缪桂韶 (华南理工大学橡塑工程教研组 广州 510641)
三元乙丙橡胶(EPDM)常高填充“炭黑/软化剂”,为提高橡胶配方设计“原材料更换”的灵活性,探索了总用量恒定条件下不同炭黑品种组合、不同软化剂品种组合对EPDM性能的影响。
1 试验
1.1 原材料
除EPDM为日本产EPT4045外,其余全部为国产配合剂。
1.2 测试
硫化仪测试,155℃。
MPT(孟山都加工性试验机)测定流变性能,03编程,剪切速率为100、200、500、1000(s-1),口模直径D为2mm,以挤出物直径dj表征口模膨大。
烘箱老化条件120℃×72h,按伸长率计算老化系数。
物理机械性能按有关国家标准测试:
1.3 基本配方(仿胶管配方)
EPT 4045,100;ZnO, 5;硬脂酸,1;防老剂RD,1;防老剂MB,1;S,1.5;促进剂ZDC,1.5;促进剂TMTD,1;炭黑,100;软化剂,50。
2 结果与讨论
2.1 炭黑“品种/用量”的影响
软化剂选定30#机油50份。炭黑(总用量100份)的“品种/用量”组合如下:
1# FEF 100
2# FEF 70 SRF 30
3# FEF 60 SRF 40
4# GPF 100
5# FEF 50 GPF 50
表1列出1#~5#配方的物理机械性能与老化性能,表明粒子大小比FEF大的SRF、GPE有增大伸长率,降低硬度的功效;调加SRF对老化系数影响不大,调加GPF则有所降低耐老化性能。
表2列出了1#~5#配方的加工性能,可见SRF、GPF有比FEF更短的焦烧时间t10和更快的硫化速度(t90),更好的挤出流动性(同样剪切速率下的剪切应力小)及更大的挤出物膨大,这也就同SRF,GPF粒子大小比FEF大,结构不及FEF高相吻合。
由上述推断,SRF或GPF部分取代FEF时,可适度增大用量,同时调整促进剂体系或减少促进剂量。
2.2 软化剂“品种/用量”的影响
炭黑选定FEF100份,软化剂(总用量50份)的“品种/用量”组合如下:
1# 30#机油 50
6# 石蜡烃操作油 50
7# 癸二酸二辛酯 50
8# 石蜡烃操作油 30
4# 橡胶油 20
9# 石蜡烃操作油 30
癸二酸二辛酯 20
10# 30#机油 30
癸二酸二辛酯 20
表3数据表明,这几种软化剂的硫化胶性能相差不大,可以组合使用和互换。而含芳香烃量高的4#橡胶油的引入,可得较高伸长率,但老化性能有所下降。
表4数据亦清楚表明,这几种软化剂的单用或并用,对硫化特性ts与t90影响亦不大,仅单用机油者t90长些;对挤出流动性与挤出物膨大,几乎没有影响,可以互换使用。除上述实验结果外,亦已有试验表明,这些配方的胶料,汽油抹净表面之后,稍加压力贴合,经硫化缸直接蒸汽硫化,除7#可用手撕开之外,上述配方皆可牢固粘合(手撕不能撕剥开),则具有好的成型自粘性。
3 小结
(1) EPDM配方中,SRF或GPF等量取代FEF ,可增大伸长率与降低硬度,改进挤出流动性并有所增大挤出物膨大。这同SRF,GPF粒子比FEF大,结构性低相吻合。
(2) 30#机油,石蜡烃操作油,癸二酸二辛酯的互换使用对EPDM配方的加工性与力学性能影响不大,但全用癸二酸二辛酯不利于粘着性能。
