改善三元乙丙橡胶耐油性能的研究

陈现伟

（河南平高电气股份有限公司，河南 平顶山 467000）

改善三元乙丙橡胶耐油性能的研究

陈现伟

（河南平高电气股份有限公司，河南 平顶山 467000）

研究氯化聚乙烯（CPE）、丁腈橡胶（NBR）与三元乙丙橡胶（EPDM）并用对共混胶力学性能和耐油性能的影响。结果表明，在EPDM/CPE共混胶中随CPE用量的增加，硫化胶的硬度、拉伸强度、撕裂强度和定伸应力呈现上升趋势、在ASTM3号油中浸泡后体积变化率变化不明显；在EPDM/NBR共混胶中随NBR用量的增加，硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和定伸应力呈现下降趋势、在油中体积变化率明显减小；在EPDM/NBR/CPE共混胶中随NBR和CPE用量的增加，硫化胶的力学性能变化不明显，但在油中浸泡体积变化率明显降低，通过电镜照片对共混胶断面分析得知CPE的加入明显改善了EPDM和NBR之间的相容性。

氯化聚乙烯；丁腈橡胶；乙丙橡胶；耐油性

EPDM具有良好的耐热氧老化性、耐候性和耐化学介质性[1]，常用于橡胶密封条、胶管、电线电缆等制品，但EPDM属于非极性橡胶，在原油中浸泡后体积变化较大，导致材料性能大幅下降，使得产品使用寿命缩短[2～3]。

本文通过选用极性橡胶CPE和NBR分别与EPDM进行并用，研究不同并用比对共混胶性能的影响，期望能在保持材料力学性能的同时改善共混胶的耐油性。

1　实验部分

1.1原材料

EPDM，牌号3670，杜邦公司产品；CPE，牌号135B，潍坊亚星化学股份有限公司产；NBR，牌号1052，台湾南帝化学工业股份有限公司产；其他助剂均为橡胶工业常用原材料。

1.2基本配方

共混胶配比见表1。

表1　配方编号

1.3主要仪器和设备

开炼机，X（S）K-160，上海双翼橡塑机械有限公司；无转子硫化仪，GT-M2000-A，台湾高铁科技股份有限公司；电热式平板硫化机，HS100TFTMO-90，佳鑫电子设备科技有限公司；拉力试验机，AI-7000M型，台湾高铁科技股份有限公司；老化试验箱，401A型，上海实验仪器厂有限公司；JSM-7500F型扫描电镜，日本电子株式会社产品。

1.4性能测试

各项性能均按相应最新国家标准测试。

2　结果与讨论

2.1不同EPDM/CPE配比对硫化胶性能的影响

CPE是由原料聚乙烯氯化制得，具有与原料聚乙烯相同的主链结构，只是主链碳原子的部分氢原子被氯原子取代，它是一种饱和的含氯橡胶，可以看作乙烯、氯乙烯、1,2二氯乙烯的三元聚合体。氯化聚乙烯分子的聚集态随氯化程度的提高而逐渐变化，从而也引起了性能的变化，引入的极性氯原子破坏了聚乙烯结构的规整性，增加了分子间的距离，使聚乙烯的结晶性能破坏，当氯含量在35%左右时，聚乙烯便由高度结晶的聚集态转变为松散的无定形结构，刚性大大减弱使其具备了橡胶弹性。通过CPE与EPDM并用可以性能互补，并用胶料性能见表2。

表2　EPDM/CPE并用胶的性能

由表2可看出，在EPDM/CPE共混胶中随CPE用量的增加，硫化胶的硬度、拉伸强度和拉断生长率呈现上升趋势，撕裂强度呈下降趋势。

在EPDM/CPE共混胶中随着CPE用量的增加，在ASTM3号油中室温浸泡24 h后，并用胶体积变化率呈下降趋势，说明加入CPE提高了EPDM的耐油性能，但在100℃×24 h后，体积变化率变化不大，这应该是CPE中部分聚乙烯结晶链段高温下熔融，耐油性提高不明显。

2.2不同EPDM/NBR配比对硫化胶性能的影响

由于NBR分子结构中含有强极性的腈基，因而具有优异的耐油性（如液体燃料、动植物油、耐矿物油和溶剂）[4]。

在EPDM/NBR共混胶中随NBR用量的增加，硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和定伸应力呈现明显下降趋势，这是因为NBR分子链含有双键，活性高、硫化速度快，而EPDM与NBR相比，硫化速度慢，交联程度低，两种橡胶无法达到同步硫化；另外两种橡胶极性不同，导致微观热力学相容性差[5～6]。如表3。

表3　EPDM/NBR并用胶的性能

在EPDM/NBR共混胶中随NBR用量的增加，在常温和100℃条件下，在油中浸泡24 h后体积变化率均明显减小，说明在EPDM胶料中并用NBR后，在硫化胶中形成阻止油类在橡胶中溶解和渗透的网络，从而明显改善了胶料的耐油性能。

2.3EPDM/NBR/CPE共混对力学性能和耐油性的影响

在上述试验中发现在EPDM中加入CPE，胶料力学性能提高，但耐油性变化不明显；加入NBR，力学性能下降，但耐油性明显改善。由于CPE具有良好的耐热老化性、耐候性和一定的耐油性，与NBR的相容性良好，同时其高的乙烯基含量又具有良好的物理机械性能，与EPDM也具有较好的相容性，因此可以作为EPDM和NBR的增容剂[7～8]。

由表4可看出，采用三种橡胶共混，随着NBR和CPE用量的增加，胶料的力学性能变化不明显，但在ASTM3号油中浸泡后体积变化率降低，说明共混胶耐油性有所改善。

表4　不同EPDM/NBR/CPE配比共混胶的性能

图1　NBR/EPDM共混胶的SEM照片

图1为EPDM/NBR （70/30）共混胶的SEM照片，可以清晰看出，EPDM/NBR共混胶的分散状态很差，存在明显界面分离、松散的结合状态；三种橡胶EPDM/NBR/CPE共混改性后的试样断面具有更为均匀的构造和外观，具有较未改性时高得多的致密程度，这说明添加CPE后使得EPDM/NBR共混胶相容性得到显著改善。

3　结论

（1）在EPDM/CPE共混胶中随CPE用量的增加，硫化胶的硬度、拉伸强度、撕裂强度和定伸应力呈现上升趋势、在ASTM3号油中浸泡后体积变化率变化不明显。

（2）在EPDM/NBR共混胶中随NBR用量的增加，硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和定伸应力呈现下降趋势、在油中体积变化率明显减小。

（3）在EPDM/NBR/CPE共混胶中随NBR和 CPE用量的增加，硫化胶的力学性能变化不明显，但在油中浸泡体积变化率明显降低； CPE的加入明显改善了EPDM和NBR之间的相容性。

[1]马军，雷昌纯，冯予星，等.EPDM共混改性研究概况[J]，合成橡胶工业，2000，23(3):186～191.

[2]李培祥，郑华. 高性能耐溶剂二元乙丙橡胶配方的研制[J]. 弹性体，2003，13(3):35～37.

[3]石超，车伟，刘林国. CM/EPDM并用胶在胶管中的应用[J].橡胶工业，2011，58(5):297～299.

[4]阎家宾. 改善丁腈橡胶的耐油性[J].世界橡胶工业，2002，29(2):2.

[5]张茂荣. NBR耐油密封制品胶料的研制[J].橡胶工业，1999，46(2):92-93.

[6]马琳，赵崇州，王岚，等.乙丙橡胶和丁腈橡胶的并用研究[J].特种橡胶制品，2004，25(2):5.

[7]孟逸东，陈理想，肖建斌. 改善丁腈橡胶/乙丙橡胶并用胶相容性的研究[J].橡胶科技，2013,12:22～24.

[8]叶舒展. 丁腈橡胶与三元乙丙橡胶共混物的反应性增容作用[J].世界橡胶工业，2005，32(1):8～11.

（R-03）

橡胶硫化促进剂CBS生产母液中固体的回收再利用方法

科迈化工股份有限公司开发出一种橡胶硫化促进剂CBS生产母液中固体的回收再利用方法。它是将橡胶硫化促进剂CBS生产母液引进母液沉降罐，进行稀释、降温、静置，通过压滤设备进一步分离母液中的固体；将得到的固体投入CBS合成釜进入下一批物料的合成过程。该方法利用现有的双氧水和次氯酸钠混合氧化工艺方法对橡胶硫化促进剂CBS的合成，回收母液中的有效固体成分，将回收的固体再次投入合成釜中继续参加反应，提高产品收率而且不会影响反应得到的产品纯度，降低生产成本。

燕丰 供稿

（R-01）

Research of oil resistant performance for EPDM

Research of oil resistant performance for EPDM

Chen Xianwei
(Henan Pinggao Electric Co., Ltd., Pingdingshan 467000,Henan,China)

The effect of CPE,NBR and EPDM blending on mechanical properties and oil resistant performance for rubber mixture.The results show that , with the increase of CPE, EPDM/CPE blend , the vulcanizates of hardness, tensile strength, tear strength and stretch stress rised, volume change rate is not obvious after soaking in ASTM3 ; In rubber EPDM/NBR/CPE blend, with the increase of NBR and CPE, the mechanical properties of the vulcanizates change is not obvious, but change rate signifi cantly lower in oil soak, through the analysis of blending adhesive section by electron micrograph that the addition of CPE improved the compatibility between the EPDM and NBR.

CPE; NBR ; EPDM; oil resistance

TQ333.4

1009-797X(2016)11-0004-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.11.002

陈现伟（1970-），男，工程师，河南平高电气股份有限公司，主要从事橡胶配方研究工作。

2016-03-04