三元乙丙橡胶发泡材料的研发

1、三元乙丙橡胶发泡材料的研发摘 要三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯以及少量的非共轭二烯烃形成的共聚物，它是乙丙橡胶其中的一种，我们通常用 EPDM 来表示，由于其化学分子结构当中主链是由较为稳定的饱和烃构成，只是在侧链当中还有不饱和的双键，所以这种橡胶在抗氧化、耐热以及耐老化性等方面有着非常良好的表现，所以三元乙丙橡胶被普遍的使用在汽车零件、建筑当中的防水材料、耐热的胶管等方面。本篇文章将以三元乙丙橡胶发泡材料的发泡、硫化以及填料这三个主要的方面对其制作配方与工艺以及对材料性能的影响进行简单的讨论，对三元乙丙橡胶的发泡原理进行了简单叙述，并分类介绍了它在应用方面的情况。关键词 三元乙丙橡胶；发泡材料；

2、制作工艺中图分类号： TQ333.4 文献标识码： A 文章编号：1009-914X（ 2018） 29-0101-01前言三元乙丙橡胶有着非常强大的耐候性能，所以随着科学技术的发展，传统的橡塑材料已经被三元乙丙橡胶所取代。三元乙丙橡胶发泡材料有着良好的化学稳定性、绝缘性、抗老化性以及防水性。所以无论是在对环境要求不是很苛刻的体育用品、建筑与制冷等方面还是对环境要求较高的汽车零件、医疗或军工器械等方面，三元乙丙橡胶发泡材料都被普遍的使用，所以加大在其研发方面投入力度是非常有必要的，现阶段，国内与国外的有关研究通常都比较侧重于配方、工艺、原理以及应用这些领域上。1.配方因素对三元乙丙橡胶发泡材料

3、的影响1.1 发泡配方体系在发泡剂的种类以及使用量的大小对三元乙丙橡胶发泡材料结构和性能的影响上，研究人员通过不断的深入研究得到了将几种发泡剂单独或混合使用的方法，但发泡剂在使用量方面都有一个最合适的量，其中， AC 发泡剂 OBSH发泡剂复合使用对其进行制备能够使泡孔有一个更为均匀的分布，在外观状态的性能上得到了一个最佳的状态。在发泡剂使用量对材料泡孔的数量和平均孔直径等方面的影响研究上，相关人员的研究给出了相应的结论：伴随发泡剂使用量的上升，材料的硬度以及相对密度等一些物理方面的性能会有所下降。也有人发现，当发泡剂的使用量为六到八份的时候，三元乙丙发泡材料的回弹值会有一个极大值，这时候整个

4、产品有着非常光滑的外表以及良好的细致手感，并且在弹性方面也有着优良的效果。并且随着 AC 使用量的增加，氯化聚乙烯与三元乙丙橡胶这一复合型发泡材料的拉伸强度会先上升后下降，拉段的伸长率与密度会呈一个下降状态，而随着住发泡剂氧化锌使用量的增加，其拉伸的强度与拉断伸长率都会有所上升，但在硬度与密度方面会先减小后增大，如果氧化锌的用量是六到八份的时候，能够得到密度较低而且性能良好的发泡产品。而硅橡胶与三元乙丙橡胶泡沫合金的复合发泡体系当中，如果发泡温度控制在140 到190 摄氏度之间的话会有较为理想的效果，而在169 摄氏度的时候分解速度是最理想的。1.2 硫化配方体系使用硫磺化体系的时候，三元乙

5、丙发泡材料微观结构当中大多是硫键的交联结构，这使得整个材料在拉伸的强度方面表现颇为优异，然而在耐热与抗老化性能方面就表现较差，而使用过氧化物硫化体系的时候，发泡材料微观分子当中会产生比较单一的碳碳键，这使得它在耐热与抗老化方面有着良好的表现，但如果经过较长时间压缩的话会出现永久变形的问题，同时有个人在整个研究当中也发现了硫化活性剂能够很大程度上提升泡沫材料力学性能。使用硫磺与过氧化物并用的硫化体系能够有效的保证发泡材料的耐热抗老化性能，但不会明显的影响其物理性能。通过对有机过氧化物交联速度进行不断调整研究人员也指出了发泡倍率较高的三元乙丙海绵产品。1.3 填充配方体系三元乙丙橡胶是一种非自补强

6、型的橡胶，所以就要在其中加入补强剂才能够让整个材料有着比较良好的性能。通过足量的实验，研究人员给出了相应的结论：升高填充量，硫化速率会降低，这样的话，发泡剂分解而出现的气体更容易扩散掉，使得泡孔的孔径增大。如果向其中加入一些碳酸?的话，可以让整个材料的泡孔均匀程度以及力学性能方面都有一个优秀的表现。碳酸钙的使用量为在二十到三十份之间，DOP的使用量为二十份的时候，发泡材料的硫化速率与发泡剂分解速率的配合状况是最佳的，并且此时密度较小、发泡的倍率较高同时物理性能也较优。将 DOP 与石蜡油共同使用的时候，伴随石蜡油使用量的增多发泡材料的发泡倍率会随之上升，密度也会随之下降。2.工艺因素对三元乙丙

7、橡胶发泡材料的影响利用偶二甲酰胺对三元乙丙橡胶进行发泡，研究发现可以对发泡剂的使用量、发泡的时间以及温度进行调节来掌握材料泡孔的密度以及尺寸。利用辐射硫化工艺可以让三元乙丙橡胶的硫化过程和发泡的过程区分开来，这样能够有效的解决由于传统工艺中硫化速度和发泡速度不匹配的现象。通过研究发现，此时发泡的温度在175 摄氏度、时间在四分钟并且吸收剂量二十千克并且发泡剂使用量六份的时候，三元乙丙橡胶的泡孔分布的均匀程度是较为良好的，此时力学方面的性能也是优等的。在使用混炼这一工艺之后，形状与填充的量对硫化时间等很多方面都会造成一定的影响，同时也会给发泡橡胶炮孔尺寸等造成影响。3.三元乙丙橡胶硫化与发泡速率

8、的匹配问题研究表明，如果橡胶交联的初始时刻在发泡剂分解的初始时刻之前并且其结束时刻在分解结束时刻之后的话，对制造三元乙丙发泡材料是非常有利的。这种方式主要有两个优势，一是发泡剂分解之前，橡胶的交联到了一定时间的话就会让泡孔壁能够有效的抵住分解出现的气体产生的气压，这样才能够有效的对气体的逸出问题进行限制。二是当发泡剂完全分解之后，交联并没有结束，这能够让泡孔保持稳定，这样能够防止泡沫塌陷问题而导致物品产生收缩问题。使用硫化发泡仪对来对三元乙丙发泡当中的硫化速率和发泡剂分解速率的匹配程度进行研究能够发现，二者分解的速率的曲线的趋势相同的时候匹配度是最佳的，这样能够有效的保证产品力学的性能。4.三

9、元乙丙橡胶发泡材料的发泡机理研究人员认为泡孔的出现主要由气泡核的生成、气泡增长以及泡孔稳定这三个原因引起的。但热点成核理论是被更多人所接受的，橡胶的基体材料当中的发泡剂会由于温度的升高而分解出现气体，出现过饱和现象时气体就会从热点析出，这也就导致了气泡核的产生。因为气体和聚合物熔体当中有非常繁杂的传递过程，因此想要对气泡整个生长的过程进行一个较为精准的描述是几乎不可能的，但也有一些研究人员基于前人的理论，利用时间推导的方式可以给出气泡在粘弹性聚合物熔体当中生长的数学模型。形成泡沫的时候，整个系统的体积与表面积会一定的增大，这样的话就会导致气泡的厚度就会下降，从而让泡孔稳定度大大下降。而已经产生的气泡也可以继续扩大，或者是多个气泡合并成一个气泡，严重的话可能有破裂问题出现。5.结语目前无论在国内还是国外三元乙丙橡胶以及其共混橡胶发泡材料的研究都是非常流行的，截至当下有关微孔三元乙丙发泡材料的研究还是很少的，一些产品的泡孔尺寸过大，不能够到达微发泡的级别，那么也就无法代替发泡橡胶材料进行使用，所以针对三人，乙丙橡胶微孔发泡工艺进行研究是极具价值的。未来出现的新型材料和新型技术都会给整个行业带来革命性变化，当整个工艺上