Page 49 - 《橡塑节能与节能环保》2018年2期

技术与装备
T echnology & equipment

集系统控制。混炼室、门和转子的温度分别由两个独 样（先进行冷却扫描），然后，以10℃/min的速度
立的温度控制单元（TCU）控制，上顶栓压力设置为 （二次加热扫描），记录了第一次冷却和第二次加热
35psi。 的曲线。
2.4 混炼方法
使用标准“逆混法”混炼方法。首先加入炭黑、 3 结果与讨论
碳酸钙、PEG、硬脂酸及氧化锌。接着注入油，最后 3.1 平均分子量的影响
加入EPDM，如表4所示。每批的重量按75%填充系数确 为了研究EPDM平均分子量对混炼的影响，则分别
定。转子与混炼室（前/后门）的温度设置为60℃。转 在同样条件下混炼了EPDMA和EPDMB胶料，并记录对比
子速度为35r/min，在整个混炼周期内保持不变。排胶 了它们的混炼曲线。深入研究了EPDMA和EPDMB胶料，

温度110℃。混炼过程中记录如扭距百分比、上顶栓位 记录并对比了他们的混炼曲线。深入研究了EPDMA和
置、胶料温度等工艺参数。 EPDMB的分子结构。EPDMA和EPDMB之间主要的材料特
性区别是平均分子量（图3）和熔体的剪切黏度（图
表4 逆混法混炼方法
4），其他分子特性即MWD，EIP组成和热性能（图5）
步骤 操作 转子转速/（r/min）
1 上顶栓上升/打开门 35 十分相似。
加入炭黑/白炭黑/小化学药
2 35
品，加入油，人工加入EPDM
3 关门/上顶栓落下 35
4 温度110℃，上顶栓上升/排胶 35

所有试样均采用相同的混炼方法制备，当达到排
胶温度时，将胶料排到两辊开炼机上出片。
2.5 EPDM聚合物表征方法
用GPC表征分子量和分子量分布：用高温凝胶渗
透色谱（GPC）系统表征EPDM。载体溶剂为1，2，4三
氯苯（TCB）。用窄分子量分布聚苯乙烯按标准GPC柱
的设置，标准分子量范围为580~8400000g/mol，所示 图3 EPDMA和EPDMB的GPC分析结果

分子量参照聚乙烯。
用动态力学谱仪（DMS）研究EPDM的流变性能。
使用配备有25mm平行板的TA Instruments先进流变扩
展系统（ARES）测试熔体的流变性能（恒温频率扫
描）。用氮气进行吹洗，所有试样在温度为190℃，间
隙2.0mm，恒定应变10%的条件下进行频率扫描。频率
间隔为0.1~100arc/s。用振幅和相位的变化分析应力
响应，由此计算贮存模量（G′）。损耗模量（G″） 图4 EPDMA和EPDMB的DMS剪切黏度
和动态熔体黏度（μ*）。
图6表示为两种胶料的混炼曲线。从曲线上可以
差示扫描量热（DSC）：采用配置RCS（制冷系
观察到#1胶料比#2胶料的混炼周期要长很多。#1胶料
统）的TA Instruments Q1000 DSC进行试样热性能分 混炼周期较长这一点很容易理解，因为转子扭距和混
析，测试过程使用氮气吹洗，氮气流量为50mL/min。 炼能输入较低。很显然，EPDM聚合物的黏度决定了

采用预先设定的试样加热和冷却温度，获取热流与温 胶料的黏度，因而影响了能量输入和胶料温度上升速
度变化的曲线，测试试样的热行为。首先，将试样快 度。EPDM的门尼黏度越高，胶料的黏度越高，混炼能
速加热消除其热历程，接着以10℃/min的速度冷却试 量输入越高，从而提高了生热速度，缩短了混炼到排

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