乙丙橡胶

乙丙橡胶系以单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡胶；以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得三元乙丙橡胶。乙丙橡胶分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，从而成为弹性体，由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙橡胶不但可以用硫黄硫化，同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性。

乙丙橡胶　　乙丙橡胶系以单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡胶；以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得三元乙丙橡胶。乙丙橡胶分子主链上，乙烯和丙烯单体呈无规则排列，失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性，从而成为弹性体，由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上，因此三元乙丙橡胶不但可以用硫黄硫化，同时还保持了二元乙丙橡胶的各种特性。
　　由于二元乙丙橡胶分子不含双键，不能用硫黄硫化，因而限制了它的应用。在乙丙橡胶商品牌号中，二元乙丙橡胶只占总数的10%左右。而三元乙丙橡胶可用硫黄硫化，从而获得了广泛的应用，并成为乙丙橡胶的主要品种，在乙丙橡胶商品牌号中占90%左右。
　　目前工业化生产的三元乙丙橡胶常用的第三单体有乙叉降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)、1，4-己二烯(HD)。近年来第三单体技术又有新发展，国外研制出用1，7-辛二烯、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯、3，7-二甲基-1，6-辛二烯、5，7-二甲基-1，6-辛二烯、7-甲基-1，6-辛二烯等作为三元乙丙橡胶的第三单体，使三元乙丙橡胶的性能有了新的提高。
　　三元乙丙橡胶中第三单体种类和含量对硫化速度、硫化橡胶的性能均有直接影响。其中，双环戊二烯(DCPD)作为第三单体，虽然价格较低，但此三元乙丙橡胶的硫化速度慢，难以与高不饱和度的二烯烃类橡胶并用；以乙叉降冰片烯(ENB)、6，10-二甲基-1，5，9-十一三烯等为第三单体的三元乙丙橡胶硫化速度快，前者已成为三元乙丙橡胶的主要品种。第三单体含量以碘值表示，三元乙丙橡胶的碘值一般为6-30，大多在15左右。碘值为6-10时，硫化速度慢，难与高不饱和橡胶并用；碘值为25-30时，为超高速硫化型，可用任何比例与高不饱和二烯烃橡胶并用。因此三元乙丙橡胶在与其他橡胶并用时，应注意选择适宜的三元乙丙橡胶品种。
　　已知三元乙丙橡胶所含第三单体的种类，炭黑填充时，硫化体系对硫化速度由快到慢的顺序如下：1.硫黄硫化体系：(1)乙叉降冰片烯，(2)1，4-己二烯，(3)双环戊二烯；2.过氧化物硫化体系：(1)双环戊二烯，(2)乙叉降冰片烯，(3)1，4-己二烯。
　　选用含乙叉降冰片烯为第三单体的三元乙丙橡胶，其硫化橡胶则具有较高的耐热性和拉伸强度以及较小的压缩**变形；而含双环戊二烯(DCPD)为第三单体的三元乙丙橡胶，成本较低，耐臭氧性较高，制品有臭味；含1，4-己二烯的三元乙丙橡胶不易焦烧，硫化后压缩**变形较小。
　　乙丙橡胶聚合分子结构中，乙烯/丙烯含量比对乙丙橡胶生胶和混炼胶性能及工艺性均有直接影响。应用时，可并用2-3种乙烯/丙烯含量比不同的乙丙橡胶以满足不同的性能要求。一般认为乙烯含量控制在60%左右，才能获得较好的加工性和硫化胶性能；丙烯含量较高时，对乙丙橡胶的低温性能有所改善；乙烯含量较高时，易挤出，挤出表面光滑，挤出件停放后不易变形。
　　乙丙橡胶的重均分子量为20万-40万，数均分子量为5万-15万，粘均分子量10万-30万。重均分子量与门尼粘度密切相关。乙丙橡胶门尼粘度值[ML(1+4)100℃]为25-90，高门尼值105-110也有不少的品种。随着门尼值的提高，填充量能也提高，但加工性能变差；其硫化后的乙丙橡胶的拉伸强度、回弹性均有提高。乙丙橡胶分子量分布指数一般为3-5，大多在3左右。分子量分布宽的乙丙橡胶具有较好的开炼机混炼性和压延性。近来，已研制出分子量采用双峰分布形式的三元乙丙橡胶，即在低分子量部分再出现一个较窄的峰，并减少极低分子量部分，此种三元乙丙橡胶既提高了物理机械性能，有良好的挤出后的挺性，又保证了良好的流动性及发泡率。
　　二、乙丙橡胶的主要性能
　　1.低密度高填充性
　　乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶，其密度为0.87。加之可大量充油和加入填充剂，因而可降低橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点，并且对高门尼值的乙丙橡胶来说，高填充后物理机械性能降低幅度不大。
　　2.耐老化性
　　乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在150-200℃下可短暂或间歇使用。加入适宜防老剂可提高其使用温度。以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。
　　3.耐腐蚀性
　　由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂(如汽油、苯等)及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降。在ISO/TR 7620中汇集了近400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料，并规定了1-4级表示其作用的程度，见表1。
　　表1 腐蚀性化学品对橡胶性能的影响
　　等级 体积溶胀率/% 硬度降低值 对性能影响
　　1 <10 <10 轻微或无
　　2 10-30 <20 较小
　　3 30-60 <30 中等
　　4 >60 >30 严重
　　4.耐水蒸汽性能
　　乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并优于其耐热性。在230℃过热蒸汽中，近100h后外观无变化。而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下，经历较短时间外观发生明显劣化现象。
　　5.耐过热水性能
　　乙丙橡胶耐过热水性能亦较好，但与所用硫化系统密切相关。以二硫代二**啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶，在125℃过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%。
　　6.电性能
　　乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性，电性能优于或接近丁苯橡胶、氯磺化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。
　　7.弹性
　　由于乙丙橡胶分子结构中无极性取代基，分子内聚能低，分子链可在较宽范围内保持柔顺性，仅次于天然橡胶和顺丁橡胶，并在低温下仍能保持。
　　8.粘接性
　　乙丙橡胶由于分子结构中缺少活性基团，内聚能低，加上胶料易于喷霜，自粘性和互粘性很差。
　　三、乙丙橡胶改性品种

 

　　 二元乙丙和三元乙丙橡胶从20世纪50年代末、60年代初开发成功以来，世界上又出现了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶(如EPDM/PP)，从而为乙丙橡胶的广泛应用提供了众多的品种和品级。改性乙丙橡胶主要是将乙丙橡胶进行溴化、氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。乙丙橡胶还有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年来，采用共混、共聚、填充、接枝、增强和分子复合等手段，获得了许多综合性能好的高分子材料。乙丙橡胶通过改性，也在性能方面获得很大的改善，从而扩大了乙丙橡胶的应用范围。
　　溴化乙丙橡胶是在开炼机上以经溴化剂处理而成。溴化后乙丙橡胶可提高其硫化速度和粘合性能，但机械强度下降，因而溴化乙丙橡胶仅适用于作乙丙橡胶与其他橡胶粘合的中介层。
　　氯化乙丙橡胶是将氯气通过三元乙丙橡胶溶液中而制成。乙丙橡胶氯化后可提高硫化速度以及与不饱和橡胶的相容性，耐燃性、耐油性，粘合性能也有所改善。
　　磺化乙丙橡胶是将三元乙丙橡胶溶于溶剂中，经磺化剂及中和剂处理而成。磺化乙丙橡胶由于具有热塑性弹性体的性质和良好的粘着性能，在胶粘剂、涂覆织物、建筑防水材料、防腐衬里等方面将得到广泛的应用。
　　丙烯腈接枝的乙丙橡胶以甲苯为溶剂，过氯化苯甲醇为引发剂，在80℃笔下使丙烯腈接枝于乙丙橡胶。丙烯腈改性乙丙橡胶不但保留了乙丙橡胶耐腐蚀性，而且获得了相当于丁腈-26的耐油性，具有较好的物理机械性能和加工性能。
　　热塑性乙丙橡胶(EPDM/PP)是以三元乙丙橡胶为主体与聚丙烯进行混炼。同时使乙丙橡胶达到预期交联程度的产物。它不但在性能上仍保留乙丙橡胶所固有的特性，而且还具有显著的热塑性塑料的注射、挤出、吹塑及压延成型的工艺性能。
　　除此之外，改性乙丙橡胶还有氯磺化乙丙橡胶、丙烯酸酯接枝乙丙橡胶等。