7．乙丙橡膠 EPR

乙丙橡膠是乙烯和丙烯為基礎單體合成的共聚物。橡膠分子鏈中依單體單元組成不同，有二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠之分。前者為乙烯和丙烯的共聚物，代號為EPM；后者為乙烯、丙烯和少量非共軛二烯烴第三單體的共聚物，代號為EPDM，統稱為乙丙橡膠(EPR)。

乙丙橡膠由于用途廣泛，市場需要旺盛，特別是汽車部件、聚烯烴熱塑性彈性體及塑料改性、單層防水材料等的需求迅速增加。目前生產乙丙橡膠的國家有10多個，生產廠家20多家，生產品種100多個，年總生產能力已超過100多萬噸，僅次于丁苯橡膠、順丁橡膠和異戊橡膠，居第4位，為七大合成橡膠品種之一。幾乎占全部合成橡膠的8.2％。

⑴乙丙橡膠的品種與分類

乙丙橡膠是以乙烯、丙烯或乙烯、丙烯以及少量的非共軛二烯類為單體經過催化劑的作用進行溶液聚合或懸浮聚合而得到的無規共聚彈性體。

乙丙橡膠包括二元乙丙橡膠（EPM）和三元乙丙橡膠（EPDM）兩類

二元乙丙橡膠的分子結構可以表示為：

    由于其分子鏈中不含有雙鍵，所以不能用硫黃硫化，而必須采用過氧化物硫化。

    而三元乙丙橡膠則是在乙烯、丙烯共聚時，再引入一種非共軛雙烯類物質作第三單體，使之在主鏈上引入含雙鍵的側基，以便能采用傳統的硫黃硫化方法，因此是目前的主要開發對象。依據第三單體種類的不同，三元乙丙橡膠又有E型、D型、H型之分。它們的分子結構式如下：

    E型(ENB—EPDM)，第三單體為1，1－亞乙基降冰片烯：

D型（DCPD—EPDM），第三單體為雙環戊二烯：

H型-EPDM 結構式：

以上三種類型的三元乙丙橡膠中D型價格較便宜。當用硫黃硫化時，E型硫化速度快，硫化效率高，D型硫化速度慢。而當用過氧化物硫化時，則D型硫化速度*快．E型次之。

此外，二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠的各個類別又按乙烯、丙烯的組成比、門尼黏度及第三單體引入量和是否充油等而分成若干牌號。

乙丙橡膠可看作是在聚乙烯的基礎上，引入了丙烯單體(引入量一般為25 mol％～50mol％不等)，從而破壞了原聚乙烯的結晶性，使之具有橡膠性能。因此乙丙橡膠的性能直接受乙烯、丙烯組成比的影響。一般規律是隨乙烯含量的增高，生膠和硫化膠的機械強度提高，軟化劑和填料的填充量增加，膠料可塑性高，壓出性能好，半成品挺性和形狀保持性好。但當乙烯含量超過70mol％時，由于乙烯鏈段出現結晶，使耐寒性下降。因此，一般認為乙烯含量在60mol％左右時，乙丙橡膠的加工性能和硫化膠的物理機械性能均較好。

三元乙丙橡膠第三單體的引入量通常以碘值(I₂g/EPDM100g)來表示。不同牌號的三元乙丙橡膠，其碘值一般在6～30之間。一般隨碘值的增大，硫化速度提高，硫化膠的機械強度提高，耐熱性稍有下降。碘值6～10的三元乙丙橡膠硫化度慢，可與丁基橡膠并用；碘值25～30的三元乙丙橡膠，為超速硫化型，可以任意比例與高不飽和的二烯類橡膠并用。

⑵乙丙橡膠的結構

①乙丙橡膠是乙烯和丙烯的無規共聚物，為非結晶性橡膠。

②分子主鏈上**鍵，三元乙丙橡膠雖然引入了少量雙鍵，但卻位于側基上，活性較小，對主鏈性質沒有多大影響，因此屬飽和橡膠。

③甲基的空間阻礙小，且無極性，主鏈又呈飽和態，因此是典型的非極性橡膠，分子鏈柔性好。

⑶乙丙橡膠的物理性質

乙丙橡膠為白一淺黃色半透明彈性體，密度為0.86~0.87g/cm³。

⑷乙丙橡膠的性能

其結構特點決定了它具有比丁基橡膠還要好的耐老化性、電絕緣性等，又具有接近于天然橡膠的彈性和很好的耐寒性。但同時也將丁基橡膠的某些缺點和非結晶性橡膠必須補強的問題集于一身。其優缺點如下：

①耐老化性優異，在現有通用型橡膠中是*好的。乙丙橡膠的抗臭氧性能特別好，當臭氧濃度為100ppm時，乙丙橡膠2430h仍不龜裂，而丁基橡膠534h、氯丁橡膠46h即產生大裂口。在耐臭氧性方面，以DCPD-EPDM*好。

乙丙橡膠的耐天候性能也非常好，能長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環境中使用。含炭黑的乙丙橡膠硫化膠在陽光下暴曬三年后未發生龜裂，物理機械性能變化亦很小。在耐候性方面，EPM優于DCPD-EPDM，更優于ENB-EPDM。

乙丙橡膠的耐熱性能優異。在150℃下，一般可長期使用，間歇使用可耐200℃高溫。在耐熱性方面，ENB-EPDM優于DCPD-EPDM。   

②絕緣性能和耐電暈性能超過丁基橡膠。又因吸水性小，所以浸水后的抗電性能也很好。

③對各種極性化學藥品和酸堿(濃強酸除外)的抗耐性好，長時間接觸后性能變化不大。

④具有良好的彈性和抗壓縮變形性。特別是非結晶性，使低溫狀態下的彈性保持性好，冷凍到-57℃才變硬，到-77℃變脆。

⑤易容納補強劑、軟化劑，可行高填充配合，并且由于密度小，可降低制品成本。

⑥純膠強力低，必須通過補強才有使用價值。

⑦不耐油。

⑧硫化速度慢，比一般合成橡膠約慢3～4倍。與不飽和橡膠不能并用，共硫化性能差。

⑨自黏和互黏性都很差，給加工工藝帶來困難。

根據乙丙橡膠的性能特點，主要應用于要求耐老化、耐水、耐腐蝕、電氣絕緣幾個領域，如用于耐熱運輸帶、電纜、電線、防腐襯里、密封墊圈、門窗密封條、家用電器配件、塑料改性等。也極適用于碼頭緩沖器、橋梁減震墊、各種建筑用防水材料，道枕墊及各類橡膠板、保護套等。也是制造電線、電纜包皮膠的良好材料，特別適用于制造高壓、中壓電纜絕緣層。它還可以制造各種汽車零件，如墊片、玻璃密封條、散熱器膠管等。由于它具有高動態性能和良好的耐溫、耐天候、耐腐蝕及耐磨性，也可用于輪胎胎側、水胎等的制造，但需解決好黏合問題。