EPDM/PP/POE熱塑性彈性體性能的研究

張艷芬，勞俊杰，肖建斌

（青島科技大學橡塑材料與工程教育部重點實驗室，山東 青島 266042）

動態硫化是熱塑性彈性體獲得優良性能的關鍵。在動態硫化的強剪切力作用下，橡膠和樹脂熔融共混的同時，橡膠相硫化交聯，制備的熱塑性彈性體微觀上呈海-島結構，其中樹脂相為連續相（海相），橡膠相為分散相（島相），這種結構可使熱塑性彈性體同時具有高彈性和熱塑性[1]。樹脂作為連續相，起熱塑性和增強的作用。此外，加工工藝、硫化劑種類和用量、硫化時間和硫化溫度等都會影響熱塑性彈性體的性能[2]。據報道，酚醛樹脂硫化體系僅對雙鍵起作用，可兼顧熱塑性彈性體的加工性能和物理性能[3]，具有綜合優勢。

本工作研究三元乙丙橡膠（EPDM）/聚丙烯（PP）/聚烯烴彈性體（POE）熱塑性彈性體的性能，考察溴化辛基酚醛樹脂SP-1055用量和POE牌號對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體性能的影響。

1 實驗

1.1 原材料

EPDM，牌號3670，杜邦公司產品。PP，牌號T30S，中國石油化工集團公司產品。POE，牌號8150，美國陶氏化學公司產品；牌號810和710，日本三井化學集團產品。溴化辛基酚醛樹脂SP-1055，進口產品。其他配合劑均為橡膠工業常用原材料。

1.2 配方

EPDM，43.5；PP，13；POE，43.5；填料N85，13；酚醛樹脂SP-1055，變量（1.8，2.2，2.6，3.0，3.4）。

1.3 試樣制備

將POE和PP加入密煉機混煉室中，在180 ℃下熔融混合，加入EPDM母煉膠，分批加入填料N85，混煉均勻，進行動態硫化。

1.4 主要設備與儀器

X（S）K-160型開煉機，上海雙翼橡塑機械有限公司產品；XSS-300型密煉機，上海科創橡塑機械設備有限公司產品；HS100T-FTMO-90型電加熱平板硫化機，佳鑫電子設備科技有限公司產品；XLB平板硫化機，青島第三橡膠機械廠產品；GT-M2000-A型無轉子硫化儀、AI-7000M型電子拉力機和401A型熱空氣老化試驗箱，臺灣高鐵科技股份有限公司產品；HD-10型測厚儀，上海六菱儀器廠產品；LX-A型邵氏硬度計，上海六中量儀廠產品。

1.5 性能測試

邵爾A型硬度測試按GB/T 531進行；拉伸性能測試按GB/T 528進行；高溫壓縮永久變形測試按GB/T 7759進行，試驗條件為70 ℃×24 h，限制器高度4.71 mm，壓縮率25%。

2 結果與討論

2.1 酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體性能的影響

與用硫黃作硫化劑相比，用酚醛樹脂SP-1055作硫化劑，熱塑性彈性體具有優異的耐熱氧老化性能，高溫穩定性好，且無硫化返原現象，壓縮永久變形小，但動態性能差。酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體性能的影響如圖1～6所示（POE牌號為810）。可以看出：隨著酚醛樹脂SP-1055用量增大，熱塑性彈性體的硬度增大，拉斷伸長率、拉斷永久變形和壓縮永久變形呈減小趨勢，這是由于酚醛樹脂SP-1055用量增大，EPDM交聯程度增大，共交聯部分增多，硬度增大[4]，同時交聯鍵增加，分子運動受到限制，熱塑性彈性體的拉斷伸長率和壓縮永久變形減小，酚醛樹脂SP-1055用量為2.6份時，熱塑性彈性體的100%定伸應力和拉伸強度較高。

圖1 酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體邵爾A型硬度的影響

圖2 酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體100%定伸應力的影響

圖3 酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體拉伸強度的影響

圖4 酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體拉斷伸長率的影響

圖5 酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體拉斷永久變形的影響

圖6 酚醛樹脂SP-1055用量對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體壓縮永久變形的影響

2.2 POE牌號對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體性能的影響

選擇POE710，810和8150進行對比試驗（酚醛樹脂SP-1055用量為1.8份）。EPDM/PP/POE熱塑性彈性體性能如表1所示。可以看出，與采用POE710和POE8150的熱塑性彈性體相比，采用POE810的熱塑性彈性體硬度、定伸應力、拉伸強度和拉斷永久變形較大，這是由于采用POE810的熱塑性彈性體的熔點和結晶體含量高，交聯密度較大。綜合來看，用酚醛樹脂SP-1055硫化的EPDM/PP/POE810熱塑性彈性體的物理性能較好。

表1 POE牌號對EPDM/PP/POE熱塑性彈性體物理性能的影響

3 結論

（1）隨著酚醛樹脂SP-1055用量增大，EPDM/PP/POE810熱塑性彈性體的硫化程度增大，硬度提高，拉斷伸長率、拉斷永久變形和壓縮永久變形呈減小趨勢；100%定伸應力和拉伸強度先提高后降低。

（2）與EPDM/PP/POE710和EPDM/PP/POE8150熱塑性彈性體相比，EPDM/PP/POE810熱塑性彈性體的硬度、100%定伸應力、拉伸強度和拉斷永久變形較大，壓縮永久變形較小，綜合物理性能較好。