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相容剂对NBREPDM共混胶力学性能影响论文正文
1绪论
在当今的橡胶工业中,橡胶并用胶在众多领域的应用堪称不在话下,其中包括位居主要地位的轮胎领域。
但是,妨碍其推广应用的最大障碍,是混合的不均匀性和硫化剂的不相容性。
各橡胶组分的极性及不饱和程度的差异,使得这个问题更加突出,从而令并用胶性能的理想组合依然让人难以琢磨。
由于硫化剂和填料在各橡胶相中的溶解度不同,从而导致硫化剂和填料从极性较弱相迁移到极性较强相,造成并用胶性能难以把握。
因此,大部分橡胶并用体系均具有各橡胶相组分交联分布不均的特点,其结果就是造成界面交联不够充分[1]。
一般说来,EPDM与二烯橡胶如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)及丁腈橡胶(NBR)等并用,能显著提高所获得的硫化胶的抗臭氧性。
但是,据报导,这种硫化胶的物理性能和动态力学性能较差。
硫化剂和填料从EPDM扩散到极性强、不饱和含量高的二烯橡胶相,其驱动力恰恰在于EPDM的饱和主链(极性较弱),由于EPDM橡胶硫化慢(不饱和含量低)这一性质,硫化剂会在并用胶中其它二烯橡胶相的不饱和部位发生反应,并以较快的速度被消耗掉。
在极性不同的橡胶并用胶中,填料和硫化剂存在着浓度梯度,这又进一步导致硫化剂从极性较弱的EPDM相朝极性较强的橡胶相扩散。
显然,并用胶内的EPDM相即使延迟硫化,也仍然严重地硫化不足。
乙丙橡胶与其他橡胶并用在性能上可互补并改善工艺和降低成本。
但由于各种配合剂对不同高聚物的亲合能力各异,共硫化性又取决于各高聚物交联效率,不同高聚物并用共混不可能达到分子级相容,而是分相存在的不均体系。
配合剂的这种相间不均分配,对乙丙并用橡胶的性能有重大影响[2]。
1.1EPDM及NBR的发展现状
1.1.1EPDM的发展情况
EPDM是乙烯、丙烯及不饱和第3单体的共聚物,是一种高饱和度橡胶,具有优异的耐热、耐臭氧、耐酸碱、耐天候老化、抗疲劳、抗撕裂等性能,可以在-60℃~135℃条件下长期使用,广泛应用于汽车制造业、建筑业、电线电缆和聚合物改性等领域。
EPDM的硫化速度较慢,耐油性及粘合性较差,若使其与天然橡胶(NR),丁腈橡胶(NBR),丁基橡胶(IIR),甲基乙烯基硅橡胶(VMQ),氯磺化聚乙烯(CSM),氯丁橡胶(CR),氯化聚乙烯(CPE)等并用改性,可以很好地综合不同种类橡胶的优异性能,改善各自的不足。
一方面,EPDM可以改善其他胶种的耐热性、耐低温性、耐臭氧及耐水蒸气性能等;另一方面,又会使EPDM本身的加工性、耐油性和粘合性得到提高。
因此,EPDM与其他橡胶共混改性,可制造出许多具有优异性能的新材料[25]。
EPDM与NBR并用,可以很好地综合两种橡胶的优越性能,弥补各自的不足。
获得耐油、耐温、耐臭氧及耐天候老化性都很优良的新型材料,因而具有很好的开发前景。
同时,由于EPDM与NBR在极性及不饱和度方面存在着巨大的差异,又为研究橡胶并用相容性和共硫化理论提供了一种典型的模型,可以阐明橡胶并用过程中的许多基本问题,所以也引起了许多研究工作者的兴趣。
国内外有关EPDM/NBR并用胶的研究一直都很活跃,也取得了一定的研究成果[21-23]。
EPDM的改性方法主要有物理法和化学法两种。
EPDM较多的是通过物理共混进行改性,而机械共混是最主要的一种物理共混法。
它是把EPDM和其他橡胶或塑料,利用密炼机,开炼机或单、双螺杆挤出机,在高于并用组份玻璃化温度的条件下进行混合。
当今EPDM的共混改性研究的比较多,特别是与其他橡胶共混改性以及与塑料共混制备热塑性弹性体成为当今社会研究的一个热点。
EPDM是一种性能优异且广泛应用的特种橡胶。
随着当今世界对其材料性能要求越来越高,利用其优点与其他橡胶或塑料等材料共混的研究,改变材料的使用性能、加工性能以及降低成本,也变得越来越重要和有意义。
把EPDM与其他橡胶共混,一方面可以提高共混胶的物理机械性能,满足实际工程的需要;另一方面还可以扩展EPDM及其他橡胶的使用范围;同时加工性能得到改善,成本也有所降低。
而橡胶与塑料的共混制得热塑性弹性体在满足实际工程的同时,一方面使得塑料的韧性大大的增强,应用也更加广泛,另一方面热塑性弹性体可以直接挤出成型制造产品,这对现代社会提高工作效率,满足现代化大生产也有积极的促进作用。
EPDM与其它橡胶并用时,要充分考虑两胶种在不饱和度及相容性等方面的差异,选择适当的EPDM品种剧牌号。
通常,EPDM的硫化特性及力学性能受它的乙烯含量太小、分子量及分子量分布、第三单体的类型及含量等影响,从并用胶的最终使用性能要求及加工方法出发,选择EPDM的乙烯含量。
从并用胶的粘度匹配性和加工性能考虑,应对EPDM的分子量及分子量分布进行合理的选择;从并用胶的硫化匹配性要求出发。
要选择EPDM的第三单体的类型及含量。
此外,EPDM与其它胶种并用时,还要综合考虑不同胶种极性差异、表面张力差异等,考虑硫化体系,填充补强体系及并用加工设备、工艺的选择,以便更好地适应不同胶种间的相容性,硫化助剂分散匹配性及硫化速率匹配性。
从而控制并用胶的硫化条件及微观相结构,以便获得理想的择用材料。
1.1.2NBR的发展情况
NBR是丁二烯CH2=CH—CH=CH2和丙烯腈CH2=CH—CN(ACN)的共聚物,主要采用低温(5℃)乳液聚合。
可按丙烯腈含量及用途进行分类,也可根据门尼粘度、是否污染等分为不同的牌号。
其中氢化丁腈、粉末丁腈、丁腈热塑性弹性体和特种丁腈等高性能品种发展比较快。
NBR是碳链不饱和极性橡胶,具有链烯烃的反应活性,但由于ACN的强极性单元使NBR成为强极性橡胶。
NBR是耐油性优异的弹性体。
丁二烯单体可共聚成3种性质不同的链结构,即顺式、反式和l,2-乙烯基。
典型的NBR结构中反式占优势(约78%)。
由于NBR分子结构中含有腈基,因而具有优异的耐油性(如耐矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂)。
NBR的耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶。
NBR较其它橡胶有更宽域的使用温度,它能在120oC下长期使用。
NBR具有良好的耐低温性,玻璃化温度为-55℃。
NBR耐化学稳定性好,提高其结构中的丙烯腈含量使相对密度增大,则加工性能良好,硫化速度加快,拉伸强度提高,但回弹性下降,耐寒性劣化。
NBR中由于存在易被电场极化的腈基,因而降低了它的介电性能,属半导体橡胶。
NBR是1930年由德国Konrad和Thchunkur研制成功,于1937年由I.G.Farben公司首先实现了工业化生产,商品牌号为Perbunan。
美国1941年用德国的专利技术实现了NBR工业化生产,随后,GoodyearTire&Rubbet公司、FirestoneTire&Rubber也相继开发出NBR。
1947年前苏联开始生产NBR,加拿大于1948年也实现了NBR的工业化生产,日本开发的NBR使用的是美国B.F.Goodrich的技术。
NBR按丙烯腈含量的高低,可分为超高腈、高腈、中高腈、中腈、低腈5类。
生产方式有连续聚合法和间歇聚合法两种。
连续聚合法用于大生产量和少品种生产,消耗定额低;间歇聚合法适用于多品种和小批量生产,聚合釜数量少、公用工程消耗高,目前还看不出相互取代的趋势。
NBR虽有良好的物性和加工性能,但不能在高温(150℃)和酸性汽油环境中使用(不及丙烯酸酯橡胶和氟橡胶),为此德国Bayer公司、加拿大Polysar公司和日本Zeon公司先后开发成功具有特殊优异性能的氢化丁腈橡胶(HNBR)。
此外,各公司还开发了极超耐寒性NBR。
高纯度NBR以及用于印刷电路板的羧基丁腈橡胶(XNBR)等[42]。
NBR主要用于各种耐油及抗静电制品。
如耐油管、带、密封条、密封圈、油封、抗静电制品(如纺织皮辊、皮圈)、用于共混型热塑性弹性体(如NBR/PP)、改性PVC和用作胶粘剂等。
NBR具有优良的耐油性、良好的耐低温性和贮存稳定性以及对极性表面很好的粘附性,可用作胶粘剂。
但NBR胶粘剂的初粘性差、硫化时间长的难题有待解决。
NBR胶粘剂的粘接强度、耐湿热性能、耐老化性能等都还有待提高和改善。
同时,针对NBR改性树脂胶粘剂的施工工艺及其它性能,还需开发新型的液体NBR。
随着NBR胶粘剂应用领域的推广以及汽车工业的迅速发展,耐摩擦、耐磨损性能研究以及多功能化是NBR胶粘剂研究的主要方向。
两种或多种橡胶并用往往可以相互取长补短,获得所需要的使用性能、加工工艺性能或降低成本。
目前,国内外对两种或多种橡胶的并用研究异常活跃。
EPDM,NBR均为特种合成橡胶,都有着各自鲜明的优点。
EPDM具有高度的化学稳定性,优异的耐臭氧、耐天候老化性,耐热老化及电绝缘性。
NBR具有优异的耐油性、耐磨性。
将两种橡胶并用,既可以改善EPDM的粘结性、耐油性,又可提高NBR的耐臭氧老化性,耐天候老化及耐低温性能,大大拓宽了EPDM与NBR的应用范围。
通过对EPDM/NBR并用研究,制得了综合性能较好的胶料,同时也为其他饱和橡胶与不饱和橡胶共混,极性与非极性橡胶及极性差别较大橡胶的并用提供了可借鉴的经验。
NBR与EPDM并用(30份),可以提高并用橡胶的耐候性和耐热性,硫化胶的物理机械性能、耐热性、耐臭氧性、耐油性都与氯丁橡胶相当或稍优。
但由于两种胶的极性和不饱和度相差悬殊,为使其共硫化,需注意选择硫化促进剂的品种、用量和共混方法。
0.3份硫黄与促进剂CZ和TAR各1.5份的硫化体系可制得综合性能较好的胶料。
1.1.3EPDM/NBR并用情况
橡胶共混是一常用方法,目的是使硫化产品具有共混各弹性体组分所特有的物理性能。
大家知道,在高二烯橡胶中混入低不饱和橡胶如乙烯一丙烯一二烯橡胶(EPDM)能显著改善其耐臭氧性,但是其他一些重要性能因共混组分的不相容而降低。
这不仅是由于共混组分相容性差,更主要的是各组分硫化速率的不同而造成的。
NBR与EPDM共混时,由于除不饱和程度差别外二者的极性还不同,因而两者相容是极困难的,各相中交联不均很明显,未用硫黄硫化体系时更是如此,因为硫化剂在极性的不饱和NBR相溶解度很大[7]。
EPDM具有很高的化学稳定性,优异的耐臭氧、耐热老化、耐天候老化性及电绝缘性。
NBR具有优异的耐油、耐磨性。
两种橡胶并用,既可以改善EPDM的粘合性、耐油性,又可以提高NBR的耐臭氧老化性、耐天候老化及耐低温性能,这样EPDM和NBR的应用范围都大大拓宽。
马琳等人[33]在EPDM和NBR的并用上进行了研究。
研究结果表明:
选用硫化速率较快的ENB型碘值较高的EPDM类型,添加均匀剂R60,H501可有效改善EPDM/NBR共混胶的加工工艺性能,提高硫化速率,且对物理性能影响不大;采用DCP+硫黄/促进剂的硫化体系制得的EPDM/NBR共混胶有较好的耐焦烧性能,较快的硫化速度及较好的综合性能。
有人[34]研究了NBR与EPDM并用胶的共硫化性质:
发现在有双(二异丙基)硫化磷酰二硫化物(DIPDIS)的情况下,通过二段硫化可以显著改善其物理性能;同时发现DIPDIS除了有促进剂作用外,还可以起着橡胶-填料偶联剂的作用。
叶舒展[35]等人就NBR与EPDM共混物对反应增容作用作了探讨。
结果表明:
添加5份经巯基官能化的乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVASH)可使NBR/EPDM(质量比为70:
30)共混物的力学性能显著提高。
但是,用巯基改性的EPDM(EPDMSH)作为NBR/EPDM的增容剂却没有效果。
K.P.SAU[36]等人就EPDM/NBR共混胶的导电性研究表明:
导电性的限制主要取决于共混胶的粘度;导电性随着温度、活化能、导电填料及NBR的含量增加而增加;EPDM/NBR加炭黑增强效果低于NR,更低于NBR,主要是因为EPDM/NBR之间的相容性不好。
NBR与EPDM由于在极性和硫化活性(不饱和度)上存在着很大的差异,两者共混比较困难。
但是两者都有各自的优点和缺点。
NBR的优点是耐油、耐磨和压缩永久变形等性能优异,缺点是耐臭氧性能、耐天候老化性能比较差;EPDM则具有耐臭氧和耐天候老化的优点。
缺点是耐油和耐磨性能比较差。
两者共混后制得的硫化胶,则具有中等耐油、耐臭氧和耐天候老化等性能,是一种综合性能比较好的胶料,并且价格也比较便宜。
因此,引起了许多胶料研究工作者的兴趣。
在国外为了解决共混物的共硫化问题,专门生产出超速硫化型EPDM,也有专门生产的NBR/EPDM共混物。
国内早就对NBR与EPDM的共混技术进行了研究和应用,但文献报道较少[18]。
本课题研究了NBR/EPDM共混物的配方设计和加工工艺对其硫化胶物化性能的影响。
NE共混胶的性能介于NBR和EPDM之间,它与NBR相比,提高了耐候性和耐寒性,但降低了耐油性;与EPDM相比,耐候性和耐寒性降低,而粘合性能得到改善。
该共混胶与CR相比,耐臭氧性提高,耐动态疲劳性好,耐寒性提高,加工性(焦烧性、贮存稳定性、腐蚀模具性)均有改善,但耐燃性较差。
在日本,NE共混胶主要用于汽车配件、软管外层胶、防尘罩、密封条、鞋、胶板、液化石油气软管和各种工业制品。
1.2EPDM/NBR共混中存在的问题及解决办法
科学技术的发展使人们对高分子材料性能及功能的要求日益提高,但开发具有更高性能和新功能的新结构高分子材料的难度却越来越大。
通过工艺优化、改性和合金化等手段提高原有通用基础材料的性能,不仅简单有效,而且经济。
橡胶与橡胶材料并用改性可以结合各胶种的最佳性能,改善单一胶种的加工性能和应用性能,大幅度降低成本。
通用橡胶和天然橡胶(NR),丁苯橡胶(SBR)和顺丁橡胶(BR)之间具有较好的相容性,并用胶的性能优异,并且生产工艺简单。
而当这些传统上的通用橡胶与NBR、EPDM、丁基橡胶(IIR)等特种橡胶并用时,由于极性、不饱和度等方面的差异,使得并用胶的共硫化性很差,力学性能大大低于加和值。
1.2.1相容性
E.Lammer等从两相的相容性调整角度出发,使用合成或就地形成增容剂的方法,改善了并用胶的力学性能。
但是增容剂的合成条件苛刻,使用的工艺也较复杂,因而受到了一定的限制。
使用已工业化的高分子聚合物作为两相并用的增容剂,也是一种行之有效的方法。
EPDM和NBR是属于两相完全不相容体系,而且硫化剂及填料在两相中的溶解度不同,这样导致并用胶在硫化时分层,起泡,甚至欠硫。
改善方法就是除选择在EPDM和NBR两相中溶解度基本相同的硫化剂、促进剂及填料外在并用体系中加入嵌段或接枝聚合物即均匀剂。
均匀剂起偶联剂作用以降低两相之间的界面能力,提高配合剂在两相中的分散能力[41]。
1.2.2可溶性配合剂分散状态
因NBR/EPDM共混物中已含有耐热老化性能比较好的EPDM,所以在使用温度低于100℃时。
可不加防老剂。
如果使用温度高于100℃,可加入2~5份耐热防老剂。
对EPDM来说,增塑剂应选用石蜡油和环烷油。
对NBR来说,可选用酯类增塑剂。
对共混物来说,可单用石蜡油或石蜡油与酯类增塑剂并用。
1.2.3不溶性配合剂分散状态
NBR/EPDM共混物的补强填充剂可采用所有的标准炭黑,但炭黑的活性对共混硫化胶的性能有很大影响。
因此,从工艺和物理性能方面考虑,应选用活性比较大的炭黑。
以便增大共混物界面处的相互作用。
如果采用白炭黑,则应先制成白炭黑母炼胶并加入偶联剂,以进一步提高其性能。
当炭黑用量大于20份时,炭黑的补强作用就掩盖了增容剂对并用胶强度的影响.但增容剂能提高炭黑并用胶的耐热空气老化、耐大气老化和耐臭氧老化性能,耐油性略下降。
1.2.4EPDM/NBR共混的难点
当NBR与EPDM以70/30~60/40的比例并用时,具有与氯丁橡胶相似的耐油、耐臭氧性能,比氯丁橡胶具有更宽的使用温度范围、更好的工艺性、更低的原材料及生产成本[3]。
但是EPDM是高饱和橡胶,而NBR是带有极性基团的不饱和橡胶,化学结构差异较大,二者的相容性较差。
此外,还有两者的极性差异和硫化活性的差异,导致了硫化剂在两相中的分布不均和硫化的不同步,这些问题造成了NBR/EPDM并用胶料的性能比较差,限制了其代替氯丁橡胶的进程。
近年来的研究表明,加入增容剂可以改善NBR/EPDM相容性差的问题[4],使用适当的过氧化物硫化体系则有助于解决两者的硫化问题[5-6]。
笔者研究发现,由过氧化二异丙苯(DCP)与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)及三烯丙基异氰尿酸酯(TAIC)构成的硫化体系具有较好的综合性能,可以在特定的场合代替氯丁橡胶。
本文研究了NBR/EPDM并用胶的硫化体系中各组分对并用胶性能的影响。
EPDM与NBR进行共混时,并用胶的混合平衡扭矩明显低于纯的EPDM和NBR的混合平衡扭矩;硫化并用胶的力学性能也明显低于纯的硫化EPDM和硫化NBR;尽管不同的促进剂对硫化并用胶的力学性能有一些影响,但使用单一促进剂的效果都不是很好;用过氧化物硫化时,硫化并用胶的力学性能降低较小。
总之,由于EPDM与NBR的极性相差很大,又没有特殊的相互作用,导致了二者的相容性很差,因此并用时,体系会产生相分离。
虽然通过硫化体系的调整,硫化并用胶的力学性能会有所改善,但效果都不是很好。
要想进一步提高硫化并用胶的力学性能,必须要通过物理或化学手段来增加EPDM与NBR的相容性[37]。
1.3.EPDM/NBR共混工艺改进
NBR是一种应用广泛的橡胶,具有耐油、耐磨、耐压缩永久变形等优点,但由于其不饱和度高,耐臭氧、耐大气老化性能差。
在NBR中加入EPDM可改善NBR的耐臭氧、耐大气老化性能和耐低温性能等。
但是,NBR和EPDM在极性和不饱度(硫化活性)方面的差异巨大,使NBR/EPDM并用胶的力学性能大大低于加和值[9-12]。
前人做过大量工作,从共硫化角度来改善并用胶的性能,但这种改进毕竟有限。
接枝或嵌段共聚物的加入能显著改善共混体系的性能。
但要合成或在共混过程中就地形成这种接枝或嵌段共聚物,条件苛刻,工艺复杂。
利用已商品化的大品种高聚物,作为增容剂来改善共混体系的性能,能起到事半功倍的作用[13-16]。
日本的NE橡胶也是通过特别的方法解决以往NBR/EPDM并用胶存在的问题而开发出的一种瓶型耐油、耐候性材料[17]。
1.3.1硫化体系
并用胶的共硫化是指同一硫化条件下,在不同胶相内同时达到正硫化,甚至能形成相界面间交联的硫化[39]。
橡胶的硫化活性对硫化速度有直接的影响,同时由于并用胶的硫化首先是硫化剂溶解于各胶相中,之后才会发生硫化反应,所以硫化剂在各胶相中的溶解度也直接影响着并用胶的硫化速度[40]。
因此,改善并用胶共硫化性的关键,一是要提高某一胶种的硫化活性,协调并用胶的硫化速度,二是要选择合适的硫化促进剂,平衡并用胶中的交联分布。
由于NBR与EPDM两种橡胶的极性和硫化活性不同,所以两胶的相容性和共硫化性不好。
因此,容易造成硫化剂在两种胶中分布不均,不能实现共硫化,出现EPDM处于欠硫状态,或共混物界面处的分层剥离情况。
为此在设计胶料配方时,要进行特殊考虑。
硫化剂应尽量选用在NBR和EPDM中硫化活性相近的品种。
过氧化二异丙苯(DCP)是NBR和EPDM共混物共硫化可以选用的有效硫化剂,并且其耐热老化性能比硫黄硫化体系好,缺点是硫化胶扯断伸长率比较低[19]。
NBR和EPDM可以很好地共硫化而生产出高技术性能的硫化胶。
只要在NBR:
EPDM的比率、混炼程序、沿橡胶主链的DIPDIS片段的浓度以及硫化方式等方面进行恰当的选择,就能获得高内聚强度的共混硫化胶。
TSV方法通过强制阻止填料和硫化剂迁移而进一步提高了共混胶的补强效应。
从SEM显微照片揭示的共混胶的形态结构说明了从TSV法获得的硫化胶中具有很高的橡胶相间交联密度[24]。
1.3.2加工方法
NBR具有优异的耐油性能,但是耐热、耐臭氧老化性能较差。
EPDM与NBR并用,可大大提高NBR的耐热性和耐臭氧老化性,得到一种耐热、耐油、耐臭氧老化的材料。
由于NBR和EPDM分别是强极性不饱和橡胶和非极性饱和橡胶,改善两者共硫化性的研究吸引了国内外许多学者。
近年来改善EPDM/NBR并用胶性能的方法主要有:
(1)采用高硫化活性EPDM或在EPDM分子链上引入具有硫化活性的促进剂侧挂基团,如EPDM与促进剂H在160℃条件下预处理改性。
(2)选用EPDM和NBR中溶解度差别小的促进剂或硫化活性相近的硫化剂,如美国Uniroyal公司开发的复合促进剂BODITD和CXOU,过氧化物,树脂,多卤素芳香族化合物等。
朱永康[26]研究了在有双(二异丙基)硫化磷酰二硫化物(DIPDIS)情况下,对NBR/EPDM并用胶进行共硫化。
结果表明,DIPDIS能够与EPDM形成橡胶结合中间体,限制硫化剂和填料扩散过相边界,从而实现橡胶之间的有效交联,特别是通过二段硫化可显著改善并用胶物理性能。
(3)采用合适的增容剂。
与前面两个方法相比,这种方法更简单、有效。
因为引入侧挂基团一般需要在高温下进行,而且工艺繁琐;复合促进剂由于种种原因至今仍未批量生产,且成本较高。
采用合适的增容剂,特别是采用乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)等大分子聚合物增容效果良好。
郑金红、彭树文等[27-28]分别采用EVA增容NBR/EPDM体系,改善了并用胶相容性、加工性能、力学性能和耐老化性能。
叶舒展等[29]用巯基官能化的EPDM和巯基官能化的EVA进行了EPDM/NBR并用胶的反应性增容研究。
结果表明,添加5份巯基官能化的EVA可使NBR/EPDM(质量比为70/30)并用胶的力学性能显著提高。
这是由于巯基能够与NBR双键反应,致使“相”间具有良好的相互作用。
但是,用巯基官能化的EPDM作为增容剂却是无效的,这是由于在巯基官能化的EPDM主链上巯基与NBR双键反应后,这种组分(NBR/EPDMSH)以较高比例保留在NBR“相”内,没有起到界面增容剂的作用。
(4)改变混合工艺方法,例如采用母炼胶方法。
许洪芬等[30]采用NBR/EPDM(60/40)分别配合混炼,然后掺混的工艺,所得硫化胶的耐臭氧、耐低温和耐热性能较好,耐油性一般。
(5)利用两者的难相容性制备导电橡胶。
有研究表明[31],由于不同极性的橡胶共混时存在明显的界面,易于得到良好的导电性橡胶,并且在共混胶中加入炭黑时更有利于得到高导电性橡胶。
K.P.SAU等研究了EPDM/NBR共混胶中,NBR的比例及乙炔炭黑的用量对共混胶传导率的影响。
结果表明,传导活化能随NBR组分的减少而增大,加入乙炔炭黑的共混胶传导性有明显提高[32]。
NBR/EPDM共混,由于配合剂在两胶相中的分布不均匀对共混硫化胶的性能影响很大,所以混炼工艺方法十分重要。
试验采用的混炼方法有以下几种:
(1)先加聚合物,再加炭黑、软化剂和活性剂等,即普通方法;
(2)NBR和EPDM分别配合,分别混炼,以母胶形态掺混(母炼胶法);
(3)将全部炭黑、软化剂和活化剂加入NBR中,再加EPDM共混(稀释法);
(4)将全部炭黑、软化剂和活化剂加入EPDM中,再与NBR共混。
从硫化胶的物性看。
母炼胶法最好,普通炼胶法次之,稀释法效果不好。
这可能是由于炭黑先加入到一种胶中后已与聚合物分子结合,转移到后加的胶中的比较少,也可能是由于炭黑母胶的粘度比后加的纯胶的小所致[20]。
1.3.3化学改性
由NBR和EPDM组成的不相容共混胶可以用巯基官能化共聚物增容,因为这些基团能与不饱和橡胶中的双键反应并使共混胶组分产生有效相互作用。
除了巯基基团,官能化共聚物必须具备改善这些共混胶性能的特性。
EVASH具有比共混胶组分低的粘度和一定极性。
这些特征使其处于界面的位置,从而提高了共混胶组分相互作用的可能性。
考虑到官能化EVA主链上的巯基或酐基与官能化NBR主链上的嗯唑啉或环氧基的反应比巯基与不饱和橡胶双键的反应更有效,因此采用共反应性官能化共聚物能提高共混胶的机械性能[8]。
由NBR和EPDM组成的不同弹性体共混物,可用经巯基官能化的共聚物来增容,因为这些基团能与不饱和橡胶的双键反应,并在共混物组分之间产生有效的相互作用。
与巯基存在时比较,官能化的共聚物一
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