[doc] 乙丙橡胶—氯磺化聚乙烯橡胶并用胶

[doc] 乙丙橡胶—氯磺化聚乙烯橡胶并用胶 乙丙橡胶—氯磺化聚乙烯橡胶并用胶 乙丙橡胶,氯磺化聚乙烯橡胶并用胶 S.Bhaurnik和K.K.Datta 1前言 乙丙橡胶(EPR)是一种饱和烃类橡 胶,焱所周知,它具有良好的电绝缘性,耐 电晕性以及耐热,光,氧和臭氧等基本特 性.这些特性在绝缘电线电缆腔料中得到了 应用.而氯磺化聚乙烯橡胶(CSP)是饱和 的含卤橡胶,它具有阻燃,耐化学腐蚀,耐 油,耐热和耐臭氧等特性.由于这些杰出的 技术优点,设种高聚物被用作特种电线电缆 的外护层胶料.然而两种橡胶的密度和价格 不同.为了研制兼有这些有用特性的新产 品,使其价格均衡,能够在电缆工业中利用, 于是已研究出了EPR和CSP的并用体 系,并通过一系列工艺实验,基本生得到验 证.,2I. 2实验 2.1材料 EPR(fl尼粘度ML(i+4)在100? 时为鲫,密度为0.S65)型号Dutra卜CO054 (意大利,Montedison)JCSP(门尼 粘度ML(I十)在IO0~C时为56,密度为 .18)型号Hypalon--$0t美国杜邦公 司). 胶. 2.2.1熔融并用法这种方法是将两种 橡胶在开炼机上,于3.?下充分混炼10分 钟.为了使其述到类似的受热和剪切历程, 要将这两种橡胶分别进行同样的处理. 2.2.2洛液并用法这种方法是将厕种 橡胶放在通用的溶液中溶胀2l小时,然后充 分搅拌.使其在溶液中达到并用.这两种橡 胶也要分别经过同样的处理. 2.5结构特性 2.3.1差热分析用MettlerTA3000 差热分析装置,测定EPR,CSP和EPR — CSP并用胶的玻璃化温度.该装置由一 台MettlerTC加温度程控器,Mettler DSG3O光电管和瑞士产打印机/绘图仪组 成.用铟制温度校准仪校正.用熔融并用胶试 祥进行分析.将试样从一00~G加热到25?, 加热速率是J2?/分.液氮作为冷却介质. 2.2并用胶的制鲁 由熔融法和溶液法,在EPR中分别加 入25%,50%和75%重量的CsP剃备并用热圉 16?(总544) 缸窿(?) 固1EPR—aSP并用胺的DSC雉 从打印机/绘图仪上得到差热图和玻璃化温 度的测试结果. 2.3.2红外分析按ASTMD 367—78:进行.用一台SimadzuIR 420红外分光光度计来测定这两种胶和并用 胶的IR光谱.悔溶液并甩法的试样压成薄 片进行红外分析.c 仙.o’. 冀i事 谴散(cm叫) ‘匮2EP.R—CSP并用胶的1光谱 街’’.l... :0.一--.: 2.3.3特性粘虞按As.M标准D I6O卜一珊.方法(二硫化碳,温度2,?) 铡定这两种臃和井用胶盼特性粘度,涪液并 用法试样按同样方法测试. 旦 尊 基 球 CSP() 圈5EP’R—CsP并用胶的特性牯度 2.4加工性偿测定 2..1布拉本德粘度用一台PLE330 拉本德塑度记录仪和N5OH混炼测试头测 定布拉本德粘度.混炼仪象75ml容量的密 炼机一样,有凸型转予.转矩计配有马达. 从记录仪上,可得到扭矩一时同衄线.扭矩 一 时问曲线图上的平衡力矩值就是布拉本德 粘度.用熔融并用胶试样按60,工oO,I40~C 温度,转子转速30rpm下进行测试. . CSP() 围4不同温度下EPR—CSP并用胺 的布拉本德牯度 2.4.2硫化特性将熔下EPR—CSP并再肢 的龠娩时闻 2.5密度 按AsTM标准D一c方法,在 牡?下,殛I定最佳硫纯的模压试样的密度. 1 ?’ 2一机槭性能 2.B.I硬度按ASTM标准D22D一 75方法,在28?下,测定模压试样的硬 度.. 2.6.2拉伸性能按AsTM标准D -s?(总56) 日 Z 勰 糕 CSP(): 墨6不商?度下EPR—CSP并用胺 的有效桔度. d】2—8O”方法..在28?’F,毂I定拉仲强度 和扯断伸长率.拉伸试验由搂压试片中裁 剪. 2.7体积电阻率 -一 按A?标准D:57一方法?在 23?下.用Hewlett--Packarol4329A高皂 阻仪和IGOOSA电阻率光电管测定模压试样 的体积电阻率. 3结果’与讨论 EPR,CSP以及它们的并用胶的玻 璃化温度可从打印机/绘图仪上的差热图上 获得,如图I所示.当试祥的玻璃化温度开 始转化时,就可在一55和一2O?分别观察到 EPR和SP的单个玻璃化温度.另一方 面,可观察到所有并用胶和相应的组份胶两 种不同的玻璃化温度:逮些结果明EPR, CSP在所有并用胶中保持它们各自的存 在. EPR,eSP及它们并用胶的1R光 谱是在t400--540cmI1的波数范围内,如图 2所示.从单一成份到它们的并用胶,都有 一 个在有规则地变化的特征吸收峰.在并用 腔光谱中,所观察到的组份橡胶的特征吸收 蜂却没有漂移点.这也证明EPR,CSP 在所有并用胶中完全保持其各自的本性 图3表示,特性牯度作为并用睃组成的 一 种函数.业已看出,随EPR中CSP含量 的增加,其特性粘度值额外地下降.这表明虽 然EPR的分子比CSP大,但它们在所有 并用过程中,是按稀溶液均匀混合的. 圉表示,布拉本德粘度作为各种温度 下并用胶组成的函数.面以看出,牯度值作 为并用胶组成的函激会拥和性地变化,随温 度撩和地精甥性.遽襄辨’1这两种聚合物 熔体在高温下混台更均匀. 从布拉本德塑性记录仪得封弊麴的硫化 出l哥.图5从曲线上得t— HMB=最小扭矩 XMX=最大扭矩J vTR=硫化对间(9的最大扭矩), MR=(MX—MB)=.净模量, T VR=(MR—MV)/(TR— V)=硫化速度. 喜 酱 ;蓉 CSP() ll宙8不同涅度下EPR,CSP并用胶 的硫化时闻 胶料的有效粘度<最小扭矩)作为并用 胶组成舯函数示予图6.可以看ill,有效粘 度值髓并甩胶械份的变化正象布拉本德粘 度(图4)一样加和性地受让.遮农明?.硫 化荆对并用胶的牯鹿一瞬份关系性方面没育 明显彰响.,, 图表示,在不同温度下舶焦烧时间怍为 并用胶组戚的函数0荀l以看出,.J5.,160, 170~C焦斑时问也随并甩愤中CSP禽量的 增加而增加.在所有并用胶中,如D?靛烧 时间几乎是相同的.可见,150,160.170”C 开始交联反应所需的诱导期是随并用胶中 CSP含量的增加而增加,而在180?时诱 导期几乎不受并用胶组成的影响. 商8表示,不同温度下硫化时间作为并 用胶组成的函数.可以看’出,在所有的测定 温度下,硫化时间随并用胶中CSP含量的 增加而增加j但增加的幅度随硫化温度从150 到jsO?的增加而减少.这表明,并用艘完成 90%交联反应所需的硫化时间是随CSP含 量的增加而增加.也就是说,所有并用胶中 CSP相网络的形成过程EEPR相慢. 图9表示在不同温度下,EPRCSP和 EPR—CSP并用胶的硫化速发甫觅,硫 化速度随并用胶中CSP含量的增加而加和 性地下降..这种现象袁明交联剂在两种聚? 物相中的分布是相似的,有助于两相的均衡 共硫化,而硫化速度的不同映证了前面CS 0 皂 甚 Z V 趟 嘲 槎 CSP() 橱9不同温度下EPR—CSP并用胺 的虢他速度 P相弼络的形成比EPR相幔的论点. 阻lO表示,各种温度下的净模量作为并 用胶组成的函数.可以看出,所有钧净模量 值在一个带状变化范围内下降,与温度无 关这表胡两种臻合物及其并用胶由变联丽 得到网络结{每的增强在全部温度范围几乎 是相类戗的. 箱 邑 瑚 驾 - 静 CSP() 图1O不同温度下EPR—CSP并用 胶的净模量 . .图袭示,密度数据(从无硫亿荆的压 缩熔融试祥申得到)作为并厣胶组成的萌 数.已查明,并用胶柏密度由体积膨胀公式 得到: 一土一!! p井甩瞳pEERPCsP 这里p井用牧,pEPR,pcsP分别表示并用胶, EPR,CSP的密度}WEPR,wc8P分别 袭示EPR,CSP的重星比值.表明两种 聚合物容积相位在并用胶中是叠加的图I1 也包古交联的成份及其并用胶的密度结果. 可看出,在这种情况下,密度值与并用胶 的组成呈线性关系,并得出下简易的平均 重量方程: p井用狡:pEPRWEPR+PC%PWcsr(2) 均匀交联后,由体积胀(公式!)的 密度一威份关系转变到平均重量C公式2) ?20?(总54s) 时,多半有较好的分子堆积密度 0 目 \ 毯 胡 , C母P() 强”.EP尽一GsPl并用艇触密度 图I2表示EPRCSP和EPR,C sP并甩胶最佳稚拙试样的硬度值,从图中 可看到协同鼓斑.逸丧嘲,在所有并用胶中 形成的结构好于它的单个成份. 龟 一 照 CSP() 图12EPR—CsP并用胶的硬度 图』3,j1分别表示,拉伸强度和扯断伸 长率作为并用胶组成的函数的结果.就拉伸 强度的结果来说,也可看剜协同效应.丽扯 断伸长率呈现一种叠加效应. 图I3,I4也分别襄示空气氧弹老化试样 【j27C,0.55MPa,2小时)的拉伸强度 和扯断伸长率的结果.两者都雕并用胶组成 中CSP含基的增加而增加,这表明,所有 并用胶?与单一成份一样,.有耐热性图船, I也钮括烘老化(70~C,10天)试样的拉 仲强度和扯断饰长率.结果表叨,拉伸强 有协同效应|而扯断伸长率则随并用胶组成 中CSP含量的增加而增加.就}0船酣挚肇弗 情况来看,并jIj胶也能象所希望的那样保持 其且偏离直线关系.这大概 是由于在所有并用胶中,有两个独立相存在, 产生与两个并联而不是串联电阻等效的一个 4结论 在EPR,esP并用胶中,差热分析 和红外光谱分析证实了在整个研究范围内, 成份的独立存在并能保持它们单独的特性. 由溶液粘度的测定则不能证实这种现象.虽 然各成份呈现其特性,但熔融并用胶一定是 均匀的.从硫化特性来看,己发现即使并用 胶成份有其独立性,但并用胶还是均衡共硫 化的,并获得相似的硫化网络结构.就结果 来看,并用胶的固态物理侄自B会因交联而受 影响,呈现叠加效应(密度和扯断伸长率), 或呈现协同效应(硬度和拉伸强度).从耐 热性试验来看,在加速老化的条件下,所有 并用胶是稳定的.电性能测试结果与从差热 分析和红外光谱分析得出的结果是一致的. 在全部组成范围内,该体系是有用的.在电线 电缆工业中,根据需要,在绝缘和/或外 护层膝科瞄i一可选择在?驵l成作为一种基厨 橡胶.? 附引用文献8篇(略) 译自PhsticsandRu55erProce- (总5蝴?2I? ^*刨霉酱v静盛鞋冲’u笞,_【 1使用现状 汽车用橡胶和弹性体 务川达彦 详见表I和表2. 裹1汽车现用橡肢和弹性体材料 一 键..甩鼯也{材料主妻性能 密封条【I,EPDM耐最性.耐臭氧性 ‘ 门窗密封条EPDM耐慎性,耐臭氧性 一 PVC成本低 供承技臂EPDM耐热性耐永性,耐臭氧性 动力转向腔管 胄声暴吊皋EPDM:耐热老化性,减撮性’ 等遗万商节护囊 l , 转向齿轮箱护套:1 l -----———,…——,----_——,-—…-——1—,一_ 车门门铽【盖 车门闩服盖 CR TP0 秉醋娄 TPE 耐臭氧性,耐疲劳性耐润瓣脂性 醅臭蕈性,耐寂劳佳,.耐箱滑脂性 耐热性,耐曲挠疲劳性 耐冲击性. 耐膏耗 ssingandApplication))Vo1. 】0,?】,5一针. ?;;?’慧丘5D) (夏为民译李宝年校) 赢 璩 一 啪一._