PP-EPDM-SEBS三元体系的动态硫化研究(二) 过氧化物交联体系

PP/EPDM/SEBS三元体系的动态硫化研究（二）

——过氧化物交联剂对性能的影响

阳范文陈晓明

（广州医学院生物医学工程系广东广州510182）

摘要：本文系统研究过氧化物交联剂对PP/EPDM/SEBS动态硫化弹性体性能的影响：随着交联剂用量增加，材料的拉伸强度和MI增加，断裂伸长率和撕裂强度降低大；压缩永久形变呈现先降低然后略有增加的变化趋势，当交联剂用量为8phr时达到最小值(70℃和125℃分别为21.9％和28.6％)，比未添加SEBS时分别降低12％和23.1％，复配SEBS对弹性改善效果明显；表观粘度随着剪切速率的增加而降低，呈现剪切变稀现象，动态硫化后的表观粘度比未硫化时有明显降低。采用过氧化物动态硫化所得产品中检测不到卤素和重金属，符合无卤化和绿色环保要求。

关键词：聚丙烯、EPDM、SEBS、动态硫化、过氧化物交联剂

Research on PP/EPDM/SEBS Dynamic Vulcanization (2): The Effect

of Peroxide Content on Properties

Yang Fanwen Chen Xiaoming

（Department of Biomedical Engineering, Guangzhou Medical University. Guangdong, Guangzhou 510182）

Abstract:The effect of peroxide content on properties of PP/EPDM/SEBS dynamic vulcanization was studied. With increase of peroxide content, tensile strength and melt flow index (MI) increased，elongation and tear strength decreased, compression set first decreased then increased. The vulcanization with 8phr peroxide was characterized with excellent compression set, which were respectively 21.9％at 70℃and 28.6％at 125℃.It was lower about 12% and 23.1% than that without SEBS, which showed SEBS had good effect on elastic recovery. The viscosity of vulcanization decreased with increase of shear rate, which was characterized with shear thinning. The viscosity of vulcanization was lower than un-crosslinked blend. Halogen and heavy metal of product was not detected, which could meet non-halogen and environment friendly requirement.

Keywords: Polypropylene, EPDM, SEBS, Dynamic Vulcanization, Peroxide Crosslink Agent

动态硫化热塑性弹性体(TPV)具有加工简单、使用方便、节能环保等优点，在车用密封中的应用日益广泛[1-3]。随着汽车对舒适性和降噪要求的不断提高，市场迫切需要一种弹性优异、压缩永久形变小、可承受持续高温的密封新材料[4-5]。

目前，生产密封TPV材料主要有酚醛树脂交联和过氧化物交联两大体系。酚醛交联体系必须采用氯化亚锡或卤化酚醛树脂对橡胶相进行交联，材料和最终制品中含有一定的重金属锡和卤素，无法满足无卤或重金属管控严格如玩具、食品容器等要求。过氧化物交联体系一般采用DCP、BIPD和双二五等交联剂[6-8]，产品中基本不含重金属或卤素，应用范围相对更广。

作者在采用酚醛树脂动态硫化PP/EPDM/SEBS三元体系的研究中发现，添加一定的SEBS有利于

降低材料的压缩永久形变。本文采用过氧化物动态硫化PP/EPDM/SEBS三元体系，探讨过氧化物用量对硬度、拉伸性能、撕裂性能、压缩永久形变和流变等性能的影响，对比两种交联体系的差异，旨在研究一种环保、无卤、耐高温、高弹性的TPV新材料。

1 实验部分

1.1 原材料

PP T30S (聚丙烯,茂门石化公司生产)、EPDM（三元乙丙橡胶,美国陶氏公司）、SEBS(美国科腾公司)、过氧化物交联剂(以下简称“交联剂”，阿克苏诺贝尔公司)、软化油和填料均为市售产品。

1.2主要设备、仪器

Haake转矩流变仪器：RC300P，Thermo Haake公司；

注塑成型机：HTB80型，宁波海天机械有限公司。

硬度计：日本得乐公司GS-706G TYPE A；

冲片机：CP-25型，上海化工机械四厂；

万能试验机：CMT40204(20KN)，深圳三思公司；

高压毛细管流变仪：Rheoflixer，毛细管直径φ=1mm、L/D=30:1,Thermo Haake公司。

1.3 试样制备

将PP、EPDM、SEBS、软化油和填料按照表1配方混合，温度设定190℃，采用Haake转矩流变仪的密炼机进行熔融共混2min，然后添加过氧化物交联剂动态硫化3min制备样料。

样料采用注塑成型机在200℃温度注塑硬度圆片、2mm厚度的方板。

拉伸强度、100％定伸模量和断裂伸长率测试样条在2mm方板上用裁刀裁取哑铃形试样。

撕裂强度样条在2mm方板上用裁刀裁取直角裤形试样。

1.4 性能测试

时间15s。

熔体流动速率按ISO 1133有关规定测试：温

度230℃、载荷5kg。

拉伸强度、100％定伸模量和断裂伸长率按IS

O 37测试，拉伸速率为500mm/min。

撕裂强度按ISO 34B测试，拉伸速率为

500mm/min。

压缩永久形变按ISO 815执行，压缩率25％，测试条件为70℃×22h、125℃×22h。

表观粘度采用毛细管流变仪进行测定，温度设定190℃，恒温20min后，装料压实预热5分钟，在一定的压力下稳定1min，分别测定剪切速率为100、316、1000、3162和10000s-1的表观粘度。

2 结果与讨论

2.1 交联剂用量对拉伸性能的影响

交联剂用量对拉伸强度、100％定伸强度和断裂伸长率的影响如图1和图2所示。

随着交联剂用量增加，材料的拉伸强度先增加然后基本保持不变，100％定伸强度先略有降低然

后增加，断裂伸长率呈下降趋势。