橡胶原材料之通用合成橡胶（EPDM）

7．乙丙橡胶 EPR

乙丙橡胶是乙烯和丙烯为基础单体合成的共聚物。橡胶分子链中依单体单元组成不同，有二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶之分。前者为乙烯和丙烯的共聚物，代号为EPM；后者为乙烯、丙烯和少量非共轭二烯烃第三单体的共聚物，代号为EPDM，统称为乙丙橡胶(EPR)。

乙丙橡胶由于用途广泛，市场需要旺盛，特别是汽车部件、聚烯烃热塑性弹性体及塑料改性、单层防水材料等的需求迅速增加。目前生产乙丙橡胶的国家有10多个，生产厂家20多家，生产品种100多个，年总生产能力已超过100多万吨，仅次于丁苯橡胶、顺丁橡胶和异戊橡胶，居第4位，为七大合成橡胶品种之一。几乎占全部合成橡胶的8.2％。

⑴乙丙橡胶的品种与分类

乙丙橡胶是以乙烯、丙烯或乙烯、丙烯以及少量的非共轭二烯类为单体经过催化剂的作用进行溶液聚合或悬浮聚合而得到的无规共聚弹性体。

乙丙橡胶包括二元乙丙橡胶（EPM）和三元乙丙橡胶（EPDM）两类

二元乙丙橡胶的分子结构可以表示为：

    由于其分子链中不含有双键，所以不能用硫黄硫化，而必须采用过氧化物硫化。

    而三元乙丙橡胶则是在乙烯、丙烯共聚时，再引入一种非共轭双烯类物质作第三单体，使之在主链上引入含双键的侧基，以便能采用传统的硫黄硫化方法，因此是目前的主要开发对象。依据第三单体种类的不同，三元乙丙橡胶又有E型、D型、H型之分。它们的分子结构式如下：

    E型(ENB—EPDM)，第三单体为1，1－亚乙基降冰片烯：

D型（DCPD—EPDM），第三单体为双环戊二烯：

H型-EPDM 结构式：

以上三种类型的三元乙丙橡胶中D型价格较便宜。当用硫黄硫化时，E型硫化速度快，硫化效率高，D型硫化速度慢。而当用过氧化物硫化时，则D型硫化速度*快．E型次之。

此外，二元乙丙橡胶和三元乙丙橡胶的各个类别又按乙烯、丙烯的组成比、门尼黏度及第三单体引入量和是否充油等而分成若干牌号。

乙丙橡胶可看作是在聚乙烯的基础上，引入了丙烯单体(引入量一般为25 mol％～50mol％不等)，从而破坏了原聚乙烯的结晶性，使之具有橡胶性能。因此乙丙橡胶的性能直接受乙烯、丙烯组成比的影响。一般规律是随乙烯含量的增高，生胶和硫化胶的机械强度提高，软化剂和填料的填充量增加，胶料可塑性高，压出性能好，半成品挺性和形状保持性好。但当乙烯含量超过70mol％时，由于乙烯链段出现结晶，使耐寒性下降。因此，一般认为乙烯含量在60mol％左右时，乙丙橡胶的加工性能和硫化胶的物理机械性能均较好。

三元乙丙橡胶第三单体的引入量通常以碘值(I₂g/EPDM100g)来表示。不同牌号的三元乙丙橡胶，其碘值一般在6～30之间。一般随碘值的增大，硫化速度提高，硫化胶的机械强度提高，耐热性稍有下降。碘值6～10的三元乙丙橡胶硫化度慢，可与丁基橡胶并用；碘值25～30的三元乙丙橡胶，为超速硫化型，可以任意比例与高不饱和的二烯类橡胶并用。

⑵乙丙橡胶的结构

①乙丙橡胶是乙烯和丙烯的无规共聚物，为非结晶性橡胶。

②分子主链上**键，三元乙丙橡胶虽然引入了少量双键，但却位于侧基上，活性较小，对主链性质没有多大影响，因此属饱和橡胶。

③甲基的空间阻碍小，且无极性，主链又呈饱和态，因此是典型的非极性橡胶，分子链柔性好。

⑶乙丙橡胶的物理性质

乙丙橡胶为白一浅黄色半透明弹性体，密度为0.86~0.87g/cm³。

⑷乙丙橡胶的性能

其结构特点决定了它具有比丁基橡胶还要好的耐老化性、电绝缘性等，又具有接近于天然橡胶的弹性和很好的耐寒性。但同时也将丁基橡胶的某些缺点和非结晶性橡胶必须补强的问题集于一身。其优缺点如下：

①耐老化性优异，在现有通用型橡胶中是*好的。乙丙橡胶的抗臭氧性能特别好，当臭氧浓度为100ppm时，乙丙橡胶2430h仍不龟裂，而丁基橡胶534h、氯丁橡胶46h即产生大裂口。在耐臭氧性方面，以DCPD-EPDM*好。

乙丙橡胶的耐天候性能也非常好，能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。含炭黑的乙丙橡胶硫化胶在阳光下暴晒三年后未发生龟裂，物理机械性能变化亦很小。在耐候性方面，EPM优于DCPD-EPDM，更优于ENB-EPDM。

乙丙橡胶的耐热性能优异。在150℃下，一般可长期使用，间歇使用可耐200℃高温。在耐热性方面，ENB-EPDM优于DCPD-EPDM。   

②绝缘性能和耐电晕性能超过丁基橡胶。又因吸水性小，所以浸水后的抗电性能也很好。

③对各种极性化学药品和酸碱(浓强酸除外)的抗耐性好，长时间接触后性能变化不大。

④具有良好的弹性和抗压缩变形性。特别是非结晶性，使低温状态下的弹性保持性好，冷冻到-57℃才变硬，到-77℃变脆。

⑤易容纳补强剂、软化剂，可行高填充配合，并且由于密度小，可降低制品成本。

⑥纯胶强力低，必须通过补强才有使用价值。

⑦不耐油。

⑧硫化速度慢，比一般合成橡胶约慢3～4倍。与不饱和橡胶不能并用，共硫化性能差。

⑨自黏和互黏性都很差，给加工工艺带来困难。

根据乙丙橡胶的性能特点，主要应用于要求耐老化、耐水、耐腐蚀、电气绝缘几个领域，如用于耐热运输带、电缆、电线、防腐衬里、密封垫圈、门窗密封条、家用电器配件、塑料改性等。也极适用于码头缓冲器、桥梁减震垫、各种建筑用防水材料，道枕垫及各类橡胶板、保护套等。也是制造电线、电缆包皮胶的良好材料，特别适用于制造高压、中压电缆绝缘层。它还可以制造各种汽车零件，如垫片、玻璃密封条、散热器胶管等。由于它具有高动态性能和良好的耐温、耐天候、耐腐蚀及耐磨性，也可用于轮胎胎侧、水胎等的制造，但需解决好黏合问题。