繆桂韶 (華南理工大學橡塑工程教研組 廣州 510641)
三元乙丙橡膠(EPDM)常高填充“炭黑/軟化劑”,為提高橡膠配方設計“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EPDM性能的影響。
1 試驗
1.1 原材料
除EPDM為日本產EPT4045外,其余全部為國產配合劑。
1.2 測試
硫化儀測試,155℃。
MPT(孟山都加工性試驗機)測定流變性能,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,按伸長率計算老化系數。
物理機械性能按有關國家標準測試:
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;促進劑ZDC,1.5;促進劑TMTD,1;炭黑,100;軟化劑,50。
2 結果與討論
2.1 炭黑“品種/用量”的影響
軟化劑選定30#機油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有增大伸長率,降低硬度的功效;調加SRF對老化系數影響不大,調加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更短的焦燒時間t10和更快的硫化速度(t90),更好的擠出流動性(同樣剪切速率下的剪切應力小)及更大的擠出物膨大,這也就同SRF,GPF粒子大小比FEF大,結構不及FEF高相吻合。
由上述推斷,SRF或GPF部分取代FEF時,可適度增大用量,同時調整促進劑體系或減少促進劑量。
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#機油 30
癸二酸二辛酯 20
表3數據表明,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,可得較高伸長率,但老化性能有所下降。
表4數據亦清楚表明,這幾種軟化劑的單用或并用,對硫化特性ts與t90影響亦不大,僅單用機油者t90長些;對擠出流動性與擠出物膨大,幾乎沒有影響,可以互換使用。除上述實驗結果外,亦已有試驗表明,這些配方的膠料,汽油抹凈表面之后,稍加壓力貼合,經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
(1) EPDM配方中,SRF或GPF等量取代FEF ,可增大伸長率與降低硬度,改進擠出流動性并有所增大擠出物膨大。這同SRF,GPF粒子比FEF大,結構性低相吻合。
(2) 30#機油,石蠟烴操作油,癸二酸二辛酯的互換使用對EPDM配方的加工性與力學性能影響不大,但全用癸二酸二辛酯不利于粘著性能。
