高性能特种弹性体的拓展(一)
——三元乙丙橡胶、丙烯基弹性体和乙丁橡胶
2021-07-23谢忠麟吴淑华
谢忠麟,吴淑华,马 晓
(北京橡胶工业研究设计院有限公司,北京 100143)
近年来,非轮胎橡胶制品用弹性体不断推出新品种、新牌号,以适应上游配套产品日益严苛的技术要求。本文介绍具有特殊性能和用途、能在苛刻条件下使用的高性能弹性体三元乙丙橡胶、丙烯基弹性体和乙丁橡胶。
1 三元乙丙橡胶(EPDM)
1.1 5-乙烯基-2-降冰片烯型EPDM(VNBEPDM)
1.1.1 分子结构
VNB-EPDM是近年来发展起来的新一代EPDM,主要由阿朗新科公司和三井化学公司生产。由于具有许多优良特性和应用潜力而引人注目[1-4]。
经过淘汰和发展,目前世界上EPDM主要有两个品种:一种为5-亚乙基-2-降冰片烯(ENB)型,其第三单体为ENB,ENB-EPDM约占世界EPDM的80%;另一种为双环戊二烯(DCPD)型,其第三单体为DCPD,DCPD-EPDM具有优异的耐臭氧和耐候性能,但由于其硫化速度慢,易喷霜,目前使用量较小。新一代EPDM——VNB型EPDM(VNBEPDM),其第三单体是VNB(5-乙烯基-2-降冰片烯)。
图1是3种EPDM的分子结构。由图1可见,VNB-EPDM和ENB-EPDM的结构较为接近,但其第三单体的支链端部存在双键结构,性能也存在差异。

图1 3种EPDM的分子结构Fig.1 Molecular structures of three kinds of EPDM
1.1.2 性能特点
VNB-EPDM需采用过氧化物硫化,其胶料具有以下性能特点。
(1)硫化速度快(如图2所示),过氧化物用量小(较ENB-EPDM胶料可减小30%)。

图2 3种EPDM胶料的硫化曲线Fig.2 Curing curves of three kinds of EPDM compounds
(2)交联密度大,交联效率高(约为ENBEPDM胶料的4倍),如图3所示。

图3 3种EPDM胶料的交联程度曲线Fig.3 Cross-linking degree curves of three kinds of EPDM compounds
(3)残余过氧化物含量和不饱和度低,耐高温性能好(如图4所示),压缩永久变形小(如图5所示),气味小。

图4 3种EPDM胶料的耐热老化性能Fig.4 Thermal aging resistance of three kinds of EPDM compounds

图5 3种EPDM胶料的压缩永久变形Fig.5 Compression set of three kinds of EPDM compounds
(4)长链支化度高,相对分子质量分布宽,挤出工艺非常好。……
