三元乙丙橡膠墊分子結(jié)構(gòu)和特性
三元乙丙是乙烯、丙烯和非共軛二烯烴的三元共聚物。二烯烴具有特殊的結(jié)構(gòu),只有兩鍵之一的才能共聚,不飽和的雙鍵主要是作為交鏈處。另一個(gè)不飽和的不會(huì)成為聚合物主鏈,只會(huì)成為邊側(cè)鏈。三元乙丙的主要聚合物鏈?zhǔn)?飽和的。這個(gè)特性使得三元乙丙可以抵抗熱,光,氧氣,尤其是臭氧。三元乙丙本質(zhì)上是無(wú)極性的,對(duì)極性溶液和化學(xué)物具有抗性,吸水率低,具有良好的絕緣特性。
在三元乙丙生產(chǎn)過(guò)程中,通過(guò)改變?nèi)龁误w的數(shù)量,乙烯丙烯比,分子量及其分布以及硫化的方法可以調(diào)整其特性。
第三二烯烴類型的單體是通過(guò)乙烯和丙烯的共聚,在聚合物中產(chǎn)生不飽和,以便實(shí)現(xiàn)硫化。第三單體的選擇必須滿足以下要求:
zui多兩鍵:一個(gè)可聚合,一個(gè)可硫化
反應(yīng)類似于兩種基本的單體
主鍵隨機(jī)聚合產(chǎn)生均勻分布
足夠的揮發(fā)性,便于從聚合物中除去
zui終聚合物硫化速度合適
二烯烴類型和含量對(duì)聚合物特性的影響
三元乙丙生產(chǎn)中主要是用ENB和DCPD。
三元乙丙中zui廣泛使用的是ENB,它比DCPD產(chǎn)品硫化要快得多。在相同的聚合條件下,第三單體的本質(zhì)影響著長(zhǎng)鏈支化,按以下順序遞增:EPM<EPDM(ENB)<EPDM(DCPD)
三元乙丙其他的受二烯烴第三單體影響的還有:
ENB-快速硫化,高拉伸強(qiáng)度,低*形變
DCPD-防焦性,低*應(yīng)變,低成本
隨著二烯烴第三單體的增加,將會(huì)有下列影響發(fā)生:更快硫化率,更低的壓縮形變,高定伸,促進(jìn)劑選擇的多樣性,減少的防焦性和延展,更高的聚合物成本。
乙烯丙烯比可以在硫化階段進(jìn)行改變,商業(yè)的三元乙丙聚合物乙烯丙烯比由80/20到50/50。當(dāng)乙烯丙烯比由50/50變化到80/20時(shí),正面的影響有:更高的壓坯強(qiáng)度,更高的拉伸強(qiáng)度,更高的結(jié)晶化,更低的玻璃體轉(zhuǎn)化溫度,能將原材料聚合物轉(zhuǎn)化成丸狀,以及更好的擠出特性。不好的影響就是不好的壓延混合性,較差的低溫特性,以及不好的壓縮形變。
當(dāng)丙烯比例更高時(shí),好處就是更好的加工性能,更好的低溫特性以及更好的壓縮形變等。
分子量和分子量分布
彈性體的分子量通常用門(mén)尼粘度表示。在三元乙丙的門(mén)尼粘度中,這些值是在高溫下得到的,通常為125℃,這樣做的主要原因是要消去由高乙烯含量所產(chǎn)生的任何影響(結(jié)晶化),由此會(huì)掩蓋聚合物的真正分子量。三元乙丙的門(mén)尼粘度范圍在20到100之間。也有更高分子量的商用三元乙丙也有生產(chǎn),但一般都充油,以便混煉。
三元乙丙的分子量分布可以通過(guò)凝膠滲透色譜法使用二氯苯作為溶劑在高溫下(150℃)測(cè)量而得。分子量分布通常被稱為是重量平均分子量與數(shù)量平均分子量的比例。根據(jù)普通和高度支化的結(jié)構(gòu),這個(gè)值在2到5之間變化。由于有分鍵,含有DCPD的三元乙丙橡膠更寬的分子量分布。
通過(guò)增加三元乙丙的分子量,正面影響有:更高的拉伸和撕裂強(qiáng)度,在高溫情況下更高的生坯強(qiáng)度,能夠吸收更多的油和填料(低成本)。隨著分子量分布的增加,正面的影響有:增加的混煉和碾磨加工性。但是,較窄的分子量分布可以改進(jìn)硫化速度,硫化狀態(tài)以及注塑行為。
三元乙丙橡膠墊是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物,1963年開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn)。每年*的消費(fèi)量是80萬(wàn)噸。EPDMzui主要的特性就是其*的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力。由于三元乙丙橡膠屬于聚烯烴家族,它具有*的硫化特性。在所有橡膠當(dāng)中,EPDM具有zui低的比重。它能吸收大量的填料和油而影響特性不大。因此可以制作成本低廉的橡膠化合物。