帮我详细讲解三元乙丙橡胶

乙 丙 橡 胶 （EPDM）

一．乙丙橡胶的制造

目前，世界上已有近20个公司生产的100多个牌号。国内目前仍从日本、荷兰、美国等公司进口EPDM。

二．乙丙胶的分类

根据是否加入第三单体分为：二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）

三．乙丙胶的结构

1．饱和性及非极性

EPM是完全饱和的橡胶，EPDM主链完全饱和，侧基仅有1%~2%（mol）的不饱和第三单体，

EPM具有极高的化学稳定性和较高的热稳定性。另外，乙丙橡胶不易被极化，不产生氢键，是非极性橡胶，耐极性介质作用，而且电绝缘性能极佳。

2．乙烯与丙烯组成比

乙烯、丙烯的组成比影响共聚物的性能，一般丙烯的含量在30~40%（mol）时是较好的弹性体。

3．第三单体的含量

为使第三单体在乙丙胶中分布均匀，聚合时一般采取分批加入的方法。第三单体用量多时，不饱和度高，硫化速度快，与不饱和橡胶相容性好，可与不饱和橡胶并用，但是耐热性和老化性下降。

四．乙丙胶的性能

1．比重小

比重为086，是所有橡胶中比重最小的。

2．耐老化性能优异

①优秀的耐臭氧性能：乙丙橡胶被誉为：“无龟裂橡胶”，在通用橡胶中它的耐臭氧性能是最好的，其次为IIR、再其次是CR。

②优秀的耐热老化性能：乙丙橡胶的耐老化性能在通用橡胶中是最好的，在130℃下可以长期使用，在150℃或再高的温度下可以间断或短期使用。且EPM优于EPDM。

③优秀的耐天候性：乙丙胶的耐天候（光、热、风、雨、臭氧、氧）性在所有的通用橡胶中是最好的，作屋面防水卷材使用寿命可以达到25年以上。

3．优异的电绝缘性能

乙丙橡胶的耐绝缘性能是非常好的，与IIR相当，且EPM优于EPDM，可以作为电缆材料，特别是浸水之后电性能变化很小，特别适用于作电绝缘制品及水中作业的绝缘制品。

4．优秀的耐化学药品性能

由于乙丙橡胶本身的化学稳定性和非极性，它与多数化学药品不发生反应，与极性物质之间或者不相溶或者相溶性极小，如醇、酮、酸（乙酸、甲酸）、强碱、氧化剂（H2O2、HClO）、洗涤剂、磷酸酯类等。

5．卓越的耐水、过热水、水蒸汽性能

水是强极性物质，乙丙橡胶是一种高分子烷烃，具有疏水性，两者之间不易产生物理、化学作用，所以具有杰出的耐水、耐过热水、耐蒸汽性能。（EPM

＞IIR＞SBR＞NR＞CR）

五．配合与加工

1．配合：

①硫化体系：EPDM可以用硫黄硫化体系，硫黄用量1~2份，促进剂宜选用活性较大的品种或不同的促进剂并用，这样既能保证硫化速度，又能防止喷霜现象。以国产EPDM（D）为例：

EPDM100 硬脂酸1 氧化锌5 促M05 TMTD15 S15 HAF50

②补强体系：由于乙丙橡胶是非结晶橡胶，所以要加入补强剂。

③增塑体系：乙丙橡胶最常用的增塑剂是石油系增塑剂，包括环烷油、石蜡油及芳香油，其中环烷油与乙丙胶的相容性较好。

④增粘剂：乙丙橡胶的自粘性及与其它材料的粘着性均不好，配合时可以在其中加入增粘剂如烷基酚醛树脂、石油树脂、萜烯树脂、松香等。

⑤防护体系：虽然乙丙橡胶的耐老化性能很好，但在较高温长期使用的情况下仍需加入防老剂，常用的是胺类。

2．加工：

乙丙橡胶的加工具有如下特点：乙丙橡胶不易包辊，不易吃炭黑，采用密炼分散效果较好，装胶容量比正常高15%。为了提高粘合性能，可以采用提高粘合温度、增加粘合压力的方法

六．应用

耐热、耐老化、耐水制品——耐热输送带、蒸汽胶管、防水卷材

耐化学品腐蚀的密封制品、防腐衬里

绝缘的电线、电缆包皮

不同硬度三元乙丙橡胶配方

硬度57三元乙丙橡胶配方原材料名称 基本配置 物理机械性能 标准 实测

三元乙丙胶 100

拉伸强度（Mpa） 13

硫磺 05

扯断伸长率（％） 520

过氧化二异丙苯（DCP） 65

永久变形（％） 7

硬脂酸 15

硬度（邵氏） 57

高耐磨碳黑 20

撕裂强度（KN/m)

半补强碳黑 20

脆性温度

凡士林/防老剂D 5/15

合计 155

硫化条件：158℃×40′混炼工艺：生胶→碳黑→软化剂→硫磺→防老剂。用途和性能：该胶料制成胶管、密封件、垫片。耐中等浓酸、有机酸、无机酸、80％H2SO4

硬度65三元乙丙橡胶配方原材料名称

基本配置 物理机械性能 标准

实测三元乙丙胶 100

拉伸强度（Mpa） 88

促进剂M 05

扯断伸长率（％） 478

促进剂TMTM 15

永久变形（％） 22

硫磺 15

硬度（邵氏） 65

氧化锌 5

撕裂强度（KN/m) 28

硬脂酸 1

脆性温度℃ -70

高耐磨碳黑 80

50#机油 50

合计 2395

硫化条件：160℃×60′混炼工艺：生胶→填料、软化剂→ZnO→促进剂→S→硬脂酸，混匀后要经十次薄通。用途和性能：该胶料具有耐天候、耐臭氧、耐酸性能、耐磨、耐高低温、电绝缘和弹性等。介质：耐过热水、耐臭氧、耐辐射。温度：-40℃~160℃

硬度70三元乙丙橡胶配方原材料名称

基本配置 物理机械性能 标准

实测三元乙丙胶 100

拉伸强度（Mpa） 135

氧化锌 5

扯断伸长率（％） 350

硬脂酸 1

永久变形（％） 8

高耐磨碳黑 50

硬度（邵氏） 70

聚苯硫醚 10

撕裂强度（KN/m) 28

硫磺 03

脆性温度 -65

DCP 35

合计 1698

硫化条件：160℃×30′混炼工艺：生胶→碳黑→聚苯硫醚→氧化锌→DCP→硬脂酸，薄通十次下片。用途和性能：耐辐射剂量为1×107耐热、耐各种介质：耐乙酸。工作温度：-55~150℃，生产各种密封件、垫片。

硬度75三元乙丙橡胶配方原材料名称

基本配置 物理机械性能 标准

实测三元乙丙胶 100

拉伸强度（Mpa） 158

氧化锌 5

扯断伸长率（％） 264

三氧化二睇 5

永久变形（％） 4

防老剂2246 05

硬度（邵氏） 75

高耐磨碳黑 70

撕裂强度（KN/m)

海泊隆-20 5

脆性温度 DCP 4

合计 1795

硫化条件：160℃×30′混炼工艺：混炼胶→（45℃以下）→填料→软化剂→氧化锌→三氧化二睇→防老剂→DCP→薄通十次下片。用途和性能：用于磁粉轴封、胶圈。可在-50~+150℃下长期工作，用来密封粒度为97μ以下的金属粉，工作轴起动，换向灵活，密封性良好，满足使用。该胶料耐磨性高、耐热和弹性优良。

硬度80三元乙丙橡胶配方原材料名称

基本配置 物理机械性能 标准

实测三元乙丙胶 100

拉伸强度（Mpa） 185

氧化锌 5

扯断伸长率（％） 150

硬脂酸 1

永久变形（％） 7

硫磺 05

硬度（邵氏） 80

高耐磨碳黑 70

撕裂强度（KN/m)

促进剂TT 15

促进剂DM 2

合计 180

硫化条件：160℃×30′混炼工艺：生胶→碳黑→氧化锌、促进剂→硫磺→硬脂酸→混炼后经十次薄通下片。用途和性能：温度：-35~+130℃，压力：10Kg/cm2 介质：耐H2S腐蚀。用于生产密封圈、垫片，耐酸、耐盐、耐辐射。

硬度82三元乙丙橡胶配方原材料名称

基本配置 物理机械性能 标准

实测三元乙丙胶 100

拉伸强度（Mpa） 204

高耐磨碳黑 80

扯断伸长率（％） 205

硬脂酸 05

永久变形（％） 3

氧化锌 5

硬度（邵氏） 82

氧化镁 5

撕裂强度（KN/m)

促进剂TMTD 15

脆性温度 -62

促进剂DM 05

100％顶伸强度MPa 85

硫磺 15

合计 194

硫化条件：160℃×30′骨架经过喷砂处理后，用并酮洗净，凉干，涂一薄层γ-氨基丙基三氧基硅烷，30分钟后在涂一遍，10分钟后包胶即可硫化。混炼工艺：生胶→碳黑→硫磺→硬脂酸→氧化锌→氧化镁→薄通下片。用途和性能：该胶料耐特种介质密封材料，胶辊静密封用“O”型圈，工作介质：耐N204无水肼。耐辐射、耐磨，与铝及不锈钢在介质中的结合强力>30KG/cm2工作温度:-40℃~120℃范围工作

天然橡胶（NR）是一种以顺-1，4-聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，其成分中91%～94%是橡胶烃（顺-1，4-聚异戊二烯），其余为蛋白质、脂肪酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用最广的通用橡胶。

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，是乙丙橡胶的一种，以EPDM（Ethylene Propylene Diene Monomer）表示，因其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异，可广泛用于汽车部件、建筑用防水材料、电线电缆护套、耐热胶管、胶带、汽车密封件等领域。

闻味道 两者差别很大。

乙丙橡胶系以单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡胶；以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得三元乙丙橡胶。乙丙橡胶分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，从而成为弹性体，由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙橡胶不但可以用硫黄硫化，同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性。

工业化生产的三元乙丙橡胶常用的第三单体有乙叉降冰片烯（ENB）、双环戊二烯（DCPD）、1，4-己二烯（HD）。第三单体技术又有新发展，国外研制出用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-辛二烯等作为三元乙丙橡胶的第三单体，使三元乙丙橡胶的性能有了新的提高。

三元乙丙橡胶中第三单体种类和含量对硫化速度、硫化橡胶的性能均有直接影响。其中，双环戊二烯（DCPD）作为第三单体，虽然价格较低，但此三元乙丙橡胶的硫化速度慢，难以与高不饱和度的二烯烃类橡胶并用；以乙叉降冰片烯（ENB）、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯等为第三单体的三元乙丙橡胶硫化速度快，前者已成为三元乙丙橡胶的主要品种。第三单体含量以碘值表示，三元乙丙橡胶的碘值一般为6-30，大多在15左右。碘值为6-10时，硫化速度慢，难与高不饱和橡胶并用；碘值为25-30时，为超高速硫化型，可用任何比例与高不饱和二烯烃橡胶并用。因此三元乙丙橡胶在与其他橡胶并用时，应注意选择适宜的三元乙丙橡胶品种。

已知三元乙丙橡胶所含第三单体的种类，炭黑填充时，硫化体系对硫化速度由快到慢的顺序如下：1硫黄硫化体系：⑴乙叉降冰片烯，⑵1，4-己二烯，⑶双环戊二烯；2过氧化物硫化体系：⑴双环戊二烯，⑵乙叉降冰片烯，⑶1，4-己二烯。

选用含乙叉降冰片烯为第三单体的三元乙丙橡胶，其硫化橡胶则具有较高的耐热性和拉伸强度以及较小的压缩永久变形；而含双环戊二烯（DCPD）为第三单体的三元乙丙橡胶，成本较低，耐臭氧性较高，制品有臭味；含1，4-己二烯的三元乙丙橡胶不易焦烧，硫化后压缩永久变形较小。

乙丙橡胶聚合分子结构中，乙烯/丙烯含量比对乙丙橡胶生胶和混炼胶性能及工艺性均有直接影响。应用时，可并用2-3种乙烯/丙烯含量比不同的乙丙橡胶以满足不同的性能要求。一般认为乙烯含量控制在60%左右，才能获得较好的加工性和硫化胶性能；丙烯含量较高时，对乙丙橡胶的低温性能有所改善；乙烯含量较高时，易挤出，挤出表面光滑，挤出件停放后不易变形。

乙丙橡胶的重均分子量为20万-40万，数均分子量为5万-15万，粘均分子量10万-30万。重均分子量与门尼粘度密切相关。乙丙橡胶门尼粘度值[ML（1+4）100℃]为25-90，高门尼值105-110也有不少的品种。随着门尼值的提高，填充量能也提高，但加工性能变差；其硫化后的乙丙橡胶的拉伸强度、回弹性均有提高。乙丙橡胶分子量分布指数一般为3-5，大多在3左右。分子量分布宽的乙丙橡胶具有较好的开炼机混炼性和压延性。已研制出分子量采用双峰分布形式的三元乙丙橡胶，即在低分子量部分再出现一个较窄的峰，并减少极低分子量部分，此种三元乙丙橡胶既提高了物理机械性能，有良好的挤出后的挺性，又保证了良好的流动性及发泡率。

EPDM的气味问题

近来有不少销售精英询问关于EPDM的气味问题，技术君认为EPDM作为一种橡胶制品，有不同程度的特殊气味，是非常正常的。所以呢，当大家被质疑场地气味的时候，先别快速下定论，得仔细闻闻究竟是一种怎样的味道。当然啦，随着大家环保意识的提升，减少橡胶制品理所当然成为了一种“必要”任务。

A）EPDM是谁？

首先我们先认识一下EPDM是何方神圣。

EPDM的中文名字:三元乙丙橡胶。这个名字很传神，基本把“他是谁”这个问题解决了。三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量二烯烃的三元共聚物。他具有非常多的优点，耐热老化、耐天候老化，耐臭氧、耐化学介质和耐水性能。因为这一堆优点，EPDM相当广泛地应用到各个行业，我们的体育运动场地只是他的一个新“客户”，他目前最大的“客户”可是汽车行业。

B）EPDM怎么造出来？

EPDM怎么从乙烯、丙烯和少量二烯烃合成原胶这个过程比较复杂，牵涉大量的化学方程式以及化工“瓶瓶罐罐”，我们暂时就不细说了，只要记住原胶就是乙烯、丙烯和少量二烯烃在特定催化剂催化下合成的。

什么是EPDM的橡胶配合剂？这就和我们的PU，硅PU塑胶运动场地是类似的。我们的PU，硅PU，除了最重要的原材料异氰酸酯和聚醚多元醇之外，还有一些起其它功能的辅料，如中长链氯化石蜡，粉料，抗紫外剂等等。

这里的EPDM配合剂也是一个类似的概念，促进剂，硫化剂，无机填料，橡胶油等。

一切都齐了，我们可以说说，EPDM的气味来源了。

C）气味君来自何方？

a）原胶

正如化妆品有三六九等，有娇兰，迪奥，SK-II，也有MAC，兰蔻，也有大宝。EPDM原胶这个也有三六九等。

某些厂家的技术较为陈旧，采用的的是传统纳塔-齐格勒这种六十年前的工艺，由于催化效率较低，工艺过程需要脱除残留催化剂，脱除步骤包括但不限于催化剂残渣的冷却和洗涤，溶液的气提和产品的干燥，但无论怎么样，这个技术合成的原胶气味就会比较大了。而某些厂家采用的是新型的茂金属技术，催化效率很高，产物中残留的催化剂极少，不必脱出，气味也小。

b）填料

EPDM的混炼也需要到填料，一般来说是炭黑和无机填料。无机填料这哥们成分单一，性质稳定，不易产生特殊气味。而另一个炭黑，相信大家都知道他有多复杂了，是一个惹事的家伙。

炭黑由90~99%的碳原素组成，其余有氢、氧及由它们组成的各种官能团，还有少量结合硫及其它杂质，其杂质包含硫，灰分，焦油和水。炭黑的气味和他合成的方式紧密相关，以重油为原料采用油炉法生产的炭黑气味大于以天然气原料的。因为炭黑表面吸附有多环芳烃，但吸附十分牢固，这是炭黑气味的主要来源。

c）橡胶油

一般来说，EPDM采用的橡胶油有高芳烃油，芳烃油，环烷油和石蜡基油。一般来说，高芳烃油的气味远远大于其余两者，但也是使用量最小的一种，除了气味，还因为其耐黄变极差的表现。

d）硫化

硫化是EPDM有气味的另一个主要来源。常用的硫化体系有硫磺和过氧化物2种，硫磺硫化的产品常用于耐热性要求较低的场合，一般小于120℃，而过氧化物硫化的产品具有更好的耐热性能，可以用于使用温度更高的场所，通常是小于150℃。

常用的过氧化物硫化剂DCP(过氧化二异丙苯)，它的硫化胶性能良好，正是因为有严重的特殊气味使其应用范围受到很大限制。近来俗称无味DCP(BIPB-40C)获得了更广泛的应用，尽管使用它硫化的产品气味已大大减轻，但仍有轻微的异味。

e）加工工艺

为了减轻产品中残留的气味，现在越来越多厂家使用特殊的加工工艺来减轻和消除制品中残留的气味，常用的有以下2种。

二次硫化工艺是EPDM橡胶常用的一种加工工艺，对采用过氧化物硫化的胶料来说更是必需。它是指已完成模压硫化的产品继续在烤箱中于规定的高温，常压下经过一定的时间，可以进一步加深橡胶产品的硫化程度，稳定交联键，提高胶料的耐热性能，同时也可以减少橡胶中的易挥发物质的含量，对减轻产品的气味也有显著效果。

第二种为水煮，尤其是以一些以水为工作介质的制品。因为EPDM具有良好的耐水性，不会对产品性能产生不利影响。一般的工艺是将产品浸入水中煮沸半小时，就可以取得满意的除味效果。因此，在多雨潮湿的天气下，也会有助于EPDM颗粒气味的清除。

技术君知道EPDM的气味问题是一个容易感知，在实际生产中也常常因此导致客户报怨的问题，但是缺少明确的界定和试验方法，不容易量化研究。最理想的橡胶制品是没有气味，限于各种原因还难以做到，但是通过材料的选用和适当的加工工艺，仍然可以降低制品的气味，得到气味很小的制品。

如何降低EPDM产品气味问题

摘要

通过对EPDM橡胶中常用材料气味的分析,指出各种材料因品种和制法的不同,材料本身也具有大小不同的气味。

◇EPDM橡胶以茂金属催化技术,填充无色石蜡油的品种气味最小。

◇炭黑则是采用天然气为原料的品种或无机填料(硅土)气味最小。

◇使用过氧化物硫化剂的产品气味最大,硫磺硫化体系的气味较小,使用综合促进剂的气味最小。

◇通过二次硫化可以使制品中残留的气味降低。

一,前言

三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量二烯烃的三元共聚物,具有优异的耐热老化、耐天候老化,耐臭氧、耐化学介质和耐水性能,广泛用于制造汽车和家电行业的许多橡胶零件。橡胶材料是许多种材料组成的,一般的橡胶制品都会有不同程度的特殊气味,随着人们健康和环保意识的增强,许多场合使用的橡胶配件都要求没有气味,本工作就研究如何减轻和消除EPDM橡胶制品的特殊气味。

二,实验材料与方法

21试验材料

EPDM K778Z, 2340A 朗盛公司产品;EPDM KEP350,韩国锦湖公司产品;3092PM 日本三井化学;N330 江西黑猫炭黑公司产;N550 辽滨炭黑公司产;天然气半补强炭黑,新疆克拉码依炭黑厂产;喷雾炭黑,抚顺炭黑厂产;石蜡油PM-100 广州大港石油科技有限公司产;过氧化物硫化剂BIPB-40P 台湾SOVMER公司产;其余助剂为一般市售工业品。

22 评价方法

气味评价:采用人工鼻嗅对比,评价采用5分制打分的方式进行,各分值意义为:1分——察觉不到;2分——轻微的强度,用力嗅能察觉;3分——中等强度,能够直接察觉到,4分——强度较大,能忍受;5分——强度很大,难以忍受。

三,结果与讨论

31橡胶材料的影响

选取市场上常用的几种同牌号的EPDM材料,解开外包装后,人工鼻嗅评价生胶的气味程度。结果见表1。

表1 不同生胶的气味

橡胶品牌 气味分值

K778Z 2

2340A 2

KEP350 3

KEP901 4

3092M 1

3072EM 1

从对比结果看,EPDM橡胶本身有程度不同的气味,不同厂家的EPDM材料本身存在较大的差距,宣称采用茂金属催化技术的三井化学MITSUI的3092M和3072EM(充油40phr)几乎无味;

朗盛的K778Z和2340A稍有气味,而绵湖KUMHO的KEP350气味较重,其中KEP901(充油100phr)气味最重。分析原因可能是不同公司制造工艺和材料的不同导致橡胶中残留的有机挥发份不同,朗盛和锦湖公司的EPDM采用的是传统的齐格勒-纳塔催化合成技术,由于催化效率较低,工艺过程需要脱除残留催化剂[1]。而新型的茂金属催化剂用量很少,催化效率很高,产物中残留的催化剂极少,不必脱出,这种生产方法省去了许多生产步骤,其中包括催化剂残渣的冷却和洗涤,溶液的气提和产品的干燥,新方法生产的产品是无色透明体,说明它纯度高[2],因此产生气味的易挥发成份也少,气味最小。

锦湖公司生产的KEP901填充的是普通石蜡油,不但气味重,而且颜色为较深的**,有研究表明,此类填充普通石蜡油的EPDM制品,在紫外线照射下,也更容易变色,在制做浅色制品时耐黄变性能不如填充无色石蜡油的品种[3]

32补强填充材料的影响

EPDM材料常用的主要是碳黑和无机填料两大类,一般来说,无机填料的成分单一,性质稳定,不易产生特殊气味,如硅土SD-25、SD-30; 而炭黑则比较复杂,需要重点讨论。 碳黑由90~99%的碳原素组成,其余有氢、氧及由它们组成的各种官能团,还有少量结合硫及其它杂质,其杂质包含硫,灰分,焦油和水[4]。因为碳黑不同的制造工艺,不同牌号的碳黑气味表现也不相同。选取常用的几种碳黑人工鼻嗅评价碳黑的气味程度。结果见表2。

表2 不同品种炭黑的原料和制法

碳黑品种 气味分值 制造原料 制造方法

N330 1 重油 油炉法

N550 1 重油 油炉法

新疆天然气半补强 1 天然气 气炉法

N990 1 天然气 热裂解

喷雾炭黑 3 不明 类似油炉法

从几种实际对比的炭黑看,除一种喷雾炭黑的气味较大外,其它常用品种的炭黑基本无味说明炭黑的气味和原料及制造方法关系很大,以重油为原料采用油炉法生产的炭黑气味大于以天然气原料的。因为炭黑表面吸附有多环芳烃,但吸附十分牢固[4],这可能是炭黑气味的来源。实际检测也表明,常用炭黑中都含有微量的多环芳烃,而以天然气为原料的炭黑品种的多环芳烃(PAHAs)的含量较小,测试结果见表3

表3 不同品种炭黑中的多环芳烃含量(ppm)

炭黑品种 16种多环芳烃的总含量

N330 169

N550 237

天然气半补强炭黑 101

应该说明的是,欧盟已颁布有2005/69/EC指令,针对的就是制品中多环芳烃(PAHs)的含量。橡胶产品的气味太大,也反应存在多环芳烃(PAHs)含量高的风险。

33软化剂的影响

橡胶填充油按ASTM D2226标准可分为高芳烃油,芳烃油,环烷油和石蜡基油。

其中高芳烃油和芳烃油含有较高的极性化合物,用其填充的胶料有很好的加工性,拉伸强度,扯断伸长率和撕裂性,缺点是产品存在污染、弹性较低、低温性能差。

芳烃含量是充油胶对油的质量指标中最重要的一项,它的高低影响产品的黄变稳定度:芳烃含量赿低,产品变黄速度赿慢,品质赿高。高芳烃油中含有多种多环芳香烃PAHs,因此也会有较严重的特殊气味,不过这类油品的极性大,在非极性的EPDM中不会使用。

环烷油的沥青质和极性化合物的含量较低,与橡胶也有较好的共混性,且为非污染型,用其制备的充油橡胶颜色稳定,弹性更优,可以用于EPDM。

石蜡基油的饱和烃含量最高,与EPDM橡胶的共混性很好 ,在EPDM橡胶中使用广泛,因为制造工艺的不同,不同牌号的石蜡油气味表现也不一样,各种EPDM常用的软化剂的气味对比如表4:

表4 不同软化剂的气味对比

软化剂品种 气味分值

石蜡油2500 2

石蜡油PM-100 2

环烷油NM-100 2

芳烃油AM-18 3

此外,橡胶中也常常用到各种树脂类的软化剂,固马隆树脂,石油树脂等常常会有比上述填充油大得多的气味,也会加重最终制品的气味,尽管使用它可以得到优良的物理机械性能,在有气味要求的制品中也不宜使用。

34硫化体系的影响

EPDM常用的硫化体系有硫磺和过氧化物2种,硫磺硫化的产品常用于耐热性要求较低的场合,一般小于120℃,而过氧化物硫化的产品具有更好的耐热性能,可以用于使用温度更高的场所,通常是小于150℃。

常用的过氧化物硫化剂DCP(过氧化二异丙苯),它的硫化胶性能良好,正是因为有严重的特殊气味使其应用范围受到很大限制,近来俗称无味DCP(BIPB-40C)获得了更广泛的应用,尽管使用它硫化的产品气味已大大减轻,但仍有轻微的异味,评定其气味分值为3,仍达不到硫磺硫化产品的气味水平,其分值为2,使用不同硫化体系胶料的气味对比表5:

表5 不同硫化剂产生的气味对比

硫化剂品种 气味分值

DCP 5

F90 3

硫磺+TT,M,DM,CZ 2

硫磺+EP33-75GE 2

35加工工艺的影响

为了减轻产品中残留的气味,可以使用特殊的加工工艺来减轻和消除制品中残留的气味,常用的有以下2种。

351二次硫化

二次硫化工艺是EPDM橡胶常用的一种加工工艺,对采用过氧化物硫化的胶料来说更是必需。它是指已完成模压硫化的产品继续在烤箱中于规定的高温,常压下经过一定的时间,可以进一步加深橡胶产品的硫化程度,稳定交联键,提高胶料的耐热性能,同时也可以减少橡胶中的易挥发物质的含量,对减轻产品的气味也有显著效果。相同配方的产品采用一次和二次硫化工艺后的气味对比如表3,二次硫化工艺条件为:150℃3h

表3 不同硫化体系及硫化工艺所得产品的气味比较

硫化剂品种 一次硫化气味分值 二次硫化气味分值

DCP 5 3

BIPB-40C 3 2

硫磺+TT,M,DM,CZ 2 1

硫磺+EP33-75GE 2 1

从实际对比效果来看,经过二次硫化的产品气味可以降低,硫磺硫化体系的气味分值可以降低1级,而采用过氧化物硫化的产品,效果明显,气味分值可以降低2分,分析其原因是过氧化物的分解温度较高,时间较长,只有足够的反应温度和时间,才能保证充分分解,并且分解产物尽量挥发。二次硫化时间越长,气味残留越少,制品也更接近无味。

351水煮

对于EPDM橡胶,也可以使用水煮的方法来降低制品中残留的气味,有比较明显的效果,特别是一些以水为工作介质的制品,例如进水,排水管等特别适合使用这种处理方式,既可以去除气味,又对产品有清洗作用。因为EPDM具有良好的耐水性,不会对产品性能产生不利影响。一般的工艺是将产品浸入水中煮沸半小时,就可以取得满意的除味效果。水煮沸的方法因为温度较低,不适于处理过氧化物硫化的产品。

四,结语

橡胶制品的气味问题是一个容易感知,在实际生产中也常常因此导致客户报怨,但是缺少明确的界定和试验方法,不容易量化研究,一般理想的橡胶制品是没有气味,限于各种原因还难以做到,但是通过材料的选用和适当的加工工艺,仍然可以降低制品的气味,得到气味很小甚至是无味的制品。

从两者的不同点进行区分，具体如下：

一、两者的用途不同：

1、三元

乙丙橡胶

的用途：乙丙橡胶的用途十分广泛，可以作为轮胎侧、

胶条

和

内胎

以及汽车的零部件，还可以作电线、电缆包皮及高压、超高压

绝缘材料

。还可制造及鞋、

卫生用品

等浅色制品。工业上通常说的本色是指黑色。

2、

丁腈橡胶

的用途：广泛应用于制造各种耐油像胶制品，如0型圈、塾圈、软管以及燃料箱

衬胶

、印刷滚筒、

油罐

衬里、绝缘地面塾板、耐油鞋底、

硬橡胶

零件、织物涂层、

管螺纹

保护层、泵的叶轮以及电线包皮、胶粘剂、

食品包装

用薄膜、

橡胶手套

等领域。

二、两者的特性不同：

1、

三元乙丙橡胶

的特性：

（1）性价比高，

生胶

密度只有086～090g/cm3，是生胶密度最轻的常用橡胶；且可大量填充以降低

胶料

成本。

（2）优异的耐老化特性，耐

天候

、耐臭氧、耐日光、耐热、耐水、耐水蒸气、耐紫外线、耐辐射等老化性能，在与其他不饱和的二烯类橡胶如NR、SBR、BR、NBR、和CR等并用时，EPDM可起到高分子

抗氧剂

或

防老剂

的作用。

（3）优异的耐

化学药品

特性，耐酸、碱、洗涤剂、动植物油、醇、酮等；杰出的耐水、耐

过热水

、耐水蒸气性能；耐极性油性能。

2、丁腈橡胶的特性：

NBR具有优异的

耐油性

。丁二稀单体可共聚成顺式、反式和1,2-焼基三种不同的链结构。典型的NBR结构中反式占约78%。由于NBR

分子链

结构中含有

氰基

，耐油性优于

天然橡胶

、

氯丁橡胶

和

丁苯橡胶

。

与其他橡胶相比NBR有更宽域的使用温度,它的长期使用温度为120℃，同时NBR具有良好的耐

低温性能

,最低

玻璃化温度

可达-55℃。

三、两者的成分不同：

1、三元乙丙橡胶的成分：乙烯、丙烯以及

非共轭二烯烃

。

2、丁腈橡胶的成分：

丁二烯

和

丙烯腈

。

-三元乙丙橡胶

-

三元乙丙胶

-丁腈橡胶