乙丙橡膠的性能
作者:化工綜合網發布時間:2022-06-20分類:膠粘劑瀏覽:108
乙丙橡膠系以單烯烴乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡膠;以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體共聚而制得三元乙丙橡膠。乙丙橡膠分子主鏈上,乙烯和丙烯單體呈無規則排列,失去了聚乙烯或聚丙烯結構的規整性,從而成為彈性體,由于三元乙丙橡膠二烯烴位于側鏈上,因此三元乙丙橡膠不但可以用硫黃硫化,同時還保持了二元乙丙橡膠的各種特性。 由于二元乙丙橡膠分子不含雙鍵,不能用硫黃硫化,因而限制了它的應用。在乙丙橡膠商品牌號中,二元乙丙橡膠只占總數的10%左右。而三元乙丙橡膠可用硫黃硫化,從而獲得了廣泛的應用,并成為乙丙橡膠的主要品種,在乙丙橡膠商品牌號中占90%左右。 目前工業化生產的三元乙丙橡膠常用的第三單體有乙叉降冰片烯(ENB)、雙環戊二烯(DCPD)、1,4-己二烯(HD)。近年來第三單體技術又有新發展,國外研制出用1,7-辛二烯、6,10-二甲基-1,5,9-十一三烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、5,7-二甲基-1,6-辛二烯、7-甲基-1,6-辛二烯等作為三元乙丙橡膠的第三單體,使三元乙丙橡膠的性能有了新的提高。 三元乙丙橡膠中第三單體種類和含量對硫化速度、硫化橡膠的性能均有直接影響。其中,雙環戊二烯(DCPD)作為第三單體,雖然價格較低,但此三元乙丙橡膠的硫化速度慢,難以與高不飽和度的二烯烴類橡膠并用;以乙叉降冰片烯(ENB)、6,10-二甲基-1,5,9-十一三烯等為第三單體的三元乙丙橡膠硫化速度快,前者已成為三元乙丙橡膠的主要品種。第三單體含量以碘值表示,三元乙丙橡膠的碘值一般為6-30,大多在15左右。碘值為6-10時,硫化速度慢,難與高不飽和橡膠并用;碘值為25-30時,為超高速硫化型,可用任何比例與高不飽和二烯烴橡膠并用。因此三元乙丙橡膠在與其他橡膠并用時,應注意選擇適宜的三元乙丙橡膠品種。 已知三元乙丙橡膠所含第三單體的種類,炭黑填充時,硫化體系對硫化速度由快到慢的順序如下:1.硫黃硫化體系:(1)乙叉降冰片烯,(2)1,4-己二烯,(3)雙環戊二烯;2.過氧化物硫化體系:(1)雙環戊二烯,(2)乙叉降冰片烯,(3)1,4-己二烯。 選用含乙叉降冰片烯為第三單體的三元乙丙橡膠,其硫化橡膠則具有較高的耐熱性和拉伸強度以及較小的壓縮永久變形;而含雙環戊二烯(DCPD)為第三單體的三元乙丙橡膠,成本較低,耐臭氧性較高,制品有臭味;含1,4-己二烯的三元乙丙橡膠不易焦燒,硫化后壓縮永久變形較小。 乙丙橡膠聚合分子結構中,乙烯/丙烯含量比對乙丙橡膠生膠和混煉膠性能及工藝性均有直接影響。應用時,可并用2-3種乙烯/丙烯含量比不同的乙丙橡膠以滿足不同的性能要求。一般認為乙烯含量控制在60%左右,才能獲得較好的加工性和硫化膠性能;丙烯含量較高時,對乙丙橡膠的低溫性能有所改善;乙烯含量較高時,易擠出,擠出表面光滑,擠出件停放后不易變形。 乙丙橡膠的重均分子量為20萬-40萬,數均分子量為5萬-15萬,粘均分子量10萬-30萬。重均分子量與門尼粘度密切相關。乙丙橡膠門尼粘度值[ML(1+4)100℃]為25-90,高門尼值105-110也有不少的品種。隨著門尼值的提高,填充量能也提高,但加工性能變差;其硫化后的乙丙橡膠的拉伸強度、回彈性均有提高。乙丙橡膠分子量分布指數一般為3-5,大多在3左右。分子量分布寬的乙丙橡膠具有較好的開煉機混煉性和壓延性。近來,已研制出分子量采用雙峰分布形式的三元乙丙橡膠,即在低分子量部分再出現一個較窄的峰,并減少極低分子量部分,此種三元乙丙橡膠既提高了物理機械性能,有良好的擠出后的挺性,又保證了良好的流動性及發泡率。
編輯本段主要性能
1.低密度高填充性
乙丙橡膠是密度較低的一種橡膠,其密度為0.87。加之可大量充油和加入填充劑,因而可降低橡膠制品的成本,彌補了乙丙橡膠生膠價格高的缺點,并且對高門尼值的乙丙橡膠來說,高填充后物理機械性能降低幅度不大。
2.耐老化性
乙丙橡膠有優異的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩定性、電性能、充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在120℃下可長期使用,在150-200℃下可短暫或間歇使用。加入適宜防老劑可提高其使用溫度。以過氧化物交聯的三元乙丙橡膠可在更苛刻的條件下使用。三元乙丙橡膠在臭氧濃度50pphm、拉伸30%的條件下,可達150h以上不龜裂。
3.耐腐蝕性
由于乙丙橡膠缺乏極性,不飽和度低,因而對各種極性化學品如醇、酸、堿、氧化劑、制冷劑、洗滌劑、動植物油、酮和脂等均有較好的抗耐性;但在脂屬和芳屬溶劑(如汽油、苯等)及礦物油中穩定性較差。在濃酸長期作用下性能也要下降。在ISO/TR 7620中匯集了近400種具有腐蝕性的氣態和液態化學品對各種橡膠性能作用的資料,并規定了1-4級表示其作用的程度,見表1。 表1 腐蝕性化學品對橡膠性能的影響 等級 體積溶脹率/% 硬度降低值 對性能影響 1
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