三元乙丙混炼胶（EPDM）硫磺硫化体系的优化EPDM的硫黄硫化优化,需要解决的问题是喷霜和硫化速度以及物理机械性能优劣的综合平衡有文献指 出，TRA 0.75/ BZ 1.5/ M0.5/ S 1.5[1]; M1.0/ BZ 1.4/TMTD 0.6/Px 0.3/ S 1.5;M0.5/ TMTD 0.丁 Px 0.8/OTOS0.5/S1.5;M0.5/TMTD0.3/Px0.8/DTDM0.5/S1.5[2]（均为质量份）等体系不喷霜本文在前 人研究的基础上，针对EPDM的硫黄硫化体系中常用的促进剂种类的挑选、促进剂并用对EPDM硫化胶 物理机械性能和喷霜的影响作了一些初步探索，并与上述文献所列硫化体系进行对比实验，试图研制出综合 性能较好的配方，并模索出EPDM硫黄硫化体系优化设计的思路1 实验1 .1原材料EPDM,荷兰DSM公司K 512x50（充油50%）;ZBPD,广州联腾橡塑商贸有限公司提供（产地:美国）; 其他均为橡胶工业常用的原材料和助剂1 .2主要设备及仪器XSK 160型开放式炼胶机（上海第一橡胶机械厂）,QLB D400x400电热平板硫化机（上海第一橡胶 机械厂）,P3555B2盘式硫化仪（北京环峰化工机械实验厂）,XL 100型拉力实验机（广州广材实验仪器有限 公司）,LX A型邵氏橡胶硬度计（上海六中量仪厂），百分测厚仪（上海六菱仪器厂）,101-2型烘箱（上海沪南科 学仪器联营厂）,401 A型老化试验箱（上海市试验仪器总厂）。
1 .3 配方1 .3 .1母炼胶（份）EPDM150（含石蜡油50%）;氧化锌5 0;硬脂酸1 0;防老剂1 7;高耐磨炉黑55;石蜡油301 .3 .2硫化体系硫化体系的设计见表11 .4样品的制备称取2400gEPDM按配方在开炼机上炼成母炼胶，分成16等份分别加入相应的硫化体系配合剂, 薄通并打六次三角包，放宽辊距至3mm，打卷五次，出片用盘式硫化仪测得相应的硫化参数（160°C）然后在 平板硫化机上制取试片，取t 90+3min为正硫化时间，压力10MPa ,温度160C,排气5次1 5 性能测试硫化胶的拉伸性能按GB /T 528-1998测试（I型试样，拉伸速度500mm/min）;撕裂性能按GB/T 529-1999测试（直角型试样，拉伸速度500mm/min）;硬度按GB/T531-1999测试;热空气老化按GB/T 3512-1999测试（老化条件135°Cx72h ）用烘箱做加速喷霜实验（由生产经验总结得出,尚未见报道），将烘箱温 度设定为70C，取一大口容器盛放足够的水（确保72 h内不被烘干），用细线将硫化胶（2mm厚）试样悬挂于距 水面约2 cm处，保温72 h后取出观察。
2结果与讨论2 .1各硫化体系的硫化特性分析将配方1,2进行对比可见，t 10, t90及其他参数都极其相近，说明在该体系中硫黄用量相差0 6份对EPDM混炼胶的硫化特性影响不大配方9,10相比，t 10和t 90相差都较小，说明DTDM对EP DM的硫化特性影响不显著各配方硫化参数见表2轰1客荷化体系促进制种类和荷黄用昆■:临J件! L M D M rMTI> TRA FZ 翁DC 1 玖 Pa OTD5 O DII^M ZI1FD $10 JJ<} . 21. J"i0 Ji】1. .7J(KS1』1. .2q0 J0 .d1. .42L门30 J1 JO.K2L门卤0 5■0为■.■■2■■■LI70 5■0为■.■■■■J■1. .32 _02 „71. .00 J5O„751 -51. .5此1—
4II.1. 1.就.4?1.； 4CIX摆京L#S： 0J1 21. 2.44Jti -072：叫X引主1 =1M05A1. L W37 .351.； CJ ?1 ； 212； nS； 52B9 J5535 ■弟L； 1 11 ； J221 217? (KJCL.98L： 221 ： J62" 2K7： 34D1. J-J9J?.傩1.； CJ 71 ； 222； 16?r i』］配方12的硫化特性最好，t 10最大，t 50到t 90的时间差最短，混炼胶抗焦烧而且硫化速度快使用7DM, CZ的配方8,9,10,11,12有较长的t 10,配方10,12相比，不需要很多CZ即可达到延长t 10 的目的，一般情况下0 5份DM或CZ就足够了，配方10,11可以证明;若超速或超超速的促进剂用量比较大 时，应适当增加DM或CZ的用量，如配方3的t 10就较小；DM与CZ并用会降低其抗焦烧的效果，如配方 8的t 10小于配方9配方5,6相比，t90相差达1分多钟，说明Px或者TMTD会明显影响混炼胶的硫 化速度，增加TMTD用量会明显地缩短t 90配方5与配方C以及配方7与配方D之间只有TMTD用量 的差别，对比其t 90很容易发现这一点。
配方9,10,11的t90很接近，促进剂ZDC功不可没，增加ZDC 用量可显著增加EPDM的硫化速度从硫化机理来看，秋兰姆类促进剂促进硫化时要经过生成二硫代氨基 甲酸盐的阶段，在某种程度上可归为一类;配方3跟配方8相比，配方8的t 90还短，说明PZ对EPDM混 炼胶的t 90的影响比ZDC还大，PZ更易缩短EPDM混炼胶的t 90配方3与配方A相比，TRA用量 接近，同为二硫代氨基甲酸盐类促进剂，配方A中BZ用量比配方3中ZDC多0. 5份,而配方3的t 90还 短一分钟，说明ZDC对EPDM混炼胶t 90的影响大过BZ从PZ，ZDC，BZ对EPDM混炼胶t 90的影响综合来看，可以得出PZ〉ZDC〉BZ的结论，即对二硫代氨基甲酸盐类促进剂而言，氨基上的取 代基越大,其促进剂效果降低;秋兰姆类促进剂在某种程度上类似于二硫代氨基甲酸盐类促进剂（硫化过程 中），其促进效率也类似2. 2硫化胶物理机械性能比较各配方硫化胶力学性能测试数据见表3表3成化腰的方学性陇1 ■-雌卜、Ml lit■.ME,' g明嗷氏的的险“L i mi.1 diiii-R-LHiiiiiK1422 .4i v jSI. 0别J461 JA Mi勺』7401 #35 „0网1 .1.J1. 7 J很。
1#n .oA45dlLti .41 Jn ji5IM=1.11 4 JtiSO1. 1.wi.」.6所J .iS15 J1#n j7g1 .1.A1.1 AlAM933 -0SIT1 .1.IM J必07£5 J勺=1.115业6501 232 .71.045口 321 .51 K .771. 0HI'.0IIIMJ .21 3( 371. 01. 1.^1. J1 2430 .妃3 .216 JI76 CJ-摆30 JA51.心5A .11. 7 .732 J1150IMJ .SI M jfi勺Wl.」.C51.1 JJ .2Lti J5W62S „0D501 .1.J .41. 3」.5S053 2 J.由配方5,6,7,8可以看出，要想使EPDM硫化胶具有优异的综合物理机械性能,促进剂的用量 不能高，对比配方9,10可以看出，随促进剂总用量减少，硫化胶的拉伸强度，拉断伸长率，撕裂强度都明显增 大,这是由于促进剂用量增加,在有效硫含量相同的情况下硫化胶中单硫和双硫交联键增多,所得硫化胶的 交联密度较大，承受应力时，容易发生应力集中，导致弱的交联键首先断裂从而发展使硫化胶被破坏;但交联 密度较大时，硫化胶硫化充分,制品耐老化性能较好，拉断永久变形低。
对比配方1,2，拉伸强度、撕裂强度相差不明显，但是拉断伸长率、定伸应力、硬度相差明显;配方1的拉断 永久变形高达20%,是配方2的2倍,说明有效硫含量小于1.2份时，EPDM硫化胶交联密度不足;所以在 降低促进剂用量的同时应适当增加硫黄用量，以保证足够的交联密度;但硫黄用量也不宜增加太多，否则很 容易造成喷霜配方12使用了 5 7份的促进剂，仅硫化特性比较好，而物理机械性能并不十分突出ZBPD为新型的进口EPDM专用促进剂，与市场上常用的EG-3（数。