Page 113 - 《橡塑技术与装备》2023年7期

测试与分析 姚皖生 等·MH 含量对 EPDM 过氧化物硫化反应的影响

110 ℃的双辊开炼机中混炼 10 min 后，再加入 DCP， 1.3.5 交联密度测试
继续混炼 5 min 制备出阻燃 EPDM 复合物，并将其置 室温下，将样品在甲苯中溶胀 7 天达到平衡后将
放 24 h 后，测试其硫化特性 ；另取部分混炼胶在平板 试样取出，用滤纸吸干表面的溶剂，称重记为 ω 1 ，最
硫化机上进行热压硫化，热压时间与无转子硫化仪测 后试样在 80 ℃真空烘箱中干燥至质量恒定，称重记
得的 t 90 相同，热压压力为 10 MPa。 为 ω 2 。根据 Flory-Rehner 方程（式 1）计算出样品
表 1 阻燃 EPDM 复合物的配方 的交联密度 [3] 。
CK0 CK1 CK2 CK3 CK4 CK5
Samples v r
2
1/3
份 -[In(1-v r )+v r +χ v r ]=V o n[v r - ] (1)
EPDM 100 100 100 100 100 100 2
EPDM-g-MAH 10 10 10 10 10 10 v r = ω 2 /ρ 2 (2)
MH 0 20 40 60 80 100 ω 2 /ρ 2 +(ω 1+ ω 2 )/ρ 2
DCP 2 2 2 2 2 2
式中 ： n 为样品的交联密度 ；为溶胀平衡试样中
1.3 分析与测试 橡胶的体积分数 ；为溶剂的摩尔体积（甲苯为 106.3
1.3.1 硫化特性 cm /mol），χ 为 EPDM 和甲苯之间的相互作用参数，
3
用无转子型硫化仪（MDR，扬州源峰）测定样品 [4]
为 0.49 。ρ 1 和 ρ 2 分别是甲苯和 EPDM 的密度。
的硫化曲线，振荡频率为 1.67 Hz，测试温度分别为
2 结果与讨论
160 ℃，170 ℃和 180 ℃。
2.1 阻燃 EPDM 复合物的硫化反应特性
1.3.2 拉伸性能 表 2 为阻燃 EPDM 复合物在不同温度下的硫化反
用万能试验机（CMT4304，美特斯（中国）测试
应特性参数。其中最小扭矩 (M L ) 随着 MH 的增加而增
样品的拉伸性能，拉伸速度为 250 mm/min，每组样
大，M L 增大的原因可能为 MH 限制了橡胶分子链的
品测试五次，取平均值。 [5]
运动所致 。有效扭矩 (∆M) 为最大扭矩 (M H ) 和最小
1.3.3 流变测试 扭矩 (M L ) 的差值是反映交联密度变化的重要参数 [6~7] 。
用平行板流变仪（DHR-1，TA Instruments）测
如图 1(a) 所示，随着 MH 的增加，∆M 显著增加，表
量样品的流变行为，测试频率范围为 0.05~100 rad/s，
明 MH 的引入提升了体系的交联密度。图 1(b) 所示为
样品直径为 25 mm，厚度为 1 mm。
平衡溶胀法测得的样品交联密度，从图中可以看出，
1.3.4 SEM 各样品 ∆M 的变化趋势和交联密度的变化趋势相同，
用扫描电镜 (JSM-6490LV, 日本电子 ) 观测样品
再次验证了 MH 的引入可提高 EPDM 交联密度。
淬断面的形貌，样品表面经喷金处理，加速电压为 20
kV。

表 2 阻燃 EPDM 复合材料的硫化特性参数
复合物 T/℃ M L /(dN·m) M H /(dN·m) ∆M/(dN·m) t 10 /s t 90 /s ∆t/s
160 0.2 3.7 3.5 115 1416 1301
CK0 170 0.2 3.2 3.0 70 947 877
180 0.3 3.4 3.1 46 435 389
160 0.3 4.6 4.3 114 1 555 1 441
CK1 170 0.2 3.9 3.7 70 1 019 949
180 0.3 4.5 4.2 42 468 426
160 0.4 5.4 5.0 114 1 555 1 441
CK2 170 0.3 4.6 4.3 69 876 807
180 0.4 5.3 4.9 44 476 432
160 0.4 6.1 5.7 111 1 610 1 499
CK3 170 0.4 5.3 4.9 66 911 845
180 0.5 6.1 5.6 43 383 340
160 0.4 6.5 6.1 115 1 727 1 612
CK4 170 0.4 5.7 5.3 64 845 781
180 0.6 6.9 6.3 42 330 288
160 0.5 7.6 7.1 113 1 662 1 549
CK5 170 0.5 6.6 6.1 63 853 790
180 0.7 7.5 6.8 43 319 276

2023 第 49 卷 ·59·
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