原位改性三元乙丙橡胶炭黑混炼胶与天然橡胶共混胶的性能.ppt

周 宇 10080502210008 2010年硕士研究生专题讨论 原位改性三元乙丙橡胶炭黑混炼胶与天然 橡胶共混胶的性能 合成橡胶工业，2008-07-15，31（4）：281 285 background v在天然橡胶(NR)与三元乙丙橡胶(EPDM )共 混胶中，NR与EPDM的主要差别在于不饱和 度及对硫黄硫化体系的反应活性。硫化过程 中硫化剂向着硫化活性较高的NR相迁移， EPDM相难以得到足够的交联。因而本文主 要着眼于使NR与EPDM达到近乎相近的硫化 速度，并且使两者产生共硫化，从而可以提 高NR/EPDM共混胶的综合性能。 相关研究 v使用过氧化物与硫黄的复合硫化体系已使 NR/EPDM共混胶具有了较好的综合性能。通 过对EPDM的化学改性，添加第3组分作相容 剂，对EPDM进行预处理等方法均可以提高 NR/EPDM共混胶的物理机械性能。 中心思想 v在本文中利用偶联剂既能作为炭黑的表面处理剂、 又能作为橡胶硫化剂的特点，对EPDM炭黑混炼胶 进行原位改性，目的是在增强炭黑与EPDM亲和力 的同时，使偶联剂在高温下游离出能与EPDM中的 二烯单元反应的活性硫，以使EPDM能够生成硫化 反应的中间产物甚至形成交联键。将原位改性后的 EPDM炭黑混炼胶与NR并用时，由于EPDM与炭黑 的亲和力增强，炭黑在硫化过程中的迁移得到控制; 偶联剂与EPDM的活性反应可以改善EPDM炭黑混 炼胶与NR的共硫化性，使共混胶形成更多的两相界 面间交联，进而达到改善NR/EPDM共混胶物理机 械性能的目的。 基本配方 vEPDM炭黑混炼胶 EPDM100份(质量下同)，高耐 磨炉黑40份,氧化锌5.0份,硬脂酸2.0份，偶联剂Si- 69 3.0份。 vNR炭黑混炼胶 NR100份,高耐磨炉黑40份，氧化 锌5. 0份，硬脂酸2.0份。 vNR/EPDM共混胶 NR/EPDM 100份，高耐磨炉黑 40份，氧化锌5.0份，硬脂酸2.0份,不溶性硫黄2.0 份,促进剂CZ1.0份,偶联剂Si-69的用量随NR/EPDM 共混比的变化而改变。 制备工艺 v炭黑混炼胶：用常规方法分别制备NR和EPDM炭黑 混炼胶。 vEPDM炭黑混炼胶的原位改性：将一定量EPDM混 炼胶置于加工性能测试仪中(转子转速为40 r/min) ,160下处理5 min制得原位改性EPDM炭黑混炼胶 。 vNR/EPDM共混胶：将NR和EPDM炭黑混炼胶及原 位改性的EPDM炭黑混炼胶分别按一定比例混合， 按配方制备各种NR/EPDM共混胶。 v共混胶的硫化：将NR/EPDM共混胶停放24 h后， 在平板硫化机上于160硫化制样。 结果与讨论 1 EPDM炭黑混炼胶的硫化特性 2 未改性EPDM炭黑混炼胶与NR 共混胶的性能 v2.1 硫化特性 2.2 物理机械性能 3 原位改性EPDM炭黑混炼胶与 NR共混胶的性能 3.1 硫化特性 3.2 物理机械性能 4 DMA 5 表面形态分析 6 SEM分析 结 论 va)用偶联剂Si一69改性的EPDM炭黑混炼胶在高温 下的一定时间内不会发生深度的交联反应，且在高 温混炼过程中以Si - 69与炭黑间的反应为主。 v b)由于NR与EPDM存在硫化不相容性，用硫黄硫化 体系硫化NR/EPDM共混胶的物理机械性能较差;而 将EPDM炭黑混炼胶经原位改性后，由于硫化剂和 炭黑在混炼和硫化过程中的迁移得到抑制，使共棍 胶的物理机械性能明显改善。 v c)改性后NR/EPDM为50/50的共混硫化胶具有更宽 的T:范围、更大的tan 8值及更宽的损耗峰，说明 NR与EPDM的硫化相容性得以提高。 v d)表面形态和SEM分析均表明，改性后的EPDM炭 黑混炼胶具有与NR更好的硫化相容性。 谢 谢！