繆桂韶 (華南理工大學(xué)橡塑工程教研組 廣州 510641)
三元乙丙橡膠(EPDM)常高填充“炭黑/軟化劑”,為提高橡膠配方設(shè)計(jì)“原材料更換”的靈活性,探索了總用量恒定條件下不同炭黑品種組合、不同軟化劑品種組合對(duì)EPDM性能的影響。
1 試驗(yàn)
1.1 原材料
除EPDM為日本產(chǎn)EPT4045外,其余全部為國產(chǎn)配合劑。
1.2 測(cè)試
硫化儀測(cè)試,155℃。
MPT(孟山都加工性試驗(yàn)機(jī))測(cè)定流變性能,03編程,剪切速率為100、200、500、1000(s-1),口模直徑D為2mm,以擠出物直徑dj表征口模膨大。
烘箱老化條件120℃×72h,按伸長(zhǎng)率計(jì)算老化系數(shù)。
物理機(jī)械性能按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試:
1.3 基本配方(仿膠管配方)
EPT 4045,100;ZnO, 5;硬脂酸,1;防老劑RD,1;防老劑MB,1;S,1.5;促進(jìn)劑ZDC,1.5;促進(jìn)劑TMTD,1;炭黑,100;軟化劑,50。
2 結(jié)果與討論
2.1 炭黑“品種/用量”的影響
軟化劑選定30#機(jī)油50份。炭黑(總用量100份)的“品種/用量”組合如下:
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#配方的物理機(jī)械性能與老化性能,表明粒子大小比FEF大的SRF、GPE有增大伸長(zhǎng)率,降低硬度的功效;調(diào)加SRF對(duì)老化系數(shù)影響不大,調(diào)加GPF則有所降低耐老化性能。
表2列出了1#~5#配方的加工性能,可見SRF、GPF有比FEF更短的焦燒時(shí)間t10和更快的硫化速度(t90),更好的擠出流動(dòng)性(同樣剪切速率下的剪切應(yīng)力小)及更大的擠出物膨大,這也就同SRF,GPF粒子大小比FEF大,結(jié)構(gòu)不及FEF高相吻合。
由上述推斷,SRF或GPF部分取代FEF時(shí),可適度增大用量,同時(shí)調(diào)整促進(jìn)劑體系或減少促進(jìn)劑量。
2.2 軟化劑“品種/用量”的影響
炭黑選定FEF100份,軟化劑(總用量50份)的“品種/用量”組合如下:
1# 30#機(jī)油 50
6# 石蠟烴操作油 50
7# 癸二酸二辛酯 50
8# 石蠟烴操作油 30
4# 橡膠油 20
9# 石蠟烴操作油 30
癸二酸二辛酯 20
10# 30#機(jī)油 30
癸二酸二辛酯 20
表3數(shù)據(jù)表明,這幾種軟化劑的硫化膠性能相差不大,可以組合使用和互換。而含芳香烴量高的4#橡膠油的引入,可得較高伸長(zhǎng)率,但老化性能有所下降。
表4數(shù)據(jù)亦清楚表明,這幾種軟化劑的單用或并用,對(duì)硫化特性ts與t90影響亦不大,僅單用機(jī)油者t90長(zhǎng)些;對(duì)擠出流動(dòng)性與擠出物膨大,幾乎沒有影響,可以互換使用。除上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果外,亦已有試驗(yàn)表明,這些配方的膠料,汽油抹凈表面之后,稍加壓力貼合,經(jīng)硫化缸直接蒸汽硫化,除7#可用手撕開之外,上述配方皆可牢固粘合(手撕不能撕剝開),則具有好的成型自粘性。
3 小結(jié)
(1) EPDM配方中,SRF或GPF等量取代FEF ,可增大伸長(zhǎng)率與降低硬度,改進(jìn)擠出流動(dòng)性并有所增大擠出物膨大。這同SRF,GPF粒子比FEF大,結(jié)構(gòu)性低相吻合。
(2) 30#機(jī)油,石蠟烴操作油,癸二酸二辛酯的互換使用對(duì)EPDM配方的加工性與力學(xué)性能影響不大,但全用癸二酸二辛酯不利于粘著性能。
