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防護(hù)體系對過氧化物硫化EPDM耐高溫老化性能的影響

文檔作者：翁國文單培王剛王浩文檔來源：徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料系		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年07月16日
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第34卷第6期
2007年6月
世界橡膠工業(yè)
World Rubber Industry
V01．34 No．6：10— 15
Jun．200r7
防護(hù)體系對過氧化物硫化EPDM
耐高溫老化性能的影響
翁國文， 單 培， 王 剛， 王 浩
(徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料系，江蘇徐州221140)
摘要i 采用對比法探討防老劑單用和并用及用量對DCP硫化EPDM耐高溫老化性能的影響，結(jié)果
表明防老刺N(yùn)BC的防護(hù)效果較好，其用量在2質(zhì)量份左右為佳。防老劑并用后能較好地改善防老效能，
其中以NBC／MB和NBC／DNP并用為好。
關(guān)鍵詞： 防老荊；耐高溫老化性能；EPDM
中圖分類號：TQ 330，38 2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671．8232(2007)06．0010．06
橡膠的耐熱老化主要受橡膠結(jié)構(gòu)、硫化體
系、防老體系等因素的影響，主鏈鍵能高、飽和
度高(不飽和度低)、極性高的橡膠耐老化性好。
此外側(cè)鏈的結(jié)構(gòu)也對橡膠耐老化性有一定影
響。三元乙丙橡膠(EPDM)是由乙烯、丙烯和少
量第三單體共聚而成的，是一種非極性不結(jié)晶
低不飽和橡膠，具有較好的耐高溫老化等特性，
使用溫度可達(dá)120 150℃。在防老性能要求較
低情況下可不使用防老劑，制作耐高溫耐老化
橡膠制品(如蒸汽膠管、電纜、耐熱輸送帶
等)u 。硫化體系中過氧化物硫化體系由于生
成鍵能較高的碳碳交聯(lián)鍵，因而其硫化橡膠耐
高溫老化性較好；防老劑對二烯類橡膠(不飽和
橡膠)耐老化性影響較大，同時(shí)對低不飽和橡膠
也有一定的影響，這里我們就防老體系對
EPDM耐熱性進(jìn)行討論。
1 實(shí)驗(yàn)
1．1 主要原材料
EPDM 4045：吉林化學(xué)工業(yè)股份有限公司；
DCP：江蘇太倉塑料助劑廠；其它配合劑均為常
用的工業(yè)配合劑。
基本配方：EPDM 4045：100；炭黑N330：50；
硫化劑DCP：3；硫黃：0．3；促進(jìn)劑CZ：0．8；防老
劑：變量。
1．2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
開煉機(jī)(XK．160)：無錫市第一橡塑機(jī)械設(shè)
備廠；平板硫化機(jī)(QLB．350 X 350×2)：無錫市
第一橡塑機(jī)械設(shè)備廠；橡膠電子拉力機(jī)(JDIJ．
2500N)：江都新真威試驗(yàn)機(jī)械有限責(zé)任公司；橡
膠老化試驗(yàn)箱(401B)：江都試驗(yàn)機(jī)械廠。
1．3 試樣制備過程
先將EPDM在開煉機(jī)上薄通2遍，加入配
方中定量部分的成分，如填料體系、硫化體系，
制成母膠?；鞜捿仠貫椋呵拜仠囟?5±5~C，后
輥溫度50±5℃。加料順序?yàn)镋PDM-*促進(jìn)劑
c 炭黑N330--~硫化劑DCP、S。之后翻煉并
均勻出片。再分為若干份，加入不同的防老劑
翻煉均勻。在平板硫化機(jī)上硫化試片，硫化溫
度為170~C，硫化壓力為15 MPa(表壓)，硫化時(shí)
間為8．5 min。
1．4 性能測試
硫化膠拉伸性能的測定按GB／T528．1998
進(jìn)行；邵爾A硬度的測定按GB／T531．1999進(jìn)
行；硫化膠耐熱空氣老化性能的測定按GB／
T3512-2001進(jìn)行(老化條件為150~C X 168 h)；
滾筒耐磨性按GB／T9867．1988進(jìn)行(磨耗行駛
里程為40 m)。
2 結(jié)果與討論
2．1 防老劑的品種不同對耐熱老化性的影響
單用常用的防老劑進(jìn)行對比(用量為2質(zhì)
量份)，試驗(yàn)的結(jié)果如表1所示。
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第34卷第6期翁國文等．防護(hù)體系對過氧化物硫化EPDM耐高溫老化性能的影響·i1·
注：防老劑MB：2_巰基苯并咪唑；防老劑BLE：丙酮和二苯胺高溫反應(yīng)產(chǎn)物；防老劑4010NA：N一異丙基一N 一苯基對苯二胺；防老
劑4020：N．(1，3．二甲基丁基)．N ．苯基對苯二胺；防老劑DNP：N。N 一二(8-萘基)對苯二胺；防老劑A：N一苯基一 萘胺；防老劑D：N一苯
基 8-萘胺；防老劑NBC：二丁基二硫代氨基甲酸鎳；防老劑RD：2，2。4一三甲基一1，2一二氫化喹啉聚合體
從表1可知，經(jīng)過長時(shí)間高溫老化后膠料 伸長率下降率：D>MB>4020>4010NA>
性能的變化表現(xiàn)為硬度上升、拉伸強(qiáng)度下降、伸
長率下降，這表明過氧化物硫化EPDM膠料的
高溫長時(shí)間老化行為是典型的結(jié)構(gòu)化過程，不
同防老劑由于抗熱氧老化的防護(hù)效果不同，對
EPDM高溫長時(shí)間老化后的性能影響也不同。
各種防老劑對老化性能變化值排列為：
邵氏A硬度變化值：D>4020>BLE、NBC
>MB>4010NA >A >DNP>RD：
拉伸強(qiáng)度下降率：MB>RD>4020>D>
RD >A > BLE > DNP>NBC。
總體上，防老劑NBC對過氧化物硫化
EPDM高溫長時(shí)間老化防護(hù)效果較好。防老劑
NBC為二丁基二硫代氨基甲酸鎳，具有較好的
抗臭氧老化和抗氧老化性，比較適合于高溫長
時(shí)間橡膠老化防護(hù) J。
2．2 防老劑的并用對耐熱老化性能的影響
選取了防老劑D、MB、4020、SIC、BLE、DNP、
NBC進(jìn)行兩兩并用試驗(yàn)(防老劑并用量為1／1，
DNP>4010NA>BLE>A>NBC； 總量為2質(zhì)量份)，結(jié)果如表2一表7所示。
表2 防老劑的并用形式對EPDM耐老化性能的影響(1)
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． 12． 世界橡膠工業(yè) 2007
注：防老劑SPC：含一定量輕質(zhì)碳酸鈣的苯乙烯化苯酚
表3 防老劑的并用形式對EPDM 耐老化性能的影響(2)
平均硬度變化值
平均拉伸強(qiáng)度變化率／％
平均伸長率變化率／％
9．875
— 21．37
— 73．40
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第34卷第6期翁國文等．防護(hù)體系對過氧化物硫化EPDM耐高溫老化性能的影響·l3·
表6 防老劑的并用形式對EPDM 耐老化性能的影響(5)
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· 14 · 世界橡膠工業(yè) 2007
從表2～7可知，不同的防老劑并用形式，
其防老效果也不同。以防老劑NBC與其它防
老劑并用防護(hù)效果較好，并高于NBC單用的防
護(hù)效果。其平均拉伸強(qiáng)度下降率小于5％ ，伸
長率下降率小于50％ ，但也存在硬度變化較大
的缺點(diǎn)(為12．5)。防老劑D與其它防老劑并
用，其平均拉伸強(qiáng)度下降率接近20％ ，伸長率
下降率接近75％ ，硬度變化值為11，其防老性
好于單用。防老劑MB與其它防老劑并用，其
平均拉伸強(qiáng)度下降率接近30％ ，伸長率下降率
接近75％ ，硬度變化值接近10，其防老性也好
于單用。防老劑4020與其它防老劑并用，其平
均拉伸強(qiáng)度下降率接近22％ ，伸長率下降率接
近74％ 。防老劑BLE與其它防老劑并用，其平
均拉伸強(qiáng)度下降率大于22％ ，伸長率下降率接
近72％ 。防老劑SPC與其它防老劑并用，其平
均拉伸強(qiáng)度下降率接近15％ ，伸長率下降率接
近70％ ?？梢?，多數(shù)防老劑并用后防護(hù)效果好
于其單用，這主要是因?yàn)椴煌览蟿┎⒂媚墚a(chǎn)
生協(xié)同效應(yīng)的緣故。
2．3 防老劑的用量對耐熱老化性的影響
選用防老劑NBC進(jìn)行變量試驗(yàn)，用量為1、
2、4質(zhì)量份，測得的耐老化結(jié)果如表8所示。
表8 防老劑NBC的用■ 對EPDM 耐老化性能的影響
從表8可知，隨著防老劑NBC用量的增
加，老化后硬度變化值增加，但不是很明顯。同
時(shí)拉伸強(qiáng)度變化率下降，伸長率變化率下降。
因而防老劑NBC用量增加可提高防老效果，綜
合考慮，防老劑NBC的用量以2質(zhì)量份左右為
宜。
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第34卷第6期翁國文等．防護(hù)體系對過氧化物硫化EPDM耐高溫老化性能的影響·15·
3 結(jié)論
(1)對過氧化物硫化的EPDM膠料，防老
劑單用時(shí)以NBC較好，用量以2質(zhì)量份左右為
宜；
(2)防老劑并用以防老劑NBC與其它防老
劑并用為好，其中以NBC／MB和NBC／DNP為
好。
參考文獻(xiàn)：
[1] 謝遂志．橡膠工業(yè)手冊：第一分冊．北京：化學(xué)工
業(yè)出版社，1989．24O．315． ·
[2] 王夢蛟．橡膠工業(yè)手冊：第二分冊．北京：化學(xué)工
業(yè)出版社，1989．239．
[責(zé)任編輯：朱胤]
收稿日期：2006-04-17
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2信息傳真：
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普利司通多款新品亮相上海車展
在4月22 28日舉辦的第十二屆上海國際汽車展上，將在年內(nèi)繽紛亮相的涵蓋運(yùn)動(dòng)、SUV、越
野、卡車巴士等多款普利司通輪胎新品悉數(shù)同消費(fèi)者見面。
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駕駛享受的同時(shí)，將安全保障帶給大家。普利司通展臺面積180 IIl2，分產(chǎn)品展示區(qū)、F1展示區(qū)、技
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(摘自勞動(dòng)報(bào))
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