Page 37 - 橡塑智造与节能环保

技术与装备

能力和再现性，某些性能是首选的。表1回顾了EPDM 弹性体与EPDM海绵相关的一些关键特性。

表1 三元乙丙橡胶的主要特性
性能 数值 利/弊
乙烯含量 高(60%+) 高乙烯等级在加工和使用过程中具有更高的强度。这些是某些海绵应用中的关键优势。
低(<55%) 具有无定形聚合物结构的低乙烯等级可以更好地保持最终组件的长期弹性行为，尤其是在特殊环境或寒冷条
件下。
硫化部位水平 高 当硫化部位单体含量高时，硫化可以快速且易于设计，以与发泡剂释放气体同步进行。然而，焦烧可能是一
种风险，过早硫化可能会限制海绵的形成。
低 硫化速度较慢的低水平硫化位点单体EPDM可能会呈现适度的硫化状态和闭孔结构崩溃的相关风险。
黏度（门尼） 高 当聚合物门尼较高时，混合黏度会促进良好的成分掺入，这对高填料含量是有益的。这有助于在硫化之前保
持挤出物的外形形状。
低 当聚合物门尼低时，挤出速度快，挤出表面光滑，但塌陷或尺寸控制不佳的风险可能更高。

本次项目目的是设计具有一系列闭孔结构的胶 物，并设计硫化体系，使焦烧不会过早，而一旦发泡
料，其比重从0.3~0.9不等。这一系列胶料的一个关键 剂的膨胀达到所需水平，焦烧就会以足够快的速度发
特征和优点是表面的光滑度和完整性。也就是说，其 生。这包括在硫化开始时发泡剂的一些膨胀，其有助
特性为硫化表面坚固，表面粗糙度低且没有不规则性 于在坚固表面下方形成闭孔结构。
（图1）。 在选择聚合物黏度时，考虑了黏度对机械性能、

填料掺入量、混合循环再现性、挤出表面光洁度、挤
出过程中的形状保持和最终胶料性能的影响。与往常
一样，必须考虑混合和挤出加工的原料聚合物和胶料
黏度要求之间的平衡，以及硫化前的挤出部分稳定
性。通常，用于挤出的闭孔海绵胶料具有较低的门尼
（通常在121 ℃时小于30MUML1+4）。聚合物的另
一个特性是它含有非常低的凝胶或不含凝胶，因为凝
胶会导致产生不规则的挤出表面。综合考虑所有因素
的复合设计方法是必不可少的，并且从聚合物选择开
始。
2.2 填料和增塑剂系统
图1 硫化挤压截面展示了表面趋肤效应 EPDM挤出胶料设计中的常见做法是使用较高含

为确保形成这样的表面，胶料在离开挤出机模头 量的炭黑、白色稀释剂填料（如高岭土或碳酸钙）以
时必须表现出低表面粗糙度，并且挤出物表面必须没 及石蜡或环烷增塑剂。EPDM可以耐受高含量的此类
有缺陷或瑕疵。理想情况下，表层会在发泡剂膨胀之 成分，通过调整每种成分的比例，可以实现广泛的加
前部分硫化以保持完整性，这样的话，挤压型材会保 工行为和复合性能，同时提供具有商业竞争力的复合
持其形状，并且表面不会因发泡剂气体释放而受到破 材料。
坏，而气体大部分保留在型材主体中。 在海绵胶料的设计中，建立了几个目标标准。其
在这些胶料中，主要使用了无定形聚合物，因 中包括：
为良好的环境和冷密封性能被认为对最终产品至关重 （1）单级混合（无需在线过滤）
要。由于无定形EPDM等级没有应变增强行为，因此 （2）良好的机械和弹性性能
胶料需要添加足够的增强填料，以确保产品在膨胀和 （3）通过多种方法挤出和硫化
硫化后具有一定的机械强度。 （4）坚固且无缺陷的表面
如前所述，开发这些现代海绵胶料的一个关键目 （5）良好的商业定位
标是获得光滑的表面以及要有良好的强度和完整性。 为了在不依赖在线过滤去除外来或未分散颗粒
因此，决定使用具有较高硫化位点单体含量的聚合 的情况下实现单级混合和坚固且无缺陷的表面的关键

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