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乙丙橡膠的基本性能和應(yīng)用
日期：2025-12-07 23:36
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摘要：乙丙橡膠的基本性能和應(yīng)用
乙丙橡膠是橡膠 制品工業(yè)中一項極為重要的材料。乙丙橡膠又可分為二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和熱塑性乙丙 的應(yīng)用。2003年我國合成橡膠用量達(dá)113萬噸左右，其中三元乙丙橡膠用量為2.04萬噸，僅占合成橡膠用量的1.8%。近年來，增長變緩，乙丙橡膠生產(chǎn)量和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長3.8%左右。國內(nèi)乙丙橡膠消耗增長量也不大橡膠在汽車配件(不含輪胎制品)中的應(yīng)用僅為1萬-1.2萬噸。但三元乙丙橡膠在我國車用橡膠密封條產(chǎn)品生產(chǎn)中已成為主體材料一、乙丙橡膠基本化學(xué)結(jié)構(gòu)組成與其性能關(guān)系...
乙丙橡膠的基本性能和應(yīng)用
乙丙橡膠是橡膠 制品工業(yè)中一項極為重要的材料。乙丙橡膠又可分為二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和熱塑性乙丙 的應(yīng)用。2003年我國合成橡膠用量達(dá)113萬噸左右，其中三元乙丙橡膠用量為2.04萬噸，僅占合成橡膠用量的1.8%。近年來，增長變緩，乙丙橡膠生產(chǎn)量和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長3.8%左右。國內(nèi)乙丙橡膠消耗增長量也不大橡膠在汽車配件(不含輪胎制品)中的應(yīng)用僅為1萬-1.2萬噸。但三元乙丙橡膠在我國車用橡膠密封條產(chǎn)品生產(chǎn)中已成為主體材料一、乙丙橡膠基本化學(xué)結(jié)構(gòu)組成與其性能關(guān)系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 則排列，失去了聚乙烯或聚丙烯結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，從而成為彈性體，由于三元乙丙橡膠二烯烴位于側(cè)鏈上，因此三元乙丙橡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(yīng)用。在乙丙橡膠商品牌號中，二元乙丙橡膠只膠的主要品種，在乙丙橡膠商品牌號中占90%左右。目 前工業(yè)化生產(chǎn)的三元乙丙橡膠常用的第三單體有乙叉降冰 己二烯(HD)。近年來第三單體技術(shù)又有新發(fā)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 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(huán)戊二烯(DCPD)作為第三單體，雖硫化速度慢，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 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 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(yīng)注意選擇適宜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)乙叉降己二烯，(3)雙環(huán)戊二烯；2.過氧化物硫化體系：(1)雙環(huán)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 伸強度以及較小的壓縮長久變形； 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，硫化后壓縮長久變形較小。
丙橡膠聚合分子結(jié)構(gòu)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(yīng)用時，可并用2-3種 不同的性能要求。一般認(rèn)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(shù)均分子量為5萬-15萬，粘均分 30萬。重均分子量與門尼粘度密切相關(guān)。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伸強度、回彈性均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(xiàn)一個較的峰，并減少極低分子量部分，此種三元乙丙后的挺性，又保證了良好的流動性及發(fā)泡率。
二、乙丙橡膠的主要性能 1.低密度高填充性乙丙橡膠的密度是較低的一種橡膠，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，彌補了后物理機械性能降低幅度不大。2.耐老化性乙丙橡膠有優(yōu)異的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩(wěn)定性、電性能、充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在12200℃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(lián)的三元乙丙橡膠可在更苛刻的條件下使用50pphm、伸30%的條件下，可達(dá)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(xué)品如醇、酸、堿、氧化劑、制冷劑、洗滌劑、動植物油、酮和脂等均(如汽油、苯等)及礦物油中穩(wěn)定性較差。在濃酸長期作用下性能也要下降。在ISO/TR7620中匯集了近400種具有腐蝕性的氣態(tài)和液態(tài)化學(xué)品對各種橡膠性能作用的資料，并規(guī)定了1-4級表示其作用的程度， 體積溶脹率/% 硬度降低值 對性能影響 1 <10 <10 輕微或無 2 10-30 <20 較小 3 30-60<30 中等 4 >60 >30 嚴(yán)重4.耐乙丙橡膠有優(yōu)異的耐水蒸汽性能并優(yōu)于其耐熱性。在230℃過熱蒸汽中，近100h后外觀無變化。而氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡 -歷較短時間外觀發(fā)生明顯劣化現(xiàn)象。 5.耐過熱水性能乙丙橡膠耐過熱水性能亦較好，但與所用硫化系統(tǒng)密切相關(guān)。以二硫代、TMTD為硫化系統(tǒng)的乙丙橡膠，在125℃過熱。 6.電性能乙丙橡膠具有優(yōu)異的電絕緣性能和耐電暈性，電性能優(yōu)于或接近丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯、聚乙烯 由于乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)中無極性取代基，分子內(nèi)聚能低，分子鏈可在較寬范圍內(nèi)保持柔順性，僅次于天然橡膠和順丁橡膠， 乙丙橡膠由于分子結(jié)構(gòu)中缺少活性基團(tuán)，內(nèi)聚能低，加上膠料易于噴霜，自粘性和互粘性很差。
三、乙丙橡膠改性品元乙丙和三元乙丙橡膠從20世紀(jì)50年代末、60年代初開發(fā)成功以來，**上又出現(xiàn)了多種改性乙丙橡膠和熱塑性乙丙橡膠( 橡膠的廣泛應(yīng)用提供了眾多的品種和品級。改性乙丙橡膠主要是將乙丙橡膠進(jìn)行溴化、氯化、磺化、順酐化、馬來酸酐化、有夯褂接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年來，采用共混、共聚、填充、接枝、增強和分子復(fù)合等手段，獲得了許多綜合性能好的高分 面獲得很大的改善，從而擴大了乙丙橡膠的應(yīng)用范圍。 溴化乙丙橡膠是在開煉機上以溴化劑處理而成。溴化后乙丙橡膠可提高其硫化速度和粘合性能，但機械強度下降，因而溴化氯化乙丙橡膠是將氯氣通過三元乙丙橡膠溶液中而制成。乙丙橡膠氯化后可提高硫化速度以及與不飽和橡膠的相容性， 磺化乙丙橡膠是將三元乙丙橡膠溶于溶劑中，磺化劑及中和劑處理而成?；腔冶鹉z由于具有熱塑性彈性體的性?、窓诏衬里荡_矯娼玫焦惴旱撓τ謾丙烯腈接枝的乙丙橡膠以甲苯為溶劑，過氯化苯甲醇為引發(fā)劑，在80℃筆下使丙烯腈接枝于乙丙橡膠。丙烯腈改性乙 相當(dāng)于丁腈-26的耐油性，具有較好的物理機械性能和加工性能。熱塑性乙丙橡膠(EPDM/PP)是以三元乙丙橡膠為主體與聚丙烯進(jìn)行混煉。同時使乙丙橡膠達(dá)到預(yù)期交聯(lián)程度的產(chǎn)物。它不但 性塑料的注射、擠出、吹塑及壓延成型的工藝性能。除此之外，改性乙丙橡膠還有氯磺化乙丙橡膠、丙烯酸酯接枝乙丙乙丙橡膠分子主鏈為飽和結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)出**的耐候性、耐臭氧、電絕緣性、低壓縮長久變形、高強度和高伸長率等寶貴性能， 據(jù)乙丙橡膠的不同系列和分子結(jié)構(gòu)方面的特點，乙丙橡膠應(yīng)用種類有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烴橡膠并用分析，乙丙橡膠在非輪胎方面得到了廣泛的應(yīng)用。1.汽車工業(yè) 乙丙橡膠在汽車制造行業(yè)中應(yīng)用量大，主要應(yīng)用于汽車密封條、散熱器軟管、火花塞護(hù)套、空調(diào)軟管、膠墊、膠管等。在 性、耐臭氧、耐候性等特性，其ENB型的EPDM橡膠已成為汽車密封條的主體材料，國內(nèi)生膠年消耗量已超過1萬噸，但由于品于熱塑性三元乙丙橡膠EPDM/PP強度高、柔性好、涂裝光澤度高、易回收利用的特點，在國內(nèi)外汽車保險杠和汽車儀表板 2010年僅汽車保險杠和儀表板兩項產(chǎn)品，EPDM/PP的國內(nèi)年用量可達(dá)4.5萬噸。此類產(chǎn)品的回收利用主要采用的工藝方法是：添加新料后生產(chǎn)新產(chǎn)品。這樣在保險杠和儀表板生產(chǎn)中，就能節(jié)約大量材料取得較好的 濟效益。目前，我國乙丙橡膠 44%，其中還不包括船舶、列車和集裝箱密封條的乙丙橡膠用量。
乙丙橡膠是橡膠 制品工業(yè)中一項極為重要的材料。乙丙橡膠又可分為二元乙丙、三元乙丙、改性乙丙和熱塑性乙丙 的應(yīng)用。2003年我國合成橡膠用量達(dá)113萬噸左右，其中三元乙丙橡膠用量為2.04萬噸，僅占合成橡膠用量的1.8%。近年來，增長變緩，乙丙橡膠生產(chǎn)量和使用量雖有一定的增長，但增長速度不大，年均增長3.8%左右。國內(nèi)乙丙橡膠消耗增長量也不大橡膠在汽車配件(不含輪胎制品)中的應(yīng)用僅為1萬-1.2萬噸。但三元乙丙橡膠在我國車用橡膠密封條產(chǎn)品生產(chǎn)中已成為主體材料一、乙丙橡膠基本化學(xué)結(jié)構(gòu)組成與其性能關(guān)系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 則排列，失去了聚乙烯或聚丙烯結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，從而成為彈性體，由于三元乙丙橡膠二烯烴位于側(cè)鏈上，因此三元乙丙橡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(yīng)用。在乙丙橡膠商品牌號中，二元乙丙橡膠只膠的主要品種，在乙丙橡膠商品牌號中占90%左右。目 前工業(yè)化生產(chǎn)的三元乙丙橡膠常用的第三單體有乙叉降冰 己二烯(HD)。近年來第三單體技術(shù)又有新發(fā)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 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(huán)戊二烯(DCPD)作為第三單體，雖硫化速度慢，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 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 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(yīng)注意選擇適宜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)乙叉降己二烯，(3)雙環(huán)戊二烯；2.過氧化物硫化體系：(1)雙環(huán)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 伸強度以及較小的壓縮長久變形； 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，硫化后壓縮長久變形較小。
丙橡膠聚合分子結(jié)構(gòu)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(yīng)用時，可并用2-3種 不同的性能要求。一般認(rèn)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(shù)均分子量為5萬-15萬，粘均分 30萬。重均分子量與門尼粘度密切相關(guān)。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伸強度、回彈性均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(xiàn)一個較的峰，并減少極低分子量部分，此種三元乙丙后的挺性，又保證了良好的流動性及發(fā)泡率。
二、乙丙橡膠的主要性能 1.低密度高填充性乙丙橡膠的密度是較低的一種橡膠，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，彌補了后物理機械性能降低幅度不大。2.耐老化性乙丙橡膠有優(yōu)異的耐天候、耐臭氧、耐熱、耐酸堿、耐水蒸汽、顏色穩(wěn)定性、電性能、充油性及常溫流動性。乙丙橡膠制品在12200℃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(lián)的三元乙丙橡膠可在更苛刻的條件下使用50pphm、伸30%的條件下，可達(dá)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(xué)品如醇、酸、堿、氧化劑、制冷劑、洗滌劑、動植物油、酮和脂等均(如汽油、苯等)及礦物油中穩(wěn)定性較差。在濃酸長期作用下性能也要下降。在ISO/TR7620中匯集了近400種具有腐蝕性的氣態(tài)和液態(tài)化學(xué)品對各種橡膠性能作用的資料，并規(guī)定了1-4級表示其作用的程度， 體積溶脹率/% 硬度降低值 對性能影響 1 <10 <10 輕微或無 2 10-30 <20 較小 3 30-60<30 中等 4 >60 >30 嚴(yán)重4.耐乙丙橡膠有優(yōu)異的耐水蒸汽性能并優(yōu)于其耐熱性。在230℃過熱蒸汽中，近100h后外觀無變化。而氟橡膠、硅橡膠、氟硅橡 -歷較短時間外觀發(fā)生明顯劣化現(xiàn)象。 5.耐過熱水性能乙丙橡膠耐過熱水性能亦較好，但與所用硫化系統(tǒng)密切相關(guān)。以二硫代、TMTD為硫化系統(tǒng)的乙丙橡膠，在125℃過熱。 6.電性能乙丙橡膠具有優(yōu)異的電絕緣性能和耐電暈性，電性能優(yōu)于或接近丁苯橡膠、氯磺化聚乙烯、聚乙烯 由于乙丙橡膠分子結(jié)構(gòu)中無極性取代基，分子內(nèi)聚能低，分子鏈可在較寬范圍內(nèi)保持柔順性，僅次于天然橡膠和順丁橡膠， 乙丙橡膠由于分子結(jié)構(gòu)中缺少活性基團(tuán)，內(nèi)聚能低，加上膠料易于噴霜，自粘性和互粘性很差。
三、乙丙橡膠改性品元乙丙和三元乙丙橡膠從20世紀(jì)50年代末、60年代初開發(fā)成功以來，**上又出現(xiàn)了多種改性乙丙橡膠和熱塑性乙丙橡膠( 橡膠的廣泛應(yīng)用提供了眾多的品種和品級。改性乙丙橡膠主要是將乙丙橡膠進(jìn)行溴化、氯化、磺化、順酐化、馬來酸酐化、有夯褂接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年來，采用共混、共聚、填充、接枝、增強和分子復(fù)合等手段，獲得了許多綜合性能好的高分 面獲得很大的改善，從而擴大了乙丙橡膠的應(yīng)用范圍。 溴化乙丙橡膠是在開煉機上以溴化劑處理而成。溴化后乙丙橡膠可提高其硫化速度和粘合性能，但機械強度下降，因而溴化氯化乙丙橡膠是將氯氣通過三元乙丙橡膠溶液中而制成。乙丙橡膠氯化后可提高硫化速度以及與不飽和橡膠的相容性， 磺化乙丙橡膠是將三元乙丙橡膠溶于溶劑中，磺化劑及中和劑處理而成?；腔冶鹉z由于具有熱塑性彈性體的性?、窓诏衬里荡_矯娼玫焦惴旱撓τ謾丙烯腈接枝的乙丙橡膠以甲苯為溶劑，過氯化苯甲醇為引發(fā)劑，在80℃筆下使丙烯腈接枝于乙丙橡膠。丙烯腈改性乙 相當(dāng)于丁腈-26的耐油性，具有較好的物理機械性能和加工性能。熱塑性乙丙橡膠(EPDM/PP)是以三元乙丙橡膠為主體與聚丙烯進(jìn)行混煉。同時使乙丙橡膠達(dá)到預(yù)期交聯(lián)程度的產(chǎn)物。它不但 性塑料的注射、擠出、吹塑及壓延成型的工藝性能。除此之外，改性乙丙橡膠還有氯磺化乙丙橡膠、丙烯酸酯接枝乙丙乙丙橡膠分子主鏈為飽和結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)出**的耐候性、耐臭氧、電絕緣性、低壓縮長久變形、高強度和高伸長率等寶貴性能， 據(jù)乙丙橡膠的不同系列和分子結(jié)構(gòu)方面的特點，乙丙橡膠應(yīng)用種類有通用型、混用型、快速硫化型、易加工型和二烯烴橡膠并用分析，乙丙橡膠在非輪胎方面得到了廣泛的應(yīng)用。1.汽車工業(yè) 乙丙橡膠在汽車制造行業(yè)中應(yīng)用量大，主要應(yīng)用于汽車密封條、散熱器軟管、火花塞護(hù)套、空調(diào)軟管、膠墊、膠管等。在 性、耐臭氧、耐候性等特性，其ENB型的EPDM橡膠已成為汽車密封條的主體材料，國內(nèi)生膠年消耗量已超過1萬噸，但由于品于熱塑性三元乙丙橡膠EPDM/PP強度高、柔性好、涂裝光澤度高、易回收利用的特點，在國內(nèi)外汽車保險杠和汽車儀表板 2010年僅汽車保險杠和儀表板兩項產(chǎn)品，EPDM/PP的國內(nèi)年用量可達(dá)4.5萬噸。此類產(chǎn)品的回收利用主要采用的工藝方法是：添加新料后生產(chǎn)新產(chǎn)品。這樣在保險杠和儀表板生產(chǎn)中，就能節(jié)約大量材料取得較好的 濟效益。目前，我國乙丙橡膠 44%，其中還不包括船舶、列車和集裝箱密封條的乙丙橡膠用量。