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抗靜電三元乙丙橡膠的性能研究

文檔作者：高茜于雪辛瑩娟李禎文檔來源：咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源化工研究所		更新日期： 2026年05月02日	點擊數(shù)：
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第36卷第4期
2018年7月
石 化 技 術(shù) 與 應(yīng) 用
Petrochemical Technology＆ Application
Vo1．36 NO．4
July 2018
研究與開發(fā)(246—248)
抗靜電三元乙丙橡膠的性能研究
高茜，于雪，辛瑩娟，李禎
(咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院能源化工研究所，陜西成陽712000)
摘要：考察了導(dǎo)電炭黑類型、炭黑用量及加入方式對三元乙丙橡膠(EPDM)性能的影響。結(jié)果表
明：選用爐法導(dǎo)電炭黑作為EPDM的導(dǎo)電填料，綜合性能最佳；當(dāng)采用二段密煉法，加入24份(質(zhì)量份)
爐法導(dǎo)電炭黑時，制備的抗靜電EPDM電阻率較低，物理機(jī)械性能穩(wěn)定，具備良好的抗靜電性能。 ’
關(guān)鍵詞：三元乙丙橡膠；導(dǎo)電炭黑；抗靜電；二段密煉
中圖分類號：TQ 333．4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—0045(2018)04—0246一O3
三元乙丙橡膠(EPDM)具有良好的耐低溫、
耐老化和耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于電子、電力、通
信、航空、航天等領(lǐng)域¨ 。由于EPDM 具有良
好的電絕緣性能，容易使電荷聚積產(chǎn)生靜電，從
而造成吸塵、電擊，甚至產(chǎn)生火花導(dǎo)致爆炸等惡
性事故的發(fā)生 ，限制了其在化工、煉油、礦井等
領(lǐng)域的應(yīng)用。為提高EPDM應(yīng)用的安全性，需要
其具備一定的抗靜電性能。目前常用的導(dǎo)電填
料包括炭系、金屬系和復(fù)合金屬導(dǎo)電填料三大
類 。其中，導(dǎo)電炭黑因為導(dǎo)電穩(wěn)定性好，成本
低，能提高橡膠材料的耐磨性能，且對橡膠有良
好的補(bǔ)強(qiáng)作用，所以成為目前市場上常用的導(dǎo)電
填料之一 。本工作考察了導(dǎo)電炭黑的加入對
EPDM抗靜電性能和物理機(jī)械性能的影響。
1 實驗部分
1．1 原材料
EPDM，牌號4760 P，由美國陶氏化學(xué)公司生
產(chǎn)。乙炔炭黑，粒徑30～45 am，由天津利華進(jìn)化
工有限公司生產(chǎn)。槽法導(dǎo)電炭黑，牌號M一1，粒
徑25—35 nm，由天津利華進(jìn)化工有限公司。爐
法導(dǎo)電炭黑，牌號VXC 72，粒徑20～30 nm，由美
國卡博特公司生產(chǎn)。爐法超導(dǎo)電炭黑，牌號BP
2000，粒徑10—15 nm，由美國卡博特公司生產(chǎn)。
氧化鋅，由陜西咸陽金易金屬材料有限公司生
產(chǎn)。硬脂酸，由河北石家莊百勝化工有限責(zé)任公
司生產(chǎn)。防老劑、硫化劑、促進(jìn)劑，由浙江黃巖浙
東橡膠助劑有限公司生產(chǎn)。增塑劑(石蠟油
2280)，由美國太陽化學(xué)公司生產(chǎn)。
1．2 主要儀器與設(shè)備
XK一160 A型開煉機(jī)，上海橡膠機(jī)械廠生
產(chǎn)。QLB—D型平板硫化機(jī)，江蘇海門縣輕工機(jī)
械廠生產(chǎn)。PT一1176 P型電子拉力機(jī)，臺灣寶大
國際儀器有限公司生產(chǎn)。MDR一2000 E型硫化
儀，江蘇無錫蠡園電子化工設(shè)備廠生產(chǎn)。UM 一
2050型門尼黏度儀，臺灣優(yōu)肯科技股份有限公司
生產(chǎn)。
1．3 導(dǎo)電EPDM 的制備
基本配方EPDM 100份(質(zhì)量份，下同)；氧
化鋅5份；硬脂酸1份；防老劑RD 1．5份；石蠟油
30份；不溶性硫磺0．5份；促進(jìn)劑DM 1．5份；促
進(jìn)劑DTDM 2份；促進(jìn)劑TMTE 1份。
制備工藝 將EPDM在開煉機(jī)上塑煉包輥
后，先加入1／3炭黑和增塑劑，再加入氧化鋅和
硬脂酸，依次加入剩余炭黑、增塑劑和防老劑，最
后加入硫化劑和促進(jìn)劑，待粉料全部混煉均勻
后，打三角包6個，在1 mm輥距下壓片4次，最
后將輥距放大至2．5 mm下片。混煉膠停放12 h
后進(jìn)行返煉，輥距調(diào)整至2．5 mm，混煉膠包輥后
左右各開3／4刀2次，打三角包4個，下片后進(jìn)行
硫化。試樣在溫度為170℃ 的平板硫化機(jī)上硫
收稿日期：2018—03—14：修回日期：2018—04—04
基金項目：咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院科學(xué)研究基金項目(項目編號：
2016 KYC 08)
作者簡介：高茜(1983一)，女，陜西咸陽人，講師，碩士。主要
從事高分子材料研究。
第4期 高茜等．抗靜電三元乙丙橡膠的性能研究
化20 min。
2 結(jié)果與討論
2．1 導(dǎo)電炭黑類型對EPDM 性能的影響
選用4種炭黑填充EPDM，考察了炭黑類型
對EPDM 物理性能、加工性能及導(dǎo)電性能的影
響，結(jié)果由表1所示。可以看出，隨著炭黑粒徑
的減小，其對EPDM 的補(bǔ)強(qiáng)效果逐漸增強(qiáng)，膠料
的硬度和拉伸強(qiáng)度逐漸增大，電阻率顯著下降，
這是由于炭黑的粒徑越小，比表面積越大，炭黑
裹1 炭■類型對EPDM 性能的影響
注：炭黑60份。
粒子相互接觸越容易形成導(dǎo)電通路。其中填充
爐法超導(dǎo)電炭黑的EPDM電阻率最小，但因其價
格較高，約為其他導(dǎo)電炭黑的4～5倍，因此，選
擇爐法導(dǎo)電炭黑作為EPDM的導(dǎo)電填料。
2．2 導(dǎo)電炭黑用量對EPDM 性能的影響
表2列出了爐法導(dǎo)電炭黑用量對EPDM 性
能的影響。可以看出：隨著導(dǎo)電炭黑用量的增
加，EPDM膠料電阻率逐漸下降；當(dāng)導(dǎo)電炭黑加入
量為24份時，電阻率下降幅度較大；加入量大于
24份后，電阻率趨于穩(wěn)定。這是由于隨著導(dǎo)電炭
黑用量的增加，炭黑粒子在膠料中的分布狀態(tài)逐
漸發(fā)生變化，表現(xiàn)為由單個通路逐漸連接成網(wǎng)狀
導(dǎo)電通路，膠料的導(dǎo)電性能得到提高 ；在炭黑
粒子相互搭接形成的網(wǎng)狀通路趨于飽和后，繼續(xù)
增加導(dǎo)電炭黑的用量，只是對已有導(dǎo)電通路的完
善 ，對EPDM膠料的抗靜電性能影響有限。與
此同時，EPDM膠料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率都
隨之下降，同時門尼黏度升高，膠料的流動性變
差。因此，爐法導(dǎo)電炭黑加入量為24份時較佳。
裹2 爐法導(dǎo)電炭黑用量對EPDM 性能的影響
2．3 炭黑加入方式對EPDM 性能的影響
表3列出炭黑的3種加入方式(開煉、密煉
及二段密煉)對EPDM性能的影響。可以看出，
二段密煉制備的膠料拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率較
高，物理機(jī)械性能穩(wěn)定，門尼黏度較低，膠料呈現(xiàn)
出良好的流動性，降低了加工的難度；采用開煉
方式加入炭黑，膠料的電阻率最大，密煉方式次
之，二段密煉加入炭黑的膠料電阻率最小。這是
由于開煉過程中設(shè)備的剪切力及拉伸力較小，形
成的炭黑一橡膠聚集體尺寸較大，在受到電場作
用時。易形成電路斷路，導(dǎo)致膠料的電阻率較
大；而在二段密煉過程中，設(shè)備的剪切力及拉
伸力增大，炭黑一橡膠聚集體被均勻搓開，炭
黑粒子在膠料中分散較為均勻，因此，膠料的
電阻率較小。
裹3 炭黑加入方式對EPDM 性能的影響
3 結(jié)論
a．選用爐法導(dǎo)電炭黑作為EPDM 的導(dǎo)電填
料，可降低EPDM的電阻率，提高膠料的抗靜電性
能，同時使EPDM具備良好的物理機(jī)械性能。
b．隨著爐法導(dǎo)電炭黑用量的增加，EPDM的電
阻率呈下降趨勢，當(dāng)炭黑加入量為24份時，EPDM
的電阻率最低。
· 248· 石化技術(shù)與應(yīng)用 第36卷
C．炭黑的加入方式不同，造成EPDM 的電阻
出現(xiàn)較大差異，采用二段密煉加入炭黑的的膠料
電阻較小，抗靜電性能較好。
參考文獻(xiàn)：
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Study on properties of antistatic EPDM rubber
GAO Qian，YU Xue，XIN Ying—juan，LI Zhen
(Research Institute of Energy Chemical Industry，Xianyang Vocational Technical College，
Xianyang 712000，China)
Abstract： The effects of type， dosage， and
adding method of conductive carbon black on the
properties of EPDM were studied． The results
showed that EPDM with furnace conductive carbon
black had the best comprehensive performance．
W hen the quality of furnace conductive carbon black
was 24，the EPDM rubber，prepared by two—stage
mixing process，had the advantages of low electric
resistance，stable mechanical and antistatic proper—
ties．
Key words：EPDM；conductive carbon black；
antistatic；two—stage mixing process
·簡訊·
科萊恩公司為全球最大的丙烷脫氫裝置提供CATOFIN催化劑
特種化學(xué)品領(lǐng)域的全球領(lǐng)先企業(yè)科萊恩公
司于2018年5月2日宣布，與金能科技公司簽訂
合同，與西比埃公司合作設(shè)計全球最大的單系列
丙烷脫氫裝置。該裝置將位于中國山東省青島
市，建成后生產(chǎn)90萬t／a丙烯。
該項目基于西比埃公司先進(jìn)的CATOFIN丙
烷脫氫技術(shù)與科萊恩公司定制的CATOFIN催化
劑和發(fā)熱材料相結(jié)合。CATOFIN工藝是一種經(jīng)
過驗證的高度可靠的輕質(zhì)烷烴原料生產(chǎn)烯烴(如
丙烯或異丁烯)的技術(shù)，具有高運行可靠性和高
效率。基于科萊恩公司最先進(jìn)的催化劑，該技術(shù)
允許在最佳反應(yīng)器壓力和溫度下最大程度地轉(zhuǎn)
化原料，從而以較低的運營成本獲得高產(chǎn)率。
(上海錢伯章供稿)

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