三元乙丙橡胶（EPDM）是乙烯、丙烯和非共轭二烯的一种三元共聚物，是当今商业应用中一种最具多样化的特殊橡胶。
EPDM的主要特性是具有优良的抗氧化、抗臭氧和抗风化性能。该产品比重低，延展性强，可以加入大量填料和塑性剂，同时仍然保持优良的物理特性，因此可以生产便宜的功能部件。
EPDM的类型多种多样，Mooney粘度、分子量、乙烯/丙烯比例和固化速度各异。不同类型产品设计用于特殊应用的优化性能，可以选择混配生产适于特殊加工和产品要求的最佳聚合物。EPDM具有优良的老化特性以及低温挠性和耐化学性。采用EPDM制造的产品包括汽车密封条、软管、轮胎侧壁、单层车顶薄膜以及导线和电缆绝缘层。由于具有优良的介电特性、优异的抗风化、抗臭氧、防水和耐热性能，以及在温度升高时抗流动性好，EPDM广泛用于电气绝缘。
本文讨论这种聚合物的特征，以及根据客户需要开发用于高性能汽车密封条及中压绝缘应用的新型EPDM聚合物的物理特性。
什么是RE-EPDM？
RE-EPDM采用新聚合技术，因此成分分布受到控制。受控制的成分分布在聚合物链内及其之间提供独特的微结构，在一种聚合物内结合了多级EPDM概念。因此，各种聚合物的不同属性可以满足不同的应用领域（见表1）。
表1：不同特性的聚合物可在不同领域应用
相应属性 应用领域
低温挠性和高强度 密封件与软管
A级外观并抗磨损和抗皱 海绵密封件
极好的电气性能和加工特性 导线与电缆
高热撕强度和较好的模制性能 通用机具
改良的热融性和优质的物理特性 TRP，TPV，改性塑料
◆ 应用于汽车密封条
RE-EPDM首先于1997年在北美汽车密封条市场使用。该产品组合了具有不同特性的两种（或以上）EPDM的特性和性能特征。通常采用混合物制造挤压汽车外形，以保持外形、抗皱及达到光滑表面。开发RE-EPDM 4316产品，以使汽车海绵型密封条达到极其光滑的挤压和固化表面，同时保持要求的物理特性。与传统EPDM相比，RE-EPDM 4316还具有超光滑挤压、抗皱、海绵型低膨胀密度和低压缩变形特性，同时混合和研磨性能优良。
◆ 聚合物特性
与传统EPDM的聚合物Mooney粘度65相比，RE-EPDM 4316的聚合物Mooney粘度为85。有趣的是，当RE-EPDM 4316直接替代相同海绵型挤压化合物中的传统EPDM时，可以达到无可比拟的Mooney粘度。这是该技术提供的独特微结构的直接结果。RE-EPDM 4316聚合物烘焦时间更长、膨胀密度和负载挠度更低，具有相同压缩变形和吸水率。另外，还观察到抗皱的极其光滑表面。
◆ 性能优点
RE-EPDM在混合和研磨性能方面具有许多优点，包括更快混合速度（提高达10-15%）、优良填料扩散、降低化合物粘度，以便更快和更易研磨。
模制和挤压加工优点包括头压降低、提高带料送入过程设备（湿压强度优良）、形状保持特性优良、固化表面极其光滑以及模内流动性提高。
物理特性优点是提高膨胀特性（密度降低）和形成优良物理特性，RE-EPDM无可比拟或优于EPDM等级混合物。
应用于导线与电缆
众所周知，基于EPDM橡胶的绝缘化合物由于其采用的基本聚合物和化合成分的类型和含量而在物理和电气特性方面变化极大。以下讨论将说明RE-EPDM 4191P的聚合物特征、热量和电气稳定性。
◆ 聚合物特性
中压绝缘用EPDM要求乙烯含量高，以适于拉伸强度。低Mooney粘度和分支结构有利于形成合适的剪切变稀特性，易于加工。
分子量分布（MWD）表明，RE-EPDM 4191P特别适合于在没有塑性剂时加入少量填料进行加工。一般来说，与EP共聚物相比，非饱和程度低（1.5% DCPD），导致加热特征优良。EPDM中使用过氧化物固化系统，以用于低压到中压结构和汽车点火导线的广泛应用，在此环境中要求耐高温。
◆ 复杂动态粘度和介损
在150℃以每秒0.25和200弧度之间测量RE-EPDM 4191P与剪切率相关的复杂动态粘度特性。注意，RE-EPDM 4191P的剪切稀化特性极低，粘度范围从0.25弧度/秒的80,000帕斯卡-秒（pa-s）到200弧度/秒的大约1,100pa-s。
图1显示RE-EPDM 4191P的介损。介损是粘度/弹性模数的比率。因此，介损越低，等于弹性性能越好。在低频率的低介损和相对平缓斜率是广泛MWD和分支结构的象征。
RE-EPDM 4191P的相对低粘度和重要剪切稀化特征是中压绝缘最终应用苛刻加工要求的必要条件。
◆ RE-EPDM评估化合物
采用典型中压配方评估RE-EPDM 4191P。讨论聚焦于最高温度达150℃的绝缘化合物热稳定性以及在900C水中的电气稳定性，RE-EPDM 4191P在最高达150℃时具有优良固化特征和耐热性能（见表2）。
表2、RE-EPDM4191P的物理特性
100%模数 （Mpa） 7.1
拉伸力（Mpa） 13.2
延伸性（%） 330
121℃，7天后 拉伸力保持率 （% ） 100
延伸性保持率 （% ） 105
136℃，7天后 拉伸力保持率 （% ） 102
延伸性保持率 （% ） 105
158℃，7天后 拉伸力保持率 （% ） 99
延伸性保持率 （% ） 103
◆ 电气特性
高性能绝缘化合物的主要电气特性是低介电常数和耗散因数以及高绝缘电阻。介电常数或比介电常数（SIC）测量储存在材料中的电能总量或者材料充当电容的倾向。介电常数与在交流电正和负周期内绝缘导线充电要求的电能有关。低数值与低损失和降低电能成本相关。介电常数主要是聚合物结晶度的函数。
耗散因数或功率因数是绝缘体充电和放电的滞后测量结果。耗散因数值越低，有效绝缘越好，运行冷却更好。这是电缆系统损耗的一部分，影响运行系统的能源成本。耗散因数是绝缘体中的极性添加剂，例如稳定剂和催化剂残余物的一个函数。
RE-EPDM 4191P电气特性优良。介电常数和功率因数在长期浸泡时保持稳定。表3中的数据显示了化合物施加于#14 AWG固体铜并在900C水中以60Hz频率施加600V交流电连续测试获得的电气数值。电气特性的测量时间为12个月。
表3、RE-EPDM 4191P电气特性（交流电频率60HZ，电压600V，浸泡在90℃水中）
时间 介电常数 功率因数(%) 绝缘电阻(MΩ/1000ft.)
40 (volts/mil) 80(volts/mil) 40(volts/mil) 80(volts/mil)
1天 2.53 2.54 0.16 0.15 7500
7天 2.53 2.54 0.16 0.15 7500
14天 2.53 2.54 0.16 0.15 6600
28天 2.57 2.57 0.17 0.17 6900
3个月 2.56 2.56 0.13 0.13 9600
6个月 2.63 2.63 0.19 0.18 12000
8个月 2.64 2.64 0.19 0.18 13500
12个月 2.63 2.63 0.43 0.43 12000
总结
这种新一代RE-EPDM聚合物推出尚未多久，是回应客户对高性能EPDM用于汽车密封条和中压绝缘导线和电缆市场的不断增长需要。RE-EPDM 4316设计用于汽车密封条市场，可提供汽车海绵型密封条的超级光滑挤压和固化表面，同时保持低压缩变形和防皱的物理特性要求。
RE-EPDM 4191P取得市场成功，展示了其在导线和电缆工业的苛刻要求中的优良湿性电气稳定性以及耐热性。RE-EPDM的其它潜在应用还包括软管、单层车顶薄膜以及机械产品。
6/14/2005
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