​青岛科技大学史新妍教授团队在三元乙丙橡胶的湿气交联上取得新进展

青岛科技大学高分子学院史新妍教授团队以青岛科技大学为唯一通讯单位在湿气交联EPDM方面取得进展,团队以“Effects of Grafted Vinyl Triethoxy Silane on Moisture Crosslinked EPDM”(DOI:
https://doi.org/10.5254/rct.21.78982)为题发表于著名橡胶期刊《Rubber Chemistry and Technology》上,该研究得到了国际专家的一致赞同与高度评价。

​青岛科大史新妍教授团队在三元乙丙橡胶的湿气交联上取得新进展

交联(硫化)是橡胶加工经历的必需过程,它使分子链通过化学键连接成三维网络结构,赋予橡胶高弹性以及提升其强度、热稳定性等性能。目前有多种交联三元乙丙橡胶(EPDM)的方法,如硫黄交联、过氧化物交联、树脂交联。但都存在不足,如硫黄喷霜、交联键键能低造成的硫化返原、过多的过氧化物易导致EPDM降解(β断裂)以及树脂交联效率低等。相比于其它交联方法,湿气交联具有环境友好与低成本的优点,并且适用于连续化生产。

​青岛科大史新妍教授团队在三元乙丙橡胶的湿气交联上取得新进展

图1. EPDM-g-VTES混炼胶的硫化曲线

课题组采用常见的填料改性剂—乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂(VTES)为接枝单体,以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在转矩流变仪中熔融接枝制备三元乙丙橡胶接枝乙烯基三乙氧基硅烷(EPDM-g-VTES),最后在二月桂酸二丁基锡(DBTL)的催化作用下,在水浴中实施湿气交联。通过胶料的流变响应、傅里叶变换红外光谱仪、无转子硫化仪等手段,探究EPDM接枝VTES反应与DCP的早期交联反应程度,并与过氧化物交联体系进行对比。

​青岛科大史新妍教授团队在三元乙丙橡胶的湿气交联上取得新进展

来源:青岛科技大学

研究表明,固定VTES与DCP的质量比为15:1,EDPM-g-VTES的VTES接枝率和DCP早期交联程度随VTES含量的增加而升高。EPDM-g-VTES的湿气交联曲线中转矩随交联时间延长而明显上升,接枝VTES后的EPDM可以实现湿气交联。湿气交联提高了试样的拉伸强度及断裂伸长率,且含有3 wt% VTES的湿气交联试样具有最优的物理机械性能。相近交联密度下,湿气交联EPDM的物理机械性能优于过氧化物交联。

此研究得到山东省自然科学基金项目和阿朗新科的资助支持。该论文硕士生林正伟为第一作者,史新妍教授为通讯作者

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