三元乙丙橡胶/甲基丙烯酸锌复合材料的多重交联网络结构在拉伸压缩高温作用下的变化

摘要

反应性增强填料甲基丙烯酸锌(ZDMA)能够赋予三元乙丙橡胶(EPDM)硬度高、弹性大、内耗低、强度高及伸长率高等特点,但目前关于EPDM/ZDMA复合体系交联网络的组成以及在拉伸、压缩外力和高温环境的作用下,交联网络各组分所承载的功能方面还处于空白。因此,文中首先采用差示扫描量热分析和红外光谱测试证实了EPDM/ZDMA复合橡胶体系的交联网络主要由离子键交联网络和共价键交联网络两部分构成;然后采用溶胀平衡法及酸解抽提的方式详细研究了EPDM/ZDMA复合体系中离子键交联密度(v_(r1))和共价键交联密度(v_(r2))在拉伸和压缩应力作用下以及不同温度老化作用下的变化情况。结果表明,在拉伸应力作用下,体系的v_(r1)和v_(r2)均会出现不同程度的降低,ZDMA含量较低时,v_(r1)下降幅度较大,而ZDMA含量较高时,v_(r2)下降更多。在压缩应力作用的初期,v_(r1)和v_(r2)均发生了较大幅度的降低,但随着压缩时间延长,离子键交联网络仍在继续被破坏,而共价键交联网络则得以保持。EPDM/ZDMA复合体系的离子键交联网络在90~120℃之间存在一个敏感温度,低于90℃,24 h的老化对离子键交联密度几乎无任何影响,但当温度超过120℃后,24 h老化使其迅速降低。