橡胶的挤出成型除主要用于轮胎、内胎的予成型外,还被广泛用于汽车的密封材料各种软管、防水薄膜、建材用垫片及电线等制品;作为橡胶制品的成型加工方法,挤出成型与模压成型大体上各占一半;所用的橡胶也是以通用的二烯类橡胶为主,其次是较普通与特种橡胶本文就多半用于汽车用密封材料等制品的有关三元乙丙橡胶(EPDM)挤出成型用配合的情况进行叙述。

  一、 

挤出成型用配合的设计

        与二烯系橡胶相比,EPDM在耐热老化性,耐臭氧性耐候性等方面均很出色,并且这些特性已经有效地在汽车用密封材料汽车软管、建筑用填片、防水薄膜以及电线等制品上得到体现。上述制品均是通过挤出成型制得的。为了获得优质产品,不仅要了解各种制品所要求的标准,而且还须选择适合于挤出成型的EPDM的牌号助剂及硫化体系如图1所示,在挤出成型工序中,必须考虑与关注以下几点

EPDM的聚合物特性与挤出成型性能；

助剂的种类与挤出成型性能；

硫化体系。

     下面具体叙述EPDM在挤出成型用配方设计方面应关注的问题。

EPDM

    EPDM的挤出成型性能随配方不同而发生变化。与此同时,很大程度上还与EPDM的分子量、结构等有关。表1列出了EPDM的特性与挤出成型性能之间的关系。目前根据制品所要求的物理性能包括挤出成型性能在内的加工性能来选择EPDM的牌号,即挤出成型性能,其很大程度上取决于EPDM的特性,下面将详细叙述。

带状物供料性能

       在挤出成型中,影响挤出稳定性的因素之一,就是挤出机供料是否稳定。EPDM挤出时,通常必须做到:以带状物供料螺杆供料要稳定以及带状物连续供料而不中断。因此,要求胶料要有适当的强度。但是这种胶料的强度受到EPDM中乙烯含量及其组成分布的影响,所以必须加以考虑。然而,随着对挤出机研究(例如供料辊的设置,螺杆的形状)的深入开展,其许可范围业已得到了扩大。另外,除了以带状物向因挤出机供料外,还有粒状供料。用这种供料方EP法,可以提高挤出稳定性与谋求供料的合理化。

挤出物形状与挤出 

        表面挤出物形状与挤出物表面受挤出速度等因素的影响。EPDM在分子量相同的情况下,还受分子量分布、长链支化量的影响。图2为分子量分布与挤出物表面的关系。当分子量分布较宽时,挤出物表面趋于良好。在挤出机中,胶料因受剪切作用而产生内部变形,在通过口型板后,就部分松弛、部分回复。分子量分布宽广与分子量分布狭窄的相比,前者低分子量成分多容易松弛的部分也多,因此其挤出物表面及边缘就好。对于挤出膨胀率,当分子量越大,长链支化的量越多,挤出膨胀率就越大。可是,对于挤出成型性能来说,若填充量增加,则分子量分布等聚合物特性的影响就会减小。作为评价挤出物表面的方法,一般采用伽弗挤出试验(ASTMD2230-77-A法)的方法。但是,在评价象电线、软管之类的圆形挤出物口型,与包括伽弗挤出试验法中那种异形挤出物的口型时会得到不同的结果,所以在评价挤出成型性能时,必须根据不同的使用目的,区别采用。

保持挤出物的形状

       在无压力连续硫化的情况下,以100℃左右的温度下将胶料挤出,然后导入150℃~20℃的硫化槽中。此时,要求挤出物在硫化达到某一程度之前,必须保持其挤出的形状。为了保持这种形状,期望能提高胶料的门尼粘度。可是当粘度提高后,却出现挤出速度下降的问题。因此希望象图3中斜率大的EPDM,这种EPDM在挤出时,在这样的变形速度(高频率区域)下粘度低下,而在硫化槽中在由自重产生的变形速度(低频率区域)范围内保持着高粘度。这种斜率受分子量分布及长链支化量的影响分子量分布宽广的与长链支化量多的,其斜率就大,挤出物形状的持续性也好。图4为低剪切速率下的表观粘度(10的负二次方rad/s)与挤出物形状持续性的关系。

         再者,作为与成型条件接近的因素,提高硫化速度,降低硫化温度,对提高挤出物形状的持续性是有效的。为此,望硫化速度快于目前市售的EPDM的新品早日闻世。

二、橡胶补强助剂

  炭黑

        就橡胶的补强剂来说,目前使用最多的是炭黑。在炭黑的诸项特性中,粒径(用比表面积吸碘值等表示)对胶料及硫化胶的物理特性会带来影响;其结构(用吸油量表示)也会影响挤出物表面状态挤出膨胀率。图5列示了炭黑结构与挤出物表面状态的关系

表2列示了炭黑结构与胶料的物理机械性能之间的关系。从中可以看出,炭黑结构越高,挤出物表面状态就越好。就具有代表性的牌号,(高结构的FEF,)而....