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1、硫化劑DTDM對EPDM硫化膠性能的影響DTDM在硫化溫度下能分解出具有仲胺結(jié)構(gòu)的嗎啉基，具有防老劑的作用。由于DTDM的含硫量高，可以用作無硫黃配合體系中的硫化劑[1，2，3]。在硫化過程中，DTDM分解出活性硫，形成以雙硫鍵為主的交聯(lián)鍵，因而使硫化膠具有較好的耐熱老化性能[4，5]。因?yàn)镈TDM中的硫是結(jié)合硫，可以避免因配合量過高面引起制品“噴霜”的問題。然而，單獨(dú)使用DTDM作硫化劑時(shí)，硫化速度慢[6，7]；當(dāng)DTDM與少量的硫黃并用時(shí)，既能提高膠料的硫化速度，又能使硫化膠具有更好的物理機(jī)械性能[3]。EPDM是一種低不飽和度的合成橡膠，其主鏈?zhǔn)遣缓?/p>
2、雙鍵的完全飽和的直鏈型結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的耐臭氧性能、耐熱老化性能[7、8]。引入了第三單體后，由于不飽和雙鍵的存在，使得EPDM可以用硫黃化[7]。陳綺梅、繆桂紹等人對EPDM曾進(jìn)行過常硫、半有效硫化體系的研究[9，10]，結(jié)果表明采用半有效硫化體系的EPDM硫化膠具有較好的熱穩(wěn)定性。本文主要研究S=0份、S=0.5份兩種情況下硫化劑DTDM對EPDM硫化膠性能的影響。1.1主要原材料EPDM4045，第三單體為ENB，日本三井石油化學(xué)公司產(chǎn)品；DTDM，4，4‘-二硫化二嗎啉，上海京海化工廠產(chǎn)品；其它配合劑均為橡膠工業(yè)使用國產(chǎn)原料。1.2儀器與設(shè)備XK—1
3、60開煉機(jī)，用于塑煉、混煉膠料；mm4130C型無轉(zhuǎn)子硫化儀，用于測定混煉膠的硫化特性，選取t10為膠料的焦燒時(shí)間，t90為膠料的正硫化時(shí)間；XLB-D250KN油壓平板硫化機(jī)，用于硫化試樣，硫化壓力為14.5MPa，硫化時(shí)間為t90，硫化溫度為160OC；XXL-2500N材料拉力機(jī)，用于測定試樣的力學(xué)性能；401型老化箱，用于試樣的老化，老化條件為熱空氣中150OCX24h。1.3性能測試執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)拉伸性能按GB/T528——92測定；硬度按GB/T531——92測定；熱空氣老化性能按GB3512——89測定。1.4硫化膠的交聯(lián)密度的表征硫化膠的交聯(lián)密度
4、用硫化膠對溶劑的溶脹度來表征，溶脹度的計(jì)算公式為：1.5硫化膠老化后性能保持率的計(jì)算公式2結(jié)果與討論2.1DTDM對EPDM膠料硫化特性的影響2.1.1當(dāng)S=0份時(shí)在無硫配合的情況下，不同硫化劑DTDM用量時(shí)，EPDM膠料的硫化特性如圖1所示。由圖1可見，隨著DTDM用量的增加，EPDM膠料的焦燒時(shí)間逐漸增加，而且所有試樣的焦燒時(shí)間都比較長。雖然DTDM用量增加，但幾個(gè)試樣的最大轉(zhuǎn)矩值變化不大。從圖1還可以看出，DTDM用量小于3份時(shí)，EPDM膠料的硫化速度基本一樣；用量超過3份后，膠料的硫化速度明顯降低。這可能是由于DTDM用量超過3份后過量，引起了DT
5、DM的副反應(yīng)[5]，大大減少了參與橡膠交聯(lián)反應(yīng)的自由基數(shù)目，導(dǎo)致硫化速度的降低。綜上所述，在無硫配合體系中，EPDM膠料中的DTDM的用量為3份為宜。2.1.2當(dāng)S=0.5份時(shí)在硫黃量為0.5份的有效硫化體系中，不同DTDM用量的EPDM膠料的硫化特性如圖2所示由圖2可知，隨著DTDM用的增大，EPDM膠料的焦燒時(shí)間也是逐漸增加的，但硫化速度比無硫情況下的快、轉(zhuǎn)矩高。當(dāng)DTDM用量超過2份后，EPDM膠料的硫化速度、最大轉(zhuǎn)矩值呈現(xiàn)出減慢或下降的趨勢。由于EPDM是低不飽和度的橡膠，在S=0.5份的配合下，DTDM用量超過2份后，可能引起了DTDM副反應(yīng)的加
6、劇[5]，最終導(dǎo)致硫化速度的下降。由此可見，當(dāng)S=0.5份時(shí)，EPDM膠料中DTDM用量為2份較為合適。2.2DTDM對EPDM硫化膠的交聯(lián)密度的影響硫化膠的交聯(lián)密度可以且硫化橡膠的溶脹度來表征：硫化膠的溶脹度越高，則它的交聯(lián)密度越低；反則反之。對于S=0份、S=0.5份兩種情況下，DTDM對EPDM膠料的溶脹度的影響如圖3所示。由圖3可知，無論S=0份還是=0.5份時(shí)，EPDM硫化膠的交聯(lián)密度是隨著DTDM用量的增加而增加，而且趨于一平衡值。當(dāng)S=0份、DTDM用量為4份時(shí)，硫化膠的交聯(lián)密度趨于一平衡值；當(dāng)S=0.5份、DTDM用量為3份時(shí)，硫化膠的交聯(lián)
7、密度同樣趨于一平衡值。2.3DTDM對于EPDM硫化膠力學(xué)性能的影響?2.3.1當(dāng)S=0份時(shí)??當(dāng)S=0份時(shí)，DTDM對EPDM膠料的力學(xué)性能的影響如圖4所示。由圖4可以看出，在DTDM研究的用量范圍內(nèi)，隨著其用量的增加，EPDM硫化膠的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率隨之而下降，硬度略有升高。硫化膠的拉伸強(qiáng)度、拉斷伸長率在DTDM用量為3份前下降急劇；在DTDM用量超過3份后，則下降緩慢，膠料的永久變形趨于穩(wěn)定。這可能是由于在無硫硫化體系中，DTDM使硫化膠含有高比例的——S2——鍵[5],缺乏了使應(yīng)力分散的弱鍵——SX——[11]。隨著交聯(lián)程度的加深，這種應(yīng)力不均
8、勻性加劇，造成硫化膠在較小的外力作用下拉斷。由此可見，在S=0份條
