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[摘 要]在生产挤出型材时，盛行使用高硬度橡胶材料代替部分热塑性塑料和金属，这是因为EPDM塑料可以实现与软胶料共压出，同时能够和软胶料均匀硫化，制作出的制品能在更广泛的温度范围内实现隔热、密封、降噪等性能。因此生产高硬度EPDM引起了相当范围内的广泛关注。
[关键词]高硬度EPDM 胶料 配方设计 技巧
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0045-01
一、HC –EPDM
此次研究使用茂金属催化技术制备触动HC-EPDM以及其与市售的EPDM的共混物。
（一）试验方法和测试
本次实验采用的实验器械是密炼机，全程在实验室进行，严格按照标准的逆序混炼工序进行。排胶温度设定为140°C，在开炼机上加入硫化剂，按照ASTM或者ISO标准对胶料或者硫化胶进行物理测试。对于无法获得对应ASTM或者ISO标准程序的聚合物特性测试，本研究的实验方法沿用了杜邦·道聚合物公司的标准程序[1]。
（二）实验过程和结果
实验最初步骤选择EPDM胶料要滿足乙烯含量分别为70%，75%，78%，85%，93%，门尼粘度达到17-20个门尼单位。
对炭黑的混入时间进行设定，即在混炼过程中，填料换入生胶所耗用的时间。评定填料分散程度、混料效率以及填料加工时间时，将BIT作为指标。
本次研究表明了胶料混炼特性和硫化胶刚性度之间的关系。即，EPDM结晶度和硫化胶的模量成正比关系，而混炼效率则是负比。即，结晶度高，模量高，但混炼效率变差。
区分不同的聚合物可以通过对比聚合物的固有特性，如，复数粘度和温度的关系。
此次研究采用橡胶加工分析仪测定胶料的复数粘度和温度关系。一般来说，结晶性好的胶料，一旦温度超过熔点，短时间内粘度会降低。如果低于临界温度，聚合物保持非熔融状态，刚性太大，无法进行混炼。而乙烯含量达到70%的半结晶性EPDM，其Tc=36℃，在高于36℃的温度范围内，复数粘度和温度关系呈线性曲线关系，表明其能较快进入混炼加工状态[2]。
二、HC-EPDM和SC-EPDM混用
由实验一可得知，单独使用HC-EPDM在当前的技术条件下不具备现实可行性，那么可以尝试把HC-EPDM和市售的SC-EPDM混用，其中HC-EPDM的乙烯含量要求在75%～93%，商业SC-EPDM乙烯含量为70%，其使用目的主要是推动混炼加工，在混炼机进入吃粉阶段时，SC-EPDM能产生高剪切力，促使混炼室温度骤升，能对HC-EPDM的熔融和混合产生积极的推动作用。研究发现，要使胶料获得最好最平衡的物理性能好加工性能，那么要满足 SC-EPDM与HC-EPDM的混用比例为70：30，实验结果如下表：
三、热塑性塑料和热固性树脂
在当前的橡胶生产中，热塑性塑料以及热固性树脂都能发挥添加剂的功能，帮助实际生产中提升胶料的硬度和刚性。
基于此种情况，在 HC-EPDM和SC-EPDM混用实验中，把以上两种材料作为添加剂进行研究。
在SC-EPDM中加入树脂（高结晶乙烯-辛烯共聚物；HS-SBR；含HMT固化剂的PF）作为添加剂，其次，通过上一节实验可知，在 SC-EPDM和HC-EPDM共混比达到70∶30时，硫化胶的物理性能和加工性能达到最佳的平衡状态。因此在本次实验中，我们使用HC-EPDM（乙烯含量分别为85%、93%）和SC-EPDM进行混用实验，根据实验结果乙烯质量含量为93%的HC-EPDM和SC-EPDM混用实验中，当温度达到100℃时，很难测定胶料的粘度，会给现行的塑胶实际生产带来很大难度。
四、实验结果和配方分析
（一）胶料粘度
通常情况下，100℃温度下测定的胶料粘度代表着在普通条件下该胶料的加工适应性能。本次实验中，我们通过添加聚烯烃树脂或者液态BR来降低基础配方的胶料粘度。而同样的现象也发生在HC-EPDM和SC-EPDM混用实验中。
（二）硫化胶物理性能
实验结果证明，不同的添加材料会直接影响硫化胶的硬度以及模量，这一点明确地体现在可交联的热固性材料，尤其是液态BR和PF树脂效果最为显著。但热塑性树脂却显然无法实现这一要求。
（三）高温下硫化胶的刚性度
本次实验分布在室温和100℃的情况下测出了不同硫化胶的10%定伸应力值[3]。空白实验配方的EPDM胶料和加了热塑性聚烯烃的配方在室温下测试出的模量较低，当温度升至 100℃时，测量的模量下降超过一半。但是对于添加了液态BR、 HS-SBR和PF树脂的配方，随着温度的升高，也会导致硫化胶模量下降，但是速率非常缓慢，其中尤以添加了PF树脂和液态BR的差异更为明显。
（四）热塑性聚烯烃树脂
此类树脂和EPDM具有较强的兼容性，能提高EPDM硫化胶的刚性度和硬度，但作用非常有限。而且因为聚烯烃的完全饱和性，很难对硫黄硫化过程实施干预，导致出现未硫化相。
（五）PF树脂和液态BR
PF树脂也称酚醛树脂，具有较强的耐酸性、耐热性，广泛应用于塑胶粘剂、阻燃材料等行业中，其交联机理十分清楚，用HMT实行交联，形成多因次交联网络，得到的制品硬度很高。
在当前的生产条件下，笔者推荐使用HC-EPDM和SC-EPDM混用作为获得高硬度EPDM的最佳配方，两者混用过程可以满足硫化胶的刚性度和硬度要求。另外为进一步提高硫化胶的硬度，可以适当添加液态BR、PF树脂作为加工助剂。
参考文献
[1]王韶晖，. 高硬度EPDM配方设计技术[J]. 橡胶参考资料，2003，（4）.
[2]孟逸东，王健，肖建斌，于佳珍，. 助交联剂在彩色高硬度EPDM胶料中的应用[J]. 橡塑技术与装备，2015，（7）.
[关键词]高硬度EPDM 胶料 配方设计 技巧
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0045-01
一、HC –EPDM
此次研究使用茂金属催化技术制备触动HC-EPDM以及其与市售的EPDM的共混物。
（一）试验方法和测试
本次实验采用的实验器械是密炼机，全程在实验室进行，严格按照标准的逆序混炼工序进行。排胶温度设定为140°C，在开炼机上加入硫化剂，按照ASTM或者ISO标准对胶料或者硫化胶进行物理测试。对于无法获得对应ASTM或者ISO标准程序的聚合物特性测试，本研究的实验方法沿用了杜邦·道聚合物公司的标准程序[1]。
（二）实验过程和结果
实验最初步骤选择EPDM胶料要滿足乙烯含量分别为70%，75%，78%，85%，93%，门尼粘度达到17-20个门尼单位。
对炭黑的混入时间进行设定，即在混炼过程中，填料换入生胶所耗用的时间。评定填料分散程度、混料效率以及填料加工时间时，将BIT作为指标。
本次研究表明了胶料混炼特性和硫化胶刚性度之间的关系。即，EPDM结晶度和硫化胶的模量成正比关系，而混炼效率则是负比。即，结晶度高，模量高，但混炼效率变差。
区分不同的聚合物可以通过对比聚合物的固有特性，如，复数粘度和温度的关系。
此次研究采用橡胶加工分析仪测定胶料的复数粘度和温度关系。一般来说，结晶性好的胶料，一旦温度超过熔点，短时间内粘度会降低。如果低于临界温度，聚合物保持非熔融状态，刚性太大，无法进行混炼。而乙烯含量达到70%的半结晶性EPDM，其Tc=36℃，在高于36℃的温度范围内，复数粘度和温度关系呈线性曲线关系，表明其能较快进入混炼加工状态[2]。
二、HC-EPDM和SC-EPDM混用
由实验一可得知，单独使用HC-EPDM在当前的技术条件下不具备现实可行性，那么可以尝试把HC-EPDM和市售的SC-EPDM混用，其中HC-EPDM的乙烯含量要求在75%～93%，商业SC-EPDM乙烯含量为70%，其使用目的主要是推动混炼加工，在混炼机进入吃粉阶段时，SC-EPDM能产生高剪切力，促使混炼室温度骤升，能对HC-EPDM的熔融和混合产生积极的推动作用。研究发现，要使胶料获得最好最平衡的物理性能好加工性能，那么要满足 SC-EPDM与HC-EPDM的混用比例为70：30，实验结果如下表：
三、热塑性塑料和热固性树脂
在当前的橡胶生产中，热塑性塑料以及热固性树脂都能发挥添加剂的功能，帮助实际生产中提升胶料的硬度和刚性。
基于此种情况，在 HC-EPDM和SC-EPDM混用实验中，把以上两种材料作为添加剂进行研究。
在SC-EPDM中加入树脂（高结晶乙烯-辛烯共聚物；HS-SBR；含HMT固化剂的PF）作为添加剂，其次，通过上一节实验可知，在 SC-EPDM和HC-EPDM共混比达到70∶30时，硫化胶的物理性能和加工性能达到最佳的平衡状态。因此在本次实验中，我们使用HC-EPDM（乙烯含量分别为85%、93%）和SC-EPDM进行混用实验，根据实验结果乙烯质量含量为93%的HC-EPDM和SC-EPDM混用实验中，当温度达到100℃时，很难测定胶料的粘度，会给现行的塑胶实际生产带来很大难度。
四、实验结果和配方分析
（一）胶料粘度
通常情况下，100℃温度下测定的胶料粘度代表着在普通条件下该胶料的加工适应性能。本次实验中，我们通过添加聚烯烃树脂或者液态BR来降低基础配方的胶料粘度。而同样的现象也发生在HC-EPDM和SC-EPDM混用实验中。
（二）硫化胶物理性能
实验结果证明，不同的添加材料会直接影响硫化胶的硬度以及模量，这一点明确地体现在可交联的热固性材料，尤其是液态BR和PF树脂效果最为显著。但热塑性树脂却显然无法实现这一要求。
（三）高温下硫化胶的刚性度
本次实验分布在室温和100℃的情况下测出了不同硫化胶的10%定伸应力值[3]。空白实验配方的EPDM胶料和加了热塑性聚烯烃的配方在室温下测试出的模量较低，当温度升至 100℃时，测量的模量下降超过一半。但是对于添加了液态BR、 HS-SBR和PF树脂的配方，随着温度的升高，也会导致硫化胶模量下降，但是速率非常缓慢，其中尤以添加了PF树脂和液态BR的差异更为明显。
（四）热塑性聚烯烃树脂
此类树脂和EPDM具有较强的兼容性，能提高EPDM硫化胶的刚性度和硬度，但作用非常有限。而且因为聚烯烃的完全饱和性，很难对硫黄硫化过程实施干预，导致出现未硫化相。
（五）PF树脂和液态BR
PF树脂也称酚醛树脂，具有较强的耐酸性、耐热性，广泛应用于塑胶粘剂、阻燃材料等行业中，其交联机理十分清楚，用HMT实行交联，形成多因次交联网络，得到的制品硬度很高。
在当前的生产条件下，笔者推荐使用HC-EPDM和SC-EPDM混用作为获得高硬度EPDM的最佳配方，两者混用过程可以满足硫化胶的刚性度和硬度要求。另外为进一步提高硫化胶的硬度，可以适当添加液态BR、PF树脂作为加工助剂。
参考文献
[1]王韶晖，. 高硬度EPDM配方设计技术[J]. 橡胶参考资料，2003，（4）.
[2]孟逸东，王健，肖建斌，于佳珍，. 助交联剂在彩色高硬度EPDM胶料中的应用[J]. 橡塑技术与装备，2015，（7）.