三元乙丙橡胶结晶和交联对产品机械性能影响的探讨

结晶度是表征PE等半结晶性高聚物的重要参数。它的测量方法有很多，如密度法、差示扫描量热法（DSC）、红外光谱法、核磁共振法、X射线衍射法等。通常在用差示扫描量热仪DSC法对PE结晶度进行测定时，测定的是其熔融焓。由于PE是纯乙烯聚合，而三元乙丙是由乙烯、丙烯、第三单体亚乙基-降冰片烯三者组成，我们无法准确得到其结晶度；同时由于三元乙丙的熔融峰较宽，晶片类型多且温度分布宽，容易造成熔融焓测定产生较大的误差，因此我们用总熔融焓来替代结晶度去评价三元乙丙胶的结晶状态，从而讨论其相同配方硫化后的机械性能的差异。

在橡胶制品生产过程中，橡胶的交联是通过硫化是来实现的。橡胶的交联是指橡胶经过一系列复杂的化学反应，由线型结构变成体型结构，失去了混炼胶的可塑性，具有了交联橡胶的高弹性，进而获得优良的机械性能、耐热性、耐溶剂性及耐腐蚀性能。

橡胶的结晶和交联都会对其机械性能产生影响，但它们的作用机制和影响程度有所不同。

结晶对橡胶机械性能的影响主要可以提高强度和模量，结晶区域的形成使得橡胶材料的强度和刚度增加，这是因为结晶区域的分子排列更加有序，抵抗形变的能力更强。而交联对橡胶机械性能的影响则是提高网络结构稳定性，交联形成了三维网络结构，增强了橡胶的内聚力，使得橡胶在受到外力时不易变形或断裂。

因此结晶和交联都是影响橡胶机械性能的重要因素。结晶主要通过改变分子排列的有序性来影响橡胶的强度，而交联则通过形成三维网络结构来提高橡胶的内聚力。两者的作用机理不同，但在实际应用中往往是相互关联的。因此，在橡胶材料的设计和加工中，需要综合考虑结晶和交联的影响，以达到最佳的性能平衡。

本文通过实验的方法，对三种不同的三元乙丙的结晶性能和交联性能进行测试，对比不同熔融焓（结晶性能）和交联程度对橡胶硫化胶机械性能的影响。

1.实验部分

1.1 主要原材料

2470C,阿朗新科；4770,陶氏化学；8570C,阿朗新科。

1.2 硫化配方（phr）

生胶,100；炭黑N550,30；N774,35；白炭黑，5；石蜡油，15；DCP，2；TAIC，4。

1.3 主要设备和仪器

差示扫描量热仪DSC6000，铂金埃尔默公司；电子天平ME204，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；万能材料试验机AI-7000-SU1，高特威尔科学仪器（青岛）有限公司；橡胶分析加工仪RPA8000；高特威尔科学仪器（青岛）有限公司；平板加硫成型机GT-7014-H50，高特威尔科学仪器（青岛）有限公司。

1.4 试样制备

三元乙丙胶料按常规工艺在开炼机上混炼，混炼后停放 16h以上。采用平板硫化机硫化试样，硫化条件为 151^∘C/12MPa,t₉₀×2 ,试样在室温下停放16h以上后，再进行测试性能。

1.5 测试分析

1.5.1 熔融焓的测定：利用差示扫描量热仪DSC6000 对 2470C，陶氏4770，8570C进行测试。

测试条件为：氮气流量为 20mL/min ，以 20^∘C/min 的速率从 30^∘C 升温至 160^∘C ，保持 3min；以 10^∘C/min 降温至- ∇⋅70^∘C ，保持 50min ；然后再以10^∘C/min 升温至 250^∘C 。使用第二次升温曲线查看测试结果。

1.5.2 硫化特性：硫化特性按照GB/T9869 进行测试，测试温度为 160^∘C

1.5.3 机械性能：拉伸性能按照GB/T52 进行测试，采用 2 型哑铃状试样；撕裂性能按照GB/T529 进行测试，采用直角形撕裂试样；结果均以中位数表示。

2 结果与讨论

2.1 DSC熔融焓的测试结果如下表1 所示。