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理论与研究 张作鑫 等·EPDM/FKM 共混比对共混胶耐高温及老化性能的影响

较好，在同样的老化环境下交联键破坏的少，这使得 验条件为 70℃×72 h，以考察加入 FKM 对共混胶在
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共混胶拉伸强度变化率减小。说明加入氟橡胶可以提 46 液压油老化前后物理机械性能的影响，图 2 是实
高共混胶的拉伸强度变化。 验结果。
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表 4 是 1 ~5 配方（EPDM/FKM 配比 ： 1 =100/0， 由图 2（a）和图 2（b）得知，共混胶在 46 液压
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2 =90/10，3 =80/20，4 =70/30，5 =60/40） 在老化条 油中质量变化较大，且体积变化较大，这说明在热油
件下，共混胶扯断伸长率随老化时间的变化。老化前， 老化过程中，有很大一部分液压油浸入到了共混胶的
乙丙橡胶与氟橡胶相容性较差，共混效果不好，不能 分子网络中，使得共混胶分子链间的距离增大，使得
达到共硫化的效果，交联网络中应力集中点较多，因 共混胶发生溶胀现象 ；但同时也发现，随着 FKM 共
此随着氟橡胶共混比的增加，共混胶的扯断伸长率下 混比例的提高，共混胶的质量变化率与体积变化率均
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降。 减小。经查阅资料得知， 46 液压油主要成分为矿物油、
表 4 老化时间对共混胶扯断伸长率的影响 % 石油等非极性油。由于 EPDM 主要是由乙烯、丙烯和
老化时间 /h 1 # 2 # 3 # 4 # 5 # 第三单体经过共聚而成，其主链主要为饱和链，不饱
0 908 840 801 775 606
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24 382 367 323 280 232 和程度较低，同时由于 EPDM 缺乏极性，46 液压油
48 255 211 197 186 172
72 161 134 97 114 93 也为非极性油，因此 EPDM 对于 46# 液压油具有较高
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96 113 100 84 104 57 的亲和性，在 46 液压油中容易发生溶胀，使得性能
120 40 45 51 70 48 #
120 h 变化率 /% -95 -94 -93 -90 -91 发生较大变化 ；但 FKM 作为极性橡胶，对于 46 液压
油具有较强的抗耐性，因此随着 FKM 共混比例的提高，
随着老化时间的变长，橡胶继续发生交联反应和
共混胶的体积变化率与质量变化率均减小。同理，热
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断键反应，应力集中点更多，导致 1 ~5 共混胶扯断
油实验后，共混胶的硬度下降，硬度变化率上升，结
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伸长率均下降，其中 1 配方纯乙丙橡胶扯断伸长率
果如图 2（g）、2（h）所示。
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由 908% 下降到 40%，120 h 变化率是 -95%，4 配 #
经过 46 液压油热油老化试验后，由于部分溶剂
方 120 h 后扯断伸长率最高为 70%，变化率是 -90%，
浸入到了共混胶的分子网链中，降低了分子间及分子
说明加入氟橡胶可以一定程度上提高共混胶的扯断伸
链段间的作用力，使得共混胶在外力作用下很容易就
长率。
发生断裂，因此共混胶的拉伸强度和扯断伸长率下降。
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表 5 是 1 ~5 配方（EPDM/FKM 配比 ： 1 =100/0，
但随着氟橡胶共混比的增加，共混胶的耐抗性进一步
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2 =90/10，3 =80/20，4 =70/30，5 =60/40）在老化条
提高，拉伸强度变化率、扯断伸长率变化率均趋近于 0，
件下，共混胶 100% 定伸应力随老化时间的变化。老化
结果如图 2（c）、2（d）、2（e）、2（f）所示。
前，随着 FKM 共混比的增加，共混胶的 100% 定伸应
2.4 EPDM/FKM 共 混 比 对 共 混 胶 刹 车 油 老
力变大。
化前后物理机械性能的影响
表 5 老化时间对共混胶 100% 定伸应力的影响 MPa
老化时间 /h 1 # 2 # 3 # 4 # 5 # 将共混胶放入刹车油进行热油老化实验，实验条
0 2.1 2.1 2.1 2.2 2.4 件为 70℃ ×72 h，以考察 EPDM/FKM 共混比对共混
24 4.5 4.9 5.2 5.8 6.2
48 5.1 5.8 5.8 6.4 7.5 胶在刹车油老化前后物理机械性能的影响，图 3 是实
72 7.2 7.6 7.6 验结果。
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1 配方与 5 配方相比，老化过程中，1 配方 经查阅资料得知，刹车油主要成分为醇类等极性
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100% 定伸 应力 均匀 变大，5 配方 100% 定伸 应力 先 物质。由于 EPDM 缺乏极性，属于非极性橡胶，而刹
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迅速变大后缓慢变大。这是由于老化前期，5 配方 车油为极性，两者极性相差较大，因此 EPDM 在刹车
油中很少发生溶胀等现象，只发生基本的热老化现象，
中既有乙丙橡胶的正常交联反应，又有氟橡胶的二次
因此共混胶的质量变化率和体积变化率较低 ；随着
硫化反应，两者共同影响下，使得共混胶在老化前期
FKM 共混比例的提高，共混胶的体积变化率与质量变
100% 定伸应力迅速变大。
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2.3 EPDM/FKM 共混比对共混胶 46 液压 化率均减小，这说明 FKM 虽然是极性橡胶，但是对
于刹车油仍表现出了较强的耐抗性。同理，共混胶在
油老化前后物理机械性能的影响
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将共混胶放入 46 液压油进行热油老化实验，实 刹车油热油老化后，硬度基本不变，结果如图 3（a）、
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