硅烷偶联剂改性的短切玄武岩纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的研究

将玄武岩纤维(BF)用硅烷偶联剂KH570改性后,制备了玄武岩纤维增强三元乙丙橡胶(E-BF7)复合材料,研究了玄武岩纤维用量对复合材料力学性能、热稳定性、动态热力学性能、耐水性能以及耐化学液体性能的影响。结果表明:与未加纤维的三元乙丙橡胶相比,添加15份KH570改性的玄武岩纤维BF7得到的三元乙丙橡胶复合材料E-BF7-15,拥有更好的综合性能。其拉伸强度从12.49MPa提高到14.50MPa,提高了16.1%,撕裂强度从41.47MPa提高到51.67MPa,提高了24.6%,其耐水性和耐化学液体性能也得到明显提升。

天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶辐射交联制备及其耐热空气老化性能

针对天然橡胶(NR)/三元乙丙橡胶(EPDM)并用胶共混效果不佳和耐老化性能较差的问题,本研究采用辐射交联技术制备了天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶,通过与热交联制备的并用胶对比,明确了辐射交联工艺对共混效果的促进作用。重点分析了NR/EPDM共混胶中生胶并用比和辐射交联等因素对老化前后并用胶力学性能的影响规律。热空气老化前,随着EPDM占比的增大,热交联样品的初始拉伸强度和伸长率曲线呈先降低后上升趋势,而辐射交联样品初始拉伸强度和伸长率呈线性下降趋势,说明辐照处理改善了EPDM/NR并用胶初始力学性能,辐射交联提高了NR和EPDM分子之间交联结构的完善性。热空气老化后,辐射交联样品的性能下降幅度小于热交联的样品,说明在热交联基础上,引入辐射技术可以提升辐射交联样品热老化后的伸长率保持率,尤其是在NR占比较大的情况下,辐射样品性能下降幅度能减小约50%。由此说明,利用辐射交联技术制备天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶具有比传统热硫化交联具有更好的耐热空气老化性能。

三元乙丙橡胶混炼胶的组分及配方分析

对三元乙丙橡胶(EPDM)混炼胶的各组分进行分离并对配方进行分析。以正庚烷溶解EPDM混炼胶,将其有机组分与无机组分分离;有机组分在甲醇中沉淀后经二氯甲烷抽提,将EPDM与石蜡油分离;以盐酸溶解无机组分,将碳酸盐和氧化锌与白炭黑分离;采用核磁共振氢谱、核磁共振扩散序谱、傅里叶红外光谱、X-射线衍射谱和X-射线光电子能谱,对各组分进行定性和定量分析,建立一套EPDM混炼胶组分的分析方法,有助于EPDM混炼胶的生产过程质量监控和配方改进。

动态流变行为在三元乙丙橡胶/硅橡胶共混物形态结构研究中的应用

利用开放式炼胶机制备了三元乙丙橡胶(EPDM)与硅橡胶(SR)混炼胶和单相硫化硅橡胶(v-SR)的共混胶,通过流变行为研究了组成比例、界面交联作用等对共混体系形态结构的影响,并采用扫描电子显微镜和两相剥离强度对形态结构的研究结果进行了验证。结果表明,动态流变行为成功预测了高黏度聚合物复合体系的形态结构。共混物中EPDM的用量在30~70份(质量,下同)时,EPDM/SR混炼胶的形态呈双相连续结构。用超过1份的过氧化物交联剂对EPDM用量为70份的EPDM/SR混炼胶中的SR进行单相交联,v-SR的连续结构发生了融合,转变成颗粒状结构,且颗粒结构的相畴随着交联剂用量的增加而增大,而高剂量的交联剂可以使两相形成共交联。

短纤维对三元乙丙橡胶复合材料性能的影响

研究不同种类短纤维(长度)对三元乙丙橡胶(EPDM)复合材性能的影响。结果表明:芳纶短纤维(简称AF)(9 mm)/玄武岩短纤维(简称BSF)(9 mm)并用比为1/1的复合材料的门尼粘度较小,DIN磨耗量最小(113.51 mm3),耐烧蚀性能最佳;沉淀法白炭黑与气相法白炭黑的复合材料的基本性能和热稳定性相当;BSF的长度越大,复合材料的耐磨性能和耐烧蚀性能越佳;随着BSF长度的增大,复合材料的Payne效应呈减小趋势,与BSF(3 mm)的复合材料相比,BSF(9 mm)的复合材料的Payne效应最小,BSF(9 mm)分散性最好;在热重分析中,700℃时复合材料的质量保持率由大到小依次为BSF(9 mm)/AF(9 mm)并用的复合材料、BSF(3 mm)的复合材料、AF(9 mm)的复合材料、AF(6 mm)的复合材料、AF(3 mm)的复合材料。

云母片含量对三元乙丙橡胶性能的影响

采用熔融共混技术,以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体材料,四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD)为硫化剂,氧化锌、硬脂酸(SA)、硫黄等为配合剂,云母片为填料制备了三元乙丙橡胶/云母片复合材料。对云母片进行了红外和电镜扫描分析;对EPDM/云母片复合材料进行了力学性能、红外、SEM、TG、水接触角、交联密度、吸水性和气体阻隔性能测试;考察了云母片含量对复合材料性能的影响。结果表明,当云母片含量为15.33%(wt.)时,复合材料的吸水率达到最低,在沸水中浸泡12h,其吸水率仅为0.18%;气体阻隔性能达到最佳效果,透气系数仅为1.345×10^(-10)cm^(2)/(Pa·s),较未掺杂云母片的空白EPDM硫化胶下降71.1%。EPDM/云母片复合材料具有良好的力学性能、热稳定性和气体阻隔特性。

导电炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的性能研究

以炭黑N330、炭黑HM3810、导电炭黑DENKA BLACK为填料,研究炭黑/三元乙丙橡胶复合材料的硫化特性、物理性能和导电性能。结果表明:导电炭黑DENKA BLACK填充的混炼胶的F_(L)和Fmax-F_(L)最大,t90最短,炭黑HM3810填充的混炼胶的F_(L)和门尼粘度[ML(1+4)100℃]最小,t_(10)最长;当炭黑用量相同时,炭黑HM3810填充的硫化胶的力学性能最好,导电炭黑DENKA BLACK填充的硫化胶的导电性能最好;随着导电炭黑DENKA BLACK用量的增大,硫化胶的力学性能和导电性能提高;当导电炭黑DENKA BLACK用量为60份时,硫化胶的力学性能和导电性能最好。

不同粒径纳米二氧化硅对三元乙丙橡胶性能影响的分子动力学模拟

运用Materials Studio 9.0软件构建三元乙丙橡胶(EPDM)模型和纳米二氧化硅(SiO_(2))粒径分别为1.2,1.5,1.8和2.0 nm的纳米SiO_(2)/EPDM复合材料模型,分析纳米SiO_(2)对纳米SiO_(2)/EPDM复合材料在高压低温(100 MPa/230 K)条件下的微观结构及力学性能的影响。结果表明:与EPDM相比,填充不同粒径纳米SiO_(2)的复合材料的玻璃化温度(Tg)都有不同程度升高,其中纳米SiO_(2)粒径为1.2 nm的复合材料的Tg比EPDM高5 K;复合材料的微观结构发生改变,均方位移和自由体积分数都有所减小,减幅随纳米SiO_(2)粒径的减小而增大,内聚能密度均有所增大,增幅随纳米SiO_(2)粒径的减小而增大,但纳米SiO_(2)粒径对复合材料的全原子径向分布函数影响不大;复合材料的力学性能提高,提高幅度随纳米SiO_(2)粒径的增大而减小,纳米SiO_(2)粒径为1.2 nm时,复合材料的体积模量增大5.98%,剪切模量增大198.00%,弹性模量增大34.65%。

分子结构和配合体系对三元乙丙橡胶耐低温性能的影响

探究了几种不同牌号三元乙丙橡胶(EPDM)的力学性能和低温回缩性能,考察了EPDM乙烯和第三单体亚乙基降冰片烯(ENB)含量、不同增塑剂和硫化体系对EPDM性能的影响。结果表明,在过氧化物硫化体系下,EPDM分子结构中ENB含量越高,橡胶的硫化程度越高,拉伸强度增大;乙烯含量越高,橡胶的拉断伸长率越大。在实验设定条件下,过氧化物硫化的EPDM具有较优的力学性能,硫磺硫化体系可以降低EPDM的低温回缩率为10%的温度(TR10);相比于石蜡油2280,采用石蜡油6010增塑的EPDM的TR10明显降低。

炭黑的微观结构及其在三元乙丙橡胶中的应用性能

对三种不同工艺方法制备的同一牌号炭黑(N550)进行了微观结构和宏观物理机械性能进行研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等检测方式,分析三种炭黑聚集体在结构和粒径分布等微观结构上的区别。对比了三种炭黑的微观结构及应用过程中分散状态的差异,并且探究了其在三元乙丙橡胶(EPDM)中物理机械性能和制品加工性能的差别。结果表明,炭黑粒径小,原生粒子之间黏连程度低,炭黑的分散性、补强效果更优,胶料的流动性好,在加工过程中能耗低。

基于改进加速模型的三元乙丙橡胶贮存寿命预测

通过恒定应力加速老化试验方法对三元乙丙橡胶进行四个不同应力量级的高温加速贮存试验,预测三元乙丙橡胶的贮存寿命。三元乙丙橡胶在80 ℃、90 ℃、100 ℃、110 ℃四种应力量级高温加速贮存试验后出现性能退化。高温加速贮存试验的应力量级越高,三元乙丙橡胶性能退化越快。采用改进的Arrhenius模型对三元乙丙橡胶老化模型进行拟合,得到常温贮存条件(20 ℃)下三元乙丙橡胶贮存寿命为18年。

耐低温超低压缩永久变形三元乙丙橡胶的配方设计

研究由乙烯、丁烯和亚乙基降冰片烯为单体,茂金属催化合成的新型三元乙丙橡胶(EBT EPDM)和通用三元乙丙橡胶(EPDM)的耐低温性能以及炭黑种类对EBT EPDM胶料耐低温性能的影响。结果表明:与EPDM胶料相比,EBT EPDM胶料的t_(10)和t_(90)均缩短,F_(max)-FL增大;EBT EPDM硫化胶在低温条件(-40℃×72 h)下的压缩永久变形减小71.5%,脆性温度降低37.7%,低温回缩温度TR10最低,低温弯曲后表面未出现裂纹,耐低温性能优异;随着炭黑粒径的增大,EBT EPDM硫化胶的低温压缩永久变形减小,脆性温度降低;在相同低温条件下,EBT EPDM硫化胶的压缩永久变形与硅橡胶硫化胶相近,但EBT EPDM价格远低于硅橡胶,可拓宽其在低温密封领域的应用。

GIS设备用三元乙丙橡胶密封材料老化前后力学性能变化研究

GIS设备用三元乙丙(EPDM)橡胶密封材料长期使用会出现老化现象,严重的还会使密封失效进而造成严重的事故。因此文中采用热氧老化的方法同时研究了密封圈与密封条两种不同形态的EPDM橡胶样品于老化前后的力学性能变化,为EPDM在GIS设备中长期应用提供指导。结果表明,邵氏硬度会随着老化时间的增加而逐渐变大,拉伸强度会先增大后减小,而断裂伸长率则会一直减小。将密封圈和密封条的性能作对比,发现密封圈和密封条的性能变化趋势相同,但在变化过程中,密封条的邵氏硬度、拉伸强度和断裂伸长率均大于密封圈。

氢氧化铝/无机填料协同阻燃乙丙橡胶的性能研究

笔者在三元乙丙橡胶(EPDM)基体中通过熔融共混法添加氢氧化铝/膨胀石墨(ATH/EG)、氢氧化铝/有机蒙脱土(ATH/OMMT)、氢氧化铝/硼酸锌(ATH/ZB)3种复合阻燃剂,制得三元乙丙橡胶/氢氧化铝/膨胀石墨(EPDM/ATH/EG)、三元乙丙橡胶/氢氧化铝/有机蒙脱土(EPDM/ATH/OMMT)、三元乙丙橡胶/氢氧化铝/硼酸锌(EPDM/ATH/ZB)3种复合橡胶.采用热重分析、极限氧指数和锥形量热等手段,研究了3种无机阻燃剂EG、OMMT及ZB与ATH对EPDM的协同阻燃效果.结果表明,3种协同阻燃剂都能增加复合橡胶的初始分解温度,增加残炭量,降低燃烧峰值,提高极限氧指数.说明3种无机阻燃剂都对EPDM/ATH具有一定的阻燃效果.其中,EPDM/ATH/EG复合橡胶的初始分解温度(443.7℃)和残炭量(40.3%)最高,EPDM/ATH/OMMT复合橡胶的总热释放量(62.3MJ·m^(-2))和燃烧峰值(232.9kW·m^(-2))最低,极限氧指数(34.5%)最高.综合比较发现,OMMT协同ATH阻燃EPDM最为理想.

氧体积分数对阻燃三元乙丙橡胶燃烧特性的影响

阻燃三元乙丙橡胶广泛用于公共建筑、交通工具等领域,火灾时其周围的氧体积分数会发生变化。为研究此类材料在真实火灾中的情况,以铺地用的阻燃三元乙丙橡胶为样品,采用火焰蔓延仪和热重/差热同步分析仪,在不同氧体积分数的氧氮混合气氛下进行试验,研究氧体积分数对燃烧特性的影响。结果表明,有氧气氛下,氧体积分数降低时,失重速率、放热量和活化能均降低,但反应模型不变。样品能够发生明火燃烧的氧体积分数范围为15%~18%。有明火燃烧时,氧体积分数降低时,火焰降低,刺激性黑烟量减少,残留物表面灰白色区域和裂纹减少,裂隙变浅;临界热辐射通量、等效对流换热系数和引燃温度升高,HRR曲线第一个峰值和火势蔓延速率降低;CO产率第二个峰值以及CO/CO_(2)值升高。在无明火燃烧时,样品释放出大量灰烟,残留物中部凸起,表面中部为灰黑色、有金属光泽的,底部有黄褐色黏稠液体,CO和CO_(2)产率远低于有焰燃烧。

吉林石化公司乙丙橡胶产量再创新高

2024年1月4日,中国石油吉林石化公司盘点数据显示,生产的14个牌号乙丙橡胶产品总产量突破65 kt,创历史新高。自2020年以来,该公司乙丙橡胶产量逐年上涨,从最初年产55 kt到如今年产65 kt,成为公司的效益支撑点。装置长周期稳定运行是保证产量的基础。

热驱动三元乙丙橡胶/二氧化硅复合材料的制备及性能研究

以机械共混法制备三元乙丙橡胶(EPDM)/二氧化硅(SiO2)复合材料,采用机械训练工艺制备EPDM基人工肌肉材料,并研究其性能。结果表明:当机械训练的应变从50%增大至120%时,SiO2用量为40份、甲基丙烯酸锌用量为12份的EPDM复合材料(记作S40Z12)的EPDM基人工肌肉材料的弹性模量从2.8 MPa增大至35.8 MPa,增大了12.8倍;机械训练后EPDM基人工肌肉材料的Kraus曲线斜率仍为负值且绝对值更大,表明EPDM基体与SiO2颗粒之间的界面作用增强;固定应力模式下,S40Z12@350%(机械训练应变为350%)的EPDM基人工肌肉材料的可逆驱动应变达到47%;EPDM基人工肌肉材料在受到热刺激响应作用下,能够驱动负载物体实现多次可逆切换上升与下降的重复动作,且驱动负载质量超过其自身质量的12600倍,驱动应变大于35%。

OBC/WPS增容母料的制备及其在三元乙丙橡胶中的应用

利用Friedel-Crafts烷基化反应制备了乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC)/废旧聚苯乙烯(WPS)增容母料,考察了无水AlCl3用量对WPS的接枝率、共混物性能以及增容母料用量对三元乙丙橡胶(EPDM)综合性能的影响。结果表明,WPS可以与OBC发生反应,生成OBC-g-WPS接枝共聚物;当无水AlCl3用量为0.4份时,WPS的接枝率最高,为25.3%,且无凝胶产生,共混物的综合性能最好;将上述共混物作为增容母料应用于EPDM中,添加增容母料的硫化胶,其拉伸强度、撕裂强度和耐热空气老化性能优于纯EPDM硫化胶,且优于添加相同量OBC/WPS简单共混物;添加OBC/WPS增容母料的硫化胶中WPS分散均匀且细小。

美国Lion弹性体公司与比利时Emulco化工公司共同推动三元乙丙橡胶基乳液产品的开发和应用

近日,美国合成橡胶制造商Lion弹性体公司与比利时乳液生产商Emulco化工公司签署了液体三元乙丙橡胶供应和分销协议。该协议使得Emulco化工公司有权使用Lion弹性体公司生产的液体三元乙丙橡胶产品Trilene 65作为其新型水性乳液系列品牌Aquapol的原材料。液体三元乙丙橡胶/聚异丁烯乳液分散体可以在室温下使用过氧化物、紫外线或混合固化技术进行固化,且固化后可以形成坚固耐用的膜,与传统的溶剂型涂料相比,该膜材料具有卓越的使用性能、耐用性和环境效益,适用于屋顶、防水和密封等应用。此外,两家公司打算在全球范围内合作开发和推出新的环保型三元乙丙橡胶乳液产品,与溶剂型替代品相比,该类产品可减少有害挥发性有机化合物的排放。

三元乙丙橡胶防水卷材耐热氧老化性能的研究

研究三元乙丙橡胶(EPDM)防水卷材的耐热氧老化性能。结果表明:经过热氧老化,EPDM硫化胶的硬度、拉伸强度、交联密度总体呈增大趋势;过氧化物硫化体系硫化的胶料的老化因数都大于1,且随着老化时间的延长,老化因数变化很小;半有效硫黄硫化体系硫化的EPDM胶料的接触角随老化时间延长先增大后减小,过氧化物硫化体系硫化的EPDM胶料的接触角随老化时间延长先增大后减小然后再增大。