论文摘要
本文研究了三元乙丙橡胶(EPDM)和氯化聚乙烯(CPE)并用胶料的配方设计和应用性能,包括EPDM/CPE并用比、硫化体系、补强体系、软化剂、防老剂,硫化时间等对EPDM/CPE共混硫化胶的物理机械性能、耐热空气老化性能、永久变形等性能的影响,利用电子扫描电镜(SEM)观察了共混硫化胶的拉伸断面形貌,分析了其内部共混胶料的相态结构。研究表明,在EPDM中并用一定量的CPE,有助于改善EPDM的物理机械性能、耐热空气老化性能和扯断永久变形性能。经力学性能测试和SEM观察分析,当EPDM/CPE=70/30时,共混胶料相态均匀,硫化胶的综合性能最好。在所研究的补强体系中,选择快压出炭黑N550,其粒子表面比较光滑,结构性高,对EPDM/CPE共混胶的补强效果好。但过量的炭黑容易形成聚集体,降低共混胶的力学性能。在本研究中,适宜用量为50份。随硫化时间的增加,过氧化物硫化胶的硬度和拉伸强度增加,扯断伸长率和永久变形下降。复合交联硫化胶的硬度增大,拉伸强度先增大后降低,永久变形降低。当EPDM/CPE共混胶在压力10MPa,温度150℃的条件下硫化10min时,其硫化胶的综合性能最好。在所研究的防老剂中,RD与MB并用时,耐热防护效果显著。在RD用量为2.0份,MB用量为1.0份时,对EPDM/CPE共混胶的防护效果较好。在所研究的软化剂中,石蜡油与DBP并用时,软化和增塑效果明显,同时由于DBP与EPDM的相容性不是很好,有轻微喷出的特点,可提高胶管的脱模性和外观光亮度。但DBP用量不宜过多,研究表明在石蜡油/DBP=5/3时,软化效果最佳。在过氧化物硫化体系中,采用DCP做为硫化剂,同时加入助硫化剂TAIC,能够明显提高胶料的物理机械性能,改善耐热空气老化性能。当DCP用量为4.0份,TAIC用量为1.0份时,对EPDM/CPE共混胶的硫化效果最好。利用正交设计助手软件设计正交实验,根据实验结果得到过氧化物硫化体系各参数的最佳组合为A3B3C1D1,即:EPDM/CPE= 70/30;DCP用量为4phr; N550用量为50phr;硫化时间为10min。由此确定出采用过氧化物硫化的最佳胶料配方为:EPDM/CPE 70/30, DCP 4.0, N550 50, TAIC 1.0, RD 2.0, MB 1.0, CTP 0.3, ZnO 3.0, MgO 5.0,硬脂酸1.0,古马隆树脂2.0,石蜡油5.0, DBP 3.0。硫化条件为:压力10MPa,温度150℃,时间10min。最佳配方的过氧化物硫化胶和复合硫化胶的物理机械性都优于纯EPDM。与过氧化物硫化胶相比,复合交联硫化胶的拉伸强度和扯断伸长率更高,但扯断永久变形也更大,且耐热空气老化性能较差。两种硫化胶在力学性能和耐热空气老化性能上各有所长。对此,可通过对EPDM/CPE采用新的合理的配方设计和加工工艺,实现EPDM/CPE的复合交联,更好地解决硫化胶的力学性能与耐老化性能之间的矛盾,进一步改善EPDM/CPE硫化胶的综合性能,本文对此进行了初步探讨,尚有待于开展进一步的研究。
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标签：并用胶论文; 共混论文; 力学性能论文; 耐热空气老化性能论文; 永久变形论文;