文档介绍:二元乙丙橡胶(EPM)典型的分子结构由下式来表达:
二元乙丙橡胶是乙烯和丙稀的共聚物,
其分子链是一种完全饱和的支链型结构。
分子链上乙烯与丙稀单体呈无规则排列,
因失去了聚乙烯或聚丙烯分子结构的规
整性而成为具有弹性的橡胶。
二元乙丙橡胶不能以硫黄进行硫化
\而只能以过氧化物等可产生自由基
交联的化合物进行硫化,或采用辐射硫化,
这使其用途受到很大限制。
因此,二元乙丙橡胶的用量较少,种类牌号也不多。
三元乙丙橡胶(EPDM)典型的分子结构为:
较早用于制备三元乙丙橡胶的第三单体有:双环戊二稀(D)、亚甲基降冰片稀(E)、环锌稀、1,4-己二稀(H)、亚乙基(即乙叉)降冰片等。
以上三种第三单体中,亚乙基降冰片稀(ENB)使用最为广泛,其次是双环戊二稀(DCPD),1,4-己二稀(HD)只有在美国杜邦公司一家形成了大规模商品化生产。
三元乙丙橡胶其分子主链结构与二元乙丙橡胶完全一样也是饱和的,只是分子侧链上引入了少量不饱和双键,它是通过在乙烯和丙稀共聚过程中加入第三单体非共轭二稀烃来实现的。因此,三元乙丙橡胶不仅保持了二元乙丙橡胶的优良特性,又实现了用硫黄硫化的目的。目前市面上出售的绝大多数三元乙丙橡胶其第三单体只有两种:亚乙基降冰片稀(ENB)和双环戊二稀(DCPD)。ENB-EPDM虽然硫黄硫化速度快,生产效率高,因而品种牌号很多,应用也很广;DCPD-EPDM虽然硫黄硫化的速度相对较慢,但过氧化物硫化的速度相对较快,且较高的支化度在某些产品上应用具有特色。目前还推出了一些既含有ENB有含有DCPD的综合型三元乙丙橡胶牌号。
世界上所有的乙丙橡胶合成企业,均毫无例外地注册了自己生胶产品的商品名称(产品商标),并按照自己的标识方法来命名其不同乙丙橡胶产品。此即通常所用的商品牌号或品级。它一般用2-4位数字或与英文字母组合而成,并在前面冠以商品名称。例如,Keltan 13、Keltan 578、 Keltan 7341A、DutralCO 038、DutralCO TER 4049、JSR EP 9129、JSR EP21。
全世界现有主要乙丙橡胶合成企业的注册商标、公司名称及所属国家、产品种类均可以查询到。
与其他通用橡胶相比,乙丙橡胶分子链的化学结构特点在于其分子主链全部由乙烯、丙稀单元链节所构成具有完全饱和性及高度柔顺性,这就使得乙丙橡胶不仅表现出优良的耐屈挠性、回弹性和耐低温性能,同时还具有很好的化学结构稳定性,优异的耐臭氧、耐天候老化性能、合理的耐热性、良好的耐水蒸汽、电绝缘性和耐化学介质(药品)等性能。以下对乙丙橡胶的基本性能逐一进行介绍:
乙丙橡胶的生胶一般为半透明至透明、白色至琥珀色固体。未脱除尽残余催化剂金属时,在空气中常呈现为淡绿色。有块状形态,也有颗粒状形态。生胶在空气中贮存稳定性很高,一般无冷流现象发生。
乙丙橡胶较易溶于芳香烃、脂肪烃、氯仿、四氯化碳、环己烷、苯等溶剂,但不溶于酮、醇、酯、醚等溶剂。
乙丙橡胶主链完全由化学结构稳定的饱和烃组成,乙烯和丙稀单体单元都是延主链方向无规则地排列。即使在分子侧链上引入了少量不饱和双键,但因分子内无极性取代基存在,分子间内聚能较低,仍然能在较宽的温度范围内保持分子链的柔顺性。分子链的高度柔顺性,决定了乙丙橡胶具有良好的弹性和低温性能。
在化学结构参数中,特别是乙烯/丙稀组成比例对乙丙橡胶分子链的柔顺性有着非常大的影响,从而直接影响着乙丙橡胶的弹性和低温性能。
对于三元乙丙橡胶来说,只是侧链上引入了少量不饱和集团,这些不饱和基团的存在,会降低分子主链的柔顺性;但另一方面又可以进一步增加分子主链的无定型结构,减少结晶趋势,因而总体上看对三元乙丙橡胶的柔顺性和弹性影响不大。所以,三元乙丙橡胶在弹性和低温性能方面,与二元乙丙橡胶并无明显差别。
常温下,乙丙橡胶属于非结晶性橡胶,其纯胶硫化胶的拉伸强度很低,使用价值不大,故必须加入填料进行补强。经过填充补强后的胶料,其硫化胶的力学性能和使用价值大幅度提高。