2種乙烯丙烯酸酯橡膠的對比研究

彈性體,2016-02-25,26(1):19~22研究●開(kāi)發(fā)CHINA ELASTOMERICS2種乙烯丙烯酸酯橡膠的對比研究*鄭愛(ài)隔,趙志鹛,史新妍°"(青島科技大學(xué)橡塑材料與工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗室,山東青島266042)摘要:選用了 美國杜邦公司生產(chǎn)的2個(gè)牌號的乙烯丙烯酸酯橡膠Vamac@G和Vamac@GLS,從相對分子質(zhì)量、玻璃化轉變溫度以及物理性能等方面進(jìn)行了對比研究。結果表明,與Vamac@G相比，Vamac@GLS的相對分子質(zhì)量較低，相對分子質(zhì)量分布較寬，玻璃化轉變溫度較低。炭黑填充的Vamac@GLS的Payne效應比VamacG明顯，說(shuō)明炭黑在VamacOGLS中分散較差。VamacGLS 生膠的門(mén)尼黏度稍低,但炭黑填充混煉膠的門(mén)尼黏度卻遠高于VamacOG。 采用相同的硫化體系時(shí)，VamacGLS的硫化程度高于Vamac@G. VamacDGLS的硬度、定伸應力、拉伸強度以及扯斷伸長(cháng)率均略高于Vamac@G,兩者的耐熱空氣老化性能接近。關(guān)鍵詞:乙烯丙烯酸酯橡膠;相對分子質(zhì)量;玻璃化轉變溫度;物理機械性能中圖分類(lèi)號: TQ 33.97文獻標識碼:A文章編號:1005-3174(2016>01-0019-04乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)是由美國杜邦公50;硬脂酸1. 0;RD 2;ZDMC 1;硬脂酸鈉4. 0;1#司最早研發(fā)問(wèn)世，由乙烯-丙烯酸酯共聚而成，硫化劑(己二氨基甲酸鹽) 1.5。其主鏈為飽和碳鏈,側鏈為極性酯基。與丙烯酸1.3 試樣制備酯橡膠(ACM)相比,AEM具有好的耐低溫性能將AEM投至哈爾濱哈普電器有限公司生產(chǎn)和耐臭氧攻擊性([23],被廣泛應用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機和的RM-200C型轉矩流變儀中混煉3~4 min,溫傳動(dòng)系統的各種密封部件和軟管,可使部件有好度為40 C、轉子的轉速為70 r/min,然后加入硬的綜合性能和可靠性[1。汽車(chē)業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展脂酸、RD、-半炭黑,再過(guò)5 min后加入另外一半推動(dòng)AEM的開(kāi)發(fā)[5)，近年來(lái)由于引擎罩下溫度炭黑,轉矩-時(shí)間曲線(xiàn)平穩后排料。在開(kāi)煉機上加不斷提高和新機油的采用,AEM已被北美和日人硬脂酸鈉、ZDMC和1#硫化劑,薄通4~6次后本的主要廠(chǎng)家用于制造TOC軟管。本文將美國下片,停放1d.將膠料在真空平板硫化機上硫化杜邦公司生產(chǎn)的VamacDG和VamacOGLS從相對分子質(zhì)量、玻璃化轉變溫度和基本物理性能等制得試片,硫化溫度為180 C。放置1d后進(jìn)行方面進(jìn)行了對比研究,以期為AEM的選用提供.二段硫化,硫化條件為100 CX5h,停放1d后裁成標準啞鈴型試樣,待用。技術(shù)參考。1.4 性能測試1實(shí)驗部分(1)相對分子質(zhì)量及其分布:用四氫呋喃溶.1 原料解2mg樣品,采用凝膠滲透色譜法(GPC)測定橡乙烯丙烯酸酯橡膠Vamac G和Vamac⑧膠的相對分子質(zhì)量及其分布。GLS:美國杜邦公司;炭黑N330:德固賽公司;硬(2)門(mén)尼黏度:采用美國Alpha 公司生產(chǎn)的脂酸、防老劑RD及ZDMC均為市售產(chǎn)品。門(mén)尼黏度儀按GB/T 1232. 1-2000測定混煉膠1.2 實(shí)驗配方的門(mén)尼黏度。實(shí)驗配方(質(zhì)量份)為:AEM100;炭黑N330(3)硫化特性:采用美國Alpha公司生產(chǎn)的.自然科學(xué)基金項目(51273101);山東省高?？萍加媱濏椖?12'A^1作者青介:鄭要隔(1989-7.安.山東荷澤人，在讀碩士研究生，主要研究方向中國煤化工料的研究。* *通訊聯(lián)系人:史新妍(1968-),女,山東萊西人,副教授,主要從事橡膠阻fYHCNMHG的研究工作。收稿日期:2015-12-09.●20●彈性體第26卷無(wú)轉子硫化儀按GB/T 16584-1996測定混煉膠升高。由圖2還可以看出,Vamac@GLS的玻璃的硫化特性?；D變溫度較Vamac@G低。玻璃化轉變溫度的(4)硬度:采用上海六菱儀器廠(chǎng)生產(chǎn)的硬度高低反映其耐低溫性的好壞，因此VamacGLS測試儀按GB/T 531-92測試試樣的硬度,測試的耐低溫性?xún)?yōu)于VamacG.溫度為室溫。(5)拉伸性能:采用臺灣高鐵公司生產(chǎn)的電0. 44-子拉力實(shí)驗機按GB/T 528-1998測試試樣的拉伸性能。0.40(6)差示掃描量熱分析(DSC):稱(chēng)量5~10-29.1 - Vamac@G-25.2mg橡膠樣品，剪碎,均勻平鋪在坩堝的底部，進(jìn)0.36- Vamac8 GLS樣進(jìn)行測試。掃描溫度為- 100~70 C,升溫速0. 32率為10 "C/min,氮氣氛圍。10 20(7)混煉膠動(dòng)態(tài)性能:采用美國Alpha公司生產(chǎn)的橡膠加工分析儀RPA2000進(jìn)行應變掃圖22個(gè)牌號 AEM的DSC曲線(xiàn)描,測試條件為:頻率1 Hz、溫度60 C.2.3 混煉膠的動(dòng)態(tài)性能2結果與討論混煉膠的動(dòng)態(tài)性能測試條件為:溫度60 C,2.1相對分子質(zhì)及其分布頻率1 Hz,應變范圍0. 28% ~100%。由圖1和表1可以看出,與天然橡膠相比,2將經(jīng)過(guò)密煉開(kāi)煉并且停置2d的填充50份個(gè)牌號AEM的相對分子質(zhì)量較高°0],其重均相N330的混煉膠進(jìn)行應變掃描測試。由圖3可以對分子質(zhì)量高達200萬(wàn)。VamacG的相對分子看出,隨著(zhù)應變的增大,儲能模量(G')呈現典型質(zhì)量比Vamac@GLS高,相對分子質(zhì)量分布較的非線(xiàn)性下降,這就是Payne效應[7-8]。VamacDVamacOGLS窄。GLS的初始G'明顯高于Vamac@G,隨著(zhù)應變增加G'的下降幅度(OG')也較大,表明炭黑在填充Vamac@GLS時(shí)形成的填料網(wǎng)絡(luò )程度較高,分散a-Vamac@ G性較差?！? Vamac&GLS1200- Vamac G1000●VamacBGLS00 t5時(shí)間/min圈1 2個(gè)牌號AEM的GPC曲線(xiàn)表12個(gè)牌號AEM相對分子質(zhì)量t及其分布相對分子質(zhì)及其分布Vamac@GVamac@GLS74 94758 04.110100M.225 578195 091Mw/M.3. 0103. 361應變/%圉3 G'~應變曲線(xiàn)2.2 DSC 分析由圖2可以看出,2個(gè)牌號AEM的玻璃化轉2.4門(mén)尼黏度變溫度比二烯類(lèi)橡膠偏高,這是因為AEM有大圖4為2個(gè)牌號AEM的生膠和混煉膠的門(mén)的極性側鏈,由于其極性的相互作用和空間位阻尼黏度。中國煤化工G;生膠的門(mén)尼.效應使內旋轉位壘升高,從而使玻璃化轉變溫度黏度較VaCNM H GacG的相對.第1期鄭愛(ài)隔,等.2種乙烯丙烯酸酯橡膠的對比研究●21●分子質(zhì)量分布較窄有關(guān)。從圖4還可以看出,炭表22個(gè)牌號 AEM的硫化特性參敷黑填充后膠料的門(mén)尼黏度均明顯增加,這是因為碲化特性Vamac@GVamsc@GLS一部分橡膠大分子鏈吸附在炭黑粒子表面形成結ML/(dN. m)0. 67Mn/(dN. m)17.8118.42 .合橡膠,還有一部分橡膠大分子在炭黑聚集體鏈MH - ML/(dN. m)17.1417. 37枝狀結構中形成包容膠。在加人50份炭黑時(shí)，t1o/ min740. 98tgo/ min3. 0313. 04VamacOGLS的門(mén)尼黏度遠高于VamacG,這是因為炭黑在Vamac@GLS中分散性較差,形成較2.6物理機械性能多的炭黑填料網(wǎng)絡(luò ),使門(mén)尼黏度顯著(zhù)增加。表3和圖6分別為相同的硫化體系下2個(gè)牌100 r號AEM的物理機械性能和應力-應變曲線(xiàn)圖。由表4可以看出, Vamac GLS的硬度、定伸應200生膠.8(混煉膠力、拉伸強度和扯斷伸長(cháng)率均略高于Vamac@G.60-58.9橡膠的相對分子質(zhì)量、填料的分散性以及硫化程度對橡膠的物理機械性能均有影響,其中硫化程40-度對VamacDG和Vamac@GLS的物理機械性能_24.620影響較大,因此與VamacD G相比，Vamac@ GLS物理機械性能較好。VamacGVamaco GLS圖4生膠和混煉膠的門(mén)尼黏度20-2.5硫化特性5+由圖5和表2可以看出,2個(gè)牌號AEM的最大扭矩(M;)均較高,這源于橡膠分子鏈的挺性和國101- VamacB G●- VamacOGLS炭黑的補強作用C+10]。此外，在采用相同的硫化體系時(shí)，VamacOG的前期硫化速度較Vamac@100200300400 500GLS快,后期硫化速度較慢,因而二者的正硫化時(shí)間相當。Vamac⑧GLS的硫化程度(M;-ML)應變/%較高。2個(gè)牌號AEM的焦燒時(shí)間均小于1min,圉62個(gè)牌號 AEM的應力-應變曲線(xiàn)因此在制備制品時(shí)應加人防焦劑以防早期焦燒，表32個(gè)牌號AEM的物理機械性能影響制品性能。由圖5還可以看出,這2個(gè)膠的Vamac⑧GVamac⑧GLS硫化曲線(xiàn)在25 min后呈緩慢上升趨勢,因此為保邵爾A硬度7680證其性能應進(jìn)行二段硫化使其硫化程度更高、交100%定伸應力/MPa3. 623. 95300%定伸應力/MPa14. 5715.04聯(lián)網(wǎng)絡(luò )更穩定。拉伸強度/MPa20. 021.7扯斷伸長(cháng)事/%374766-2.7熱空 氣老化性能12-由表4和圖7可以看出,熱空氣老化后,2個(gè)牌號AEM的硬度、定伸應力和拉伸強度均增加,備扯斷伸長(cháng)率均降低。這說(shuō)明AEM在老化的過(guò)程- Vamac8GLS .中以熱交聯(lián)為主,交聯(lián)程度增加,交聯(lián)點(diǎn)間的相對分子質(zhì)量降低,對鏈段運動(dòng)的限制增加,使得扯斷51015202530伸長(cháng)率降低。Vamac@G的拉伸強度的變化較時(shí)間/minVamaCGLS中國煤化芏耐熱空氣老圖5 2個(gè)牌號AEM的硫化特性曲線(xiàn)化性較好。HMHCNMHG氣老化前后.●22●彈性體第26卷這2個(gè)膠的應力-應變的曲線(xiàn)很相近,表明其耐熱(3) VamacOG 生膠的門(mén)尼黏度稍高,但空氣老化性能也相近。Vamac@GLS混煉膠的門(mén)尼黏度遠高于Vamac⑧表42個(gè)牌號AEM的耐熱空氣老化性能"G;VamacDGLS的硫化程度高于Vamac@G。性能Vamac@GVamac@GIS(4) Vamac@GLS的硬度、定伸應力、拉伸強邵爾A硬度76/7780/82度以及扯斷伸長(cháng)率均略高于VamacDG;兩者的耐100%定伸應力/MPa3.62/6.373. 95/6. 78熱空氣老化性能接近。拉伸強度/MPa20. 0/21.021. 7/24.0拉伸強度變化事/%10.6扯斷伸長(cháng)率/%437/266476/320參考文獻:1)‘/'繭后分別為熱空氣老化前后的性能,老化條件為100 cx[1] 肖風(fēng)亮. Vamac乙烯丙烯酸酯三元共聚物系列專(zhuān)題講座72h,(一) Vamac聚合物及其性能概述[J].世界橡膠工業(yè)，2009 ,36()):1-3.[2]張洪振，成建強， 邱桂學(xué). AEM橡膠硫化及補強體系的研究25-[J].特種橡膠制品, 2010, 31(2): 26-29. D0I: 10. 3969/j.issn. 1005- 4030.2010. 02.006.3] 凌維豐,王彩杰,羅權輥.共混比對AEM/MVQ共混膠性能的影響[J].特種橡膠制品,2011,32(2):21-24.4] 吳云臺,王玉. Vamac乙烯/丙烯酸酯彈性體在汽車(chē)中的應- VamacBG10一Vamac G after用[J].橡膠參考資料,2005 ,35(1);31-33.-Vamac&GLS5]楊鳴.丙烯酸酯橡膠材料技術(shù)研發(fā)動(dòng)向[J].世界橡膠工業(yè)，5t,一VamacB GLS after2015,42(3):50-54.[6] 陳海芳,張華平,陳旭國.天然橡膠分子量分子量分布及其10020030性能的研究[J].廣西熱帶農業(yè),2008 (3):9-12. DOI: 10.應變/%3969/j. issn. 2095-0764.2008. 03. 004.7] MAJ H,ZHANG L Q,WU Y P. Characterization of fller-圖7熱空氣老化前后的應力-應變曲線(xiàn)rubber interaction, fller network structure, and their effectson viscoelasticity for styrene-butadiene rubber flled with3結論different fllers[J]. Journal of Macromolecular Science(PartB) ,2013,52(8).1128-1141.PAYNE A R. The dynamic properties of carbon black-load-(1)與VamacOG相比, VamacOGLS的相對ed natural rubber vuleanizates:Part I[J]. 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In Vamac@GLS Carbon black dispersion was worsethan that in VamacO G. For raw rubber the Mooney viscosity of Vamac G was higher, but the com-pound of VamacO GLS was obviously higher. The hardness , tensile stress , tensile strength and elonga-tion at break of Vamac@GLS were slightly higher than the VamacOG.Key words: ethylene acrylic rubber( AEM) ;relative molecula中國煤化工:emperature;mechanical properties"FYHCNM HG.