乙丙橡胶(EPDM)已在汽车密封条行业中得到广泛的应用。
2003年我国合成橡胶用量达113万吨左右,其中三元乙丙橡胶用量为2〃o4万吨,仅占合成橡胶用量的1〃8%。
近年来,世界合成橡胶生产能力增长变缓,乙丙橡胶生产量和使用量虽有一定的增长,但增长速度不大,年均增长3〃8%左右。
国内乙丙橡胶消耗增长量也不大,根据预测,2004年三元乙丙橡胶在汽车配件(不含轮胎制品)中的应用仅为1万~1〃2万吨。
但三元乙丙橡胶在我国车用橡胶密封条产品生产中已成为主体材料,其开发和应用都有着广阔的市场前景。
一、乙丙橡胶基本化学结构组成与其性能关系乙丙橡胶系以单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡胶;以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得三元乙丙橡胶。
乙丙橡胶分子主链上,乙烯和丙烯单体呈无规则排列,失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性,从而成为弹性体,由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上,因此三元乙丙橡胶不但可以用硫黄硫化,同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性。
由于二元乙丙橡胶分子不含双键,不能用硫黄硫化,因而限制了它的应用。
在乙丙橡胶商品牌号中,二元乙丙橡胶只占总数的10%左右。
而三元乙丙橡胶可用硫黄硫化,从而获得了广泛的应用,并成为乙丙橡胶的主要品种,在乙丙橡胶商品牌号中占90%左右。
目前工业化生产的三元乙丙橡胶常用的第三单体有乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)、1,4-己二烯(HD)。
近年来第三单体技术又有新发展,国外研制出用1,7-辛二烯、6,10-二甲基-1,5,9-十-三烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、5,7-二甲基-1,6一辛二烯、7-甲基-1,6-辛二烯等作为三元乙丙橡胶的第三单体,使三元乙丙橡胶的性能有了新的提高。
三元乙丙橡胶中第三单体种类和含量对硫化速度、硫化橡胶的性能均有直接影响。
其中,双环戊二烯(DCPD)作为第三单体,虽然价格较低,但此三元乙丙橡胶的硫化速度慢,难以与高不饱和度的二烯烃类橡胶并用;以乙叉降冰片烯(ENB)、6,10-二甲基-1,5,9-十-三烯等为第三单体的三元乙丙橡胶硫化速度快,前者已成为三元乙丙橡胶的主要品种。
第三单体含量以碘值表示,三元乙丙橡胶的碘值一般为6~30,大多在15左右。
碘值为6~10时,硫化速度慢,难与高不饱和橡胶并用;碘值为25-30时,为超高速硫化型,可用任何比例与高不饱和二烯烃橡胶并用。
因此三元乙丙橡胶在与其他橡胶并用时,应注意选择适宜的三元乙丙橡胶品种。
已知三元乙丙橡胶所含第三单体的种类,炭黑填充时,硫化体系对硫化速度由快到慢的顺序如下:1〃硫黄硫化体系:(1)乙叉降冰片烯,(2)1,4-己二烯,(3)双环戊二烯;2〃过氧化物硫化体系:(1)双环戊二烯,(2)乙叉降冰片烯,(3)1,4-己二烯。
选用含乙叉降冰片烯为第三单体的三元乙丙橡胶,其硫化橡胶则具有较高的耐热性和拉伸强度以及较小的压缩永久变形;而含双环戊二烯(DCPD)为第三单体的三元乙丙橡胶,成本较低,耐臭氧性较高,制品有臭味;含1,4-己二烯的三元乙丙橡胶不易焦烧,硫化后压缩永久变形较小。
乙丙橡胶聚合分子结构中,乙烯/丙烯含量比对乙丙橡胶生胶和混炼胶性能及工艺性均有直接影响。
应用时,可并用2~3种乙烯/丙烯含量比不同的乙丙橡胶以满足不同的性能要求。
一般认为乙烯含量控制在60%左右,才能获得较好的加工性和硫化胶性能;丙烯含量较高时,对乙丙橡胶的低温性能有所改善;乙烯含量较高时,易挤出,挤出表面光滑,挤出件停放后不易变形。
乙丙橡胶的重均分子量为20万-40万,数均分子量为5万-15万,粘均分子量10万-30万。
重均分子量与门尼粘度密切相关。
乙丙橡胶门尼粘度值[ML(1 100℃)为25~90,高门尼值105~110也有不少的品种。
随着门尼值的提高,填充量能也提高,但加工性能变差;其硫化后的乙丙橡胶的拉伸强度、回弹性均有提高。
乙丙橡胶分子量分布指数一般为3-5,大多在3左右。
分子量分布宽的乙丙橡胶具有较好的开炼机混炼性和压延性。
近来,已研制出分子量采用双峰分布形式的三元乙丙橡胶,即在低分子量部分再出现一个较窄的峰,并减少极低分子量部分,此种三元乙丙橡胶既提高了物理机械性能,有良好的挤出后的挺性,又保证了良好的流动性及发泡率。
二、乙丙橡胶的主要性能1.低密度高填充性乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶,其密度为0〃87。
加之可大量充油和加入填充剂,因而可降低橡胶制品的成本,弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点,并且对高门尼值的乙丙橡胶来说,高填充后物理机械性能降低幅度不大。
2〃耐老化性乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。
乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用,在150—200℃下可短暂或间歇使用。
加入适宜防老剂可提高其使用温度。
以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。
三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下,可达150h以上不龟裂。
3〃耐腐蚀性由于乙丙橡胶缺乏极性,不饱和度低,因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性;但在脂属和芳属溶剂(如汽油、苯等)及矿物油中稳定性较差。
在浓酸长期作用下性能也要下降。
在ISO/TR 7620中汇集了近400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料,并规定了1-4级表示其作用的程度,见表1。
4〃耐水蒸汽性能乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性。
在230~C过热蒸汽中,近100h后外观无变化。
而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下,经历较短时间外观发生明显劣化现象。
5〃耐过热水性能乙丙橡胶耐过热水性能亦较好,但与所用硫化系统密切相关。
以二硫代二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶,在125℃过热水中浸泡15个月后,力学性能变化甚小,体积膨胀率仅0〃3%。
6〃电性能乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性,电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
7〃弹性由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基,分子内聚能低,分子链可在较宽范围内保持柔顺性,仅次于天然橡胶和顺丁橡胶,并在低温下仍能保持。
8〃粘接性乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团,内聚能低,加上胶料易于喷霜,自粘性和互粘性很差。
三、乙丙橡胶改性品种二元乙丙和三元乙丙橡胶从20世纪50年代末、60年代初开发成功以来,世界上又出现了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶(如EPDM/PP),从而为乙丙橡胶的广泛应用提供了众多的品种和品级。
改性乙丙橡胶主要是将乙丙橡胶进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。
乙丙橡胶还有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。
多年来,采用共混、共聚、填充、接枝、增强和分子复合等手段,获得了许多综合性能好的高分子材料。
乙丙橡胶通过改性,也在性能方面获得很大的改善,从而扩大了乙丙橡胶的应用范围。
溴化乙丙橡胶是在开炼机上以经溴化剂处理而成。
溴化后乙丙橡胶可提高其硫化速度和粘合性能,但机械强度下降,因而溴化乙丙橡胶仅适用于作乙丙橡胶与其他橡胶粘合的中介层。
氯化乙丙橡胶是将氯气通过三元乙丙橡胶溶液中而制成。
乙丙橡胶氯化后可提高硫化速度以及与不饱和橡胶的相容性,耐燃性、耐油性,粘合性能也有所改善。
磺化乙丙橡胶是将三元乙丙橡胶溶于溶剂中,经磺化剂及中和剂处理而成。
磺化乙丙橡胶由于具有热塑性弹性体的性质和良好的粘着性能,在胶粘剂、涂覆织物、建筑防水材料、防腐衬里等方面将得到广泛的应用。
丙烯腈接枝的乙丙橡胶以甲苯为溶剂,过氯化苯甲醇为引发剂,在80℃下使丙烯腈接枝于乙丙橡胶。
丙烯腈改性乙丙橡胶不但保留了乙丙橡胶耐腐蚀性,而且获得了相当于丁腈-26的耐油性,具有较好的物理机械性能和加工性能。
热塑性乙丙橡胶(EPDM/PP)是以三元乙丙橡胶为主体与聚丙烯进行混炼。
同时使乙丙橡胶达到预期交联程度的产物。
它不但在性能上仍保留乙丙橡胶所固有的特性,而且还具有显著的热塑性塑料的注射、挤出、吹塑及压延成型的工艺性能。
除此之外,改性乙丙橡胶还有氯磺化乙丙橡胶、丙烯酸酯接枝乙丙橡胶等。
四、乙丙橡胶的应用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(HCMS)制作的防水卷材,尤其是用于地下建筑的防水卷材。
3〃电气和电子行业在电气和电子行业中主要利用乙丙橡胶的优良电绝缘性、耐候性和耐腐蚀性,在许多电气部件中采用了此类橡胶。
例如用乙丙橡胶生产电缆,尤其是海底电缆用EPDM或EPDM/PP代替了PVC/NBR制作电缆的绝缘层,电缆的绝缘性能和使用寿命有了大幅度提高。
在变压器绝缘垫、电子绝缘护套方面也大量采用了乙丙橡胶制作。
4〃乙丙橡胶与其他橡胶并用也是乙丙橡胶应用的一个很大的领域乙丙橡胶与其他橡胶并用在性能上可互补并改善工艺和降低成本。