三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和少量的非共軛二烯烴的共聚物,是乙丙橡膠的一種,以EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)表示,因其主鏈?zhǔn)怯苫瘜W(xué)穩(wěn)定的飽和烴組成,只在側(cè)鏈中含有不飽和雙鍵,故其耐臭氧、耐熱、耐候等耐老化性能優(yōu)異,可廣泛用于汽車部件、建筑用防水材料、電線電纜護(hù)套、耐熱膠管、膠帶、汽車密封件等領(lǐng)域。
EPDM中文名:三元乙丙橡膠[1] 英文全稱:Ethylene-Propylene-Diene Monomer(簡稱:EPDM)
三元乙丙橡膠介紹
三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯以及非共軛二烯烴的三元共聚物,1963年開始商業(yè)化生產(chǎn)。每年*的消費(fèi)量是80萬噸。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(PA66)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。
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。另一個不飽和的不會成為聚合物主鏈,只會成為邊側(cè)鏈。三元乙丙的主要聚合物鏈?zhǔn)?飽和的。這個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)上是無極性的,對極性溶液和化學(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)過程中,通過改變?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。
EPDM第三單體的選擇
第三二烯烴類型的單體是通過乙烯和丙烯的共聚,在聚合物中產(chǎn)生不飽和,以便實現(xiàn)硫化。第三單體的選擇必須滿足以下要求:
zui多兩鍵:一個可聚合,一個可硫化
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
目前工業(yè)化生產(chǎn)三元乙丙橡膠用第三單體只有如下三種:
乙叉降*烯(ENB)
雙環(huán)戊二烯(DCPD)
1,4-己二烯(HD)
CH3-CH=CH-CH2-CH=CH2
(此種單體目前只有美國Du Pont公司一家使用)
二烯烴類型和含量對聚合物特性的影響
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
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,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。