EPDM粘着性的改善及其怏速硫化

发布时间：2020-05-13 09:28

【摘要】：三元乙丙橡胶具有优异的耐热、耐老化性能,在输送带、汽车密封条等方面具有广泛应用,但同时其特殊的分子结构导致胶料化学反应性较弱,表面能低,使得粘合性能较差,硫化速度较慢。如何解决EPDM使用中硫化速度慢及胶料粘合性能较差的问题成为人们关注的焦点。本文选取不同牌号的三元乙丙橡胶作为研究对象,对比了微观结构对其性能的影响。结果表明,乙烯含量增多,混炼胶粘合性能降低,硫化胶的力学强度增大,采用硫黄硫化体系进行硫化时乙烯含量的变化对混炼胶硫化特性没有明显的影响;ENB含量增加,混炼胶粘合强度增大,工艺正硫化时间缩短,硫化胶力学性能有所提升。K6950硫化速度较快且具有一定的粘合强度,综合性能较好。改变硫黄及复合促进剂TPZ的用量,考察其对EPDM粘合性能、硫化特性及力学性能等的影响。结果表明,硫黄及TPZ用量增大对混炼胶粘合性能基本没有影响,对硫化胶的粘合强度有较大提升;硫黄用量增多,硫化胶交联密度变大,力学强度逐渐增强,经硫化动力学模拟计算得知,硫化反应活化能逐渐降低;TPZ用量增多胶料硫化速度加快,硫化胶拉伸强度及定伸应力逐渐增大。考察了石油树脂(C5)、对-特辛基酚醛树脂(SL-1801)、对-叔丁基酚醛树脂(SL-T421)及古马隆树脂四种树脂对EPDM性能的影响。结果表明,4种树脂对混炼胶粘合性能均有提高;树脂的加入均降低了混炼胶的硫化速率,降低了硫化胶的定伸应力,提高了拉断伸长率;SEM图表明增粘树脂与橡胶的相容性对胶料的粘合强度具有一定影响,相容性的提高有利于改善橡胶粘合性能。研究了不同改性剂改性白炭黑对EPDM胶料性能的影响。结果表明,改性白炭黑对混炼胶的粘合性能均有提高,其中KH550改性白炭黑增粘效果更好;随着白炭黑及改性白炭黑用量的增加,胶料工艺正硫化时间延长;硫化胶定伸应力提高,拉断伸长率降低。进一步研究KH550不同用量对EPDM性能的影响后发现:混炼胶及硫化胶粘合强度随KH550用量的增加存在最佳值;KH550的加入缩短了胶料工艺正硫化时间;硫化胶硬度、撕裂强度升高,拉断伸长率降低。炭黑N330与N550进行并用,从而改变胶料强度,并对胶料强度与橡胶粘合之间的关系进行了研究。随着N330用量增加,胶料粘合强度逐渐变大,可见提高胶料强度有利于改善其粘合性能;N330用量增加对混炼胶的焦烧时间及工艺正硫化时间基本没有影响;硫化胶拉伸强度及定伸应力提高。对比不同环境因素及停放时间对混炼胶粘合性能的影响后发现:混炼胶粘合强度在停放5-7天时,粘合强度下降最快,粘合强度下降了3.26%;环境温度由35℃升高到45℃时,胶料粘合强度提高最快为21.4%;相对湿度由75%升高到85%时,混炼胶粘合强度下降明显,降低了11.7%。
【图文】：

照片,混炼胶,粗糙区,试样

青岛科技大学研究生学位论文此在粘合试样剥离后会造成粘合痕迹即粗糙区域，如图中白色圆圈内所示。表面粗糙区域越多，粗糙程度越大，则混炼胶粘合力越强，粘合性能越好。中可知（a）中几乎无粗糙区域，在所实验的胶料中（d）图粗糙区域相对较粘合强度的大小相一致。

照片,C5石油树脂,硫化胶,照片

Figure 4-7 SEM photo of vulcanizates with different C5 petroleum resin content为了考察不同树脂对硫化胶粘合性的影响，对硫化胶的脆断断面进行了观察。图4-7为不同用量C5石油树脂硫化胶的SEM照片，，其中（a）为未添加树脂的空白样，（b）、（c）、（d）分别为C5石油树脂用量为2phr、6phr、10phr的硫化胶SEM照片。由图中可以看到，未添加树脂的硫化胶脆断表面凹凸不平，断面比较粗糙，加入树脂以后，树脂起到增塑和增粘的作用，断面变得相对平整。其中加入10phr树脂以后硫化胶断面最为平整，无明显相分离现象，说明C5树脂与非极性的EPDM相容性较好。图4-8为不同用量SL-1801树脂硫化胶的SEM照片，其中（a）为未添加树脂的空白样，（b）、（c）、（d）分别为添加SL-1801树脂2phr、6phr、10phr的硫化胶SEM
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ333.4;TQ330.67

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