三元乙丙橡胶配方设计简述

三元乙丙（EPDM）是乙烯，丙烯及非共轭烯烃的三元共聚物，由于其主链饱和性高，所以它最主要的特性就是其优越的耐氧化，抗臭氧和抗化学侵蚀能力。同时EPDM具有极好的硫化特性，可以采用硫磺硫化和过氧硫磺等多种手段。在所有橡胶中EPDM具有最低的比重。配合上可以大量填充各种填料，和油类，因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。

三元乙丙在配方设计时主要考虑如下方面：

1.生胶种类的选择：EPDM配方设计生胶的选择至关重要，其主要有如下性质：

a.第三单体

b.丙烯含量

c.门尼粘度

d.充油量

特别是第三单体决定了EPDM的硫化速度，压缩变形等性能：常用的第三单体是ENB（乙叉降冰片烯）和DCPD。大致区别ENB:硫化速度快，拉伸强度高，压缩变形低；且随着含量增加，这些性能成正比，但成本也将提高。DCPD：有防焦性，低永久变形，成本低。ENB更为普遍。

其他几个性能也影响到了EPDM的填充量，加工工艺，老化性能等，也对配合设计影响重大。

2.硫化体系：EPDM普遍可以采用硫磺硫化或者过氧硫化体系。

采用硫磺硫化，工艺加工性能较好，易于修边，物理性能好，成本低。

采用过氧硫化：耐老化性能优异，压缩变形小。但成本略高，且工艺性能有缺陷。

值得注意的是，采用硫磺硫化，由于硫磺和促进剂在三元乙丙中溶解度较低，所以特别容易喷霜，不易过多采用，硫磺用量增加，硫化速度快，硬度高，扯断强度和定伸应力都会增加，但在增加喷霜风险的同时，耐热老化性能和压缩变形性能下降。为了达到性能和工艺的平衡，EPDM通常采用多种促进剂进行配合。例如S/TT/DM/CZ(1:0.8:1.2:1)。

过氧硫化则可以采用BP,DCP,双25，用量2-7份，并可配合适量交联助剂，如TAIC，也可添加少量硫磺0.5份左右提高加工工艺性能。

3.氧化锌和硬脂酸

不管是过氧硫化还是硫磺硫化，氧化锌都可以提高交联活性，提升交联密度，抗返原性，并且提高耐EPDM的耐热性能和动态疲劳性能。

硬脂酸的作用除了提高胶料的加工性，促进材料分散，还可以提高硫磺硫化的交联密度。

4.补强体系

EPDM是非结晶橡胶，本身机械强度较低，需要补强剂改善，首选自然是炭黑，主要有高耐磨，半补强，快压出等，用法用量可视对物理性能的要求而定。

白炭黑也有一定补强性能，但因为其自身的酸性影响硫化，降低硫化速度和交联密度，所以在使用白炭黑的同时，最好加入硅烷偶联剂等加以调节。

碳酸钙，陶土，滑石粉等矿物填料基本没有补强作用，但它们可以大量填充在EPDM橡胶中，达到降低成本的作用。当EPDM大量填充时，需要添加活化分散剂聚乙二醇（PEG4000）等。

5.增塑体系

广泛应用于乙丙橡胶的增塑剂石蜡油，其他还有一些石油系油，如芳烃油和环烷油，不太常用的有树脂和松焦油等，石蜡油可大量填充在EPDM橡胶中，用量5-120phr。石蜡油按照粘稠度和闪点有不同的分类。

6.防护体系

乙丙橡胶本身具有极好的耐老化性能，聚合是原料中又加入了少量防老剂作为稳定剂，所以三元乙丙配合一般不用防老剂，只是在高温下使用的制品中加入少量。如防老剂2246酚类防老剂，胺类防老剂在乙丙中不但容易喷霜还影响硫化性能，所以很少采用。

配方举例：