EPDM/PP 型熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠的凝膠含量對(duì)其性能的影響
EPDM/PP型熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠（Thermoplastic Vulcanizate TPV）是采用先進(jìn)的動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)制備的一種新型熱塑性彈性體。該材料具有優(yōu)異的抗動(dòng)態(tài)疲勞性，很高的抗撕性，極好的抗永久變形性，很好的耐磨性，良好的耐候性，對(duì)水基酸堿液體、極性油品具有出色的抗侵蝕能力，在-40 ℃～150 ℃范圍內(nèi)均具有使用可能性。由于TPV具有優(yōu)異的綜合性能，如加工成型方便，邊角廢料可回收利用，設(shè)備投資少，耐熱性，耐化學(xué)腐蝕性，耐溶劑性及電絕緣性良好等。它被廣泛用于汽車(chē)配件、電線電纜、土木建筑、家用電器等行業(yè)。而且應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，作為第三代橡膠逐漸取代傳統(tǒng)橡膠。本文通過(guò)對(duì)PTV凝膠含量的分析測(cè)定，研究了凝膠含量對(duì)TPV性能的影響。
一. 凝膠含量的測(cè)定
凝膠含量：EPDM/PP 型熱塑性動(dòng)態(tài)硫化橡膠中交聯(lián)物的相對(duì)含量。由于EPDM的自交聯(lián)是通過(guò)雙鍵進(jìn)行的，反應(yīng)中EPDM 的自交聯(lián)占主導(dǎo)地位。PP、EPDM 以及交聯(lián)EPDM 的溶解抽提率（Xn）及溶解殘留物含量（Wn）隨抽提時(shí)間的變化而變化。當(dāng)Wn 不再隨時(shí)間變化時(shí)，Wn 即為凝膠含量。
二. 實(shí)驗(yàn)部分
實(shí)驗(yàn)原理
未經(jīng)交聯(lián)的PP、EPDM 絕大部分能被對(duì)二甲苯溶劑溶解抽出，而交聯(lián)EPDM中很大部分不能被溶解抽出。因此，用溶脹法能間接測(cè)出EPDM/PP 動(dòng)態(tài)硫化物中交聯(lián)物（包括自交聯(lián)和共交聯(lián)）的相對(duì)含量（用凝膠含量表示）。 EPDM/PP 動(dòng)態(tài)硫化物凝膠含量測(cè)定時(shí)間為12h。
實(shí)驗(yàn)方法
以對(duì)二甲苯作溶劑，試樣用定量濾紙包裹，于三口燒瓶中加熱（恒溫120℃），試樣中未交聯(lián)的部分溶解，測(cè)定試樣的凝膠含量。溶解時(shí)間12h（試樣事先用一塊載玻片和一塊蓋玻片熱壓成厚度約 0.2mm的薄片，并剪成約3x3mm 小塊）。 試樣的溶解抽提率（Xn）計(jì)算公式為：
Xn=（溶解油提前度樣質(zhì)量-溶解油提后殘留試樣質(zhì)量）/溶解油提前試樣質(zhì)量*100% 。
試樣的溶解殘留物含量（Wn ）為：Wn =1 －Xn（% ） (2)
當(dāng)Xn 不再隨溶解抽提時(shí)間變化時(shí)，Wn 即為試樣的凝膠含量。
三、凝膠含量對(duì)其性能的影響
凝膠含量對(duì)其硬度的影響在硫化劑含量確定的情況下，改變其充油量，凝膠含量的變化也比較明顯凝膠含量愈大，其的硬度也愈大，從而導(dǎo)致產(chǎn)品彈性下說(shuō)明凝膠含量愈大，橡膠分子與塑料之間的交聯(lián)反應(yīng)愈多，從而使橡膠顆模量上升，彈性下降。
凝膠含量對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響
在硫化劑用量確定的情況下，材料的拉伸強(qiáng)度隨凝膠含量的增加而增加，這表明在交聯(lián)反應(yīng)中，橡膠分子的交聯(lián)程度提高，使材料的抗張能力提高，凝膠含量愈高，說(shuō)明橡膠的交聯(lián)密度愈高，材料的結(jié)構(gòu)愈穩(wěn)定，不易受外力的影響而產(chǎn)生分子鏈的滑移。
凝膠含量對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率的影響
凝膠含量的升高，對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率沒(méi)有多大影響。凝膠含量愈低，TPV的硬度愈低，彈性較大，故斷裂伸長(zhǎng)率更大，凝膠含量低，PP 充入EPDM中的數(shù)量愈少，交聯(lián)愈少，橡膠相的微粒形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不易發(fā)生斷裂，故斷裂伸長(zhǎng)率愈大。但交聯(lián)密度到一定值時(shí)，斷裂
伸長(zhǎng)率不再變化，因?yàn)镻P 與EPDM共交聯(lián)同樣可形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但它不如橡膠相的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)力學(xué)性能強(qiáng)，故斷裂伸長(zhǎng)率呈下降趨勢(shì)
凝膠含量對(duì)拉伸100%永久變形的影響
凝膠含量愈低，永久變形愈低，因?yàn)槟z含量低，交聯(lián)密度低，PP充入EPDM 中的數(shù)量愈少，多硫鍵的減少，交聯(lián)鍵的熱穩(wěn)定性增加，抗永久變形的能力增加，故永久變形愈低，彈性卻有所上升。
結(jié)論
橡膠相的交聯(lián)密度對(duì)機(jī)械性能有影響，很低的交聯(lián)密度便可大幅度降低永久變形，而拉伸強(qiáng)度則隨橡膠相交聯(lián)密度的增加而連續(xù)上升。但即使在很高的交聯(lián)密度時(shí)，共混物仍具有類似熱塑性塑料的加工性。只是隨著橡膠相交聯(lián)密度的增加，共混物的剛性略有上升。隨著凝膠含量的升高，TPV的回彈性降低，力學(xué)性能升高。凝膠含量在45%時(shí)TPV的使用效果最佳。
