三元乙丙橡胶混炼胶中炭黑引起的焦烧现象及其主要影响因素研究

陈有根，赵国刚，姜宝环，张友伟

（山东联科新材料有限公司，山东 潍坊 262600）

焦烧是混炼胶的早期硫化特性，门尼焦烧时间是采用门尼粘度计测试在一定温度下混炼胶的门尼粘度从最小值上升至规定值所需的时间，并据此来调整胶料配方和混炼工艺以保证混炼胶的存放、挤出和后续的制品成型加工顺利进行。炭黑N550在以三元乙丙橡胶（EPDM）为基材的工业橡胶制品中广泛使用，在大量生产实践中发现，通常炭黑用量在150份以上，即使未加入任何硫化助剂，EPDM混炼胶的门尼粘度也会出现随存放时间延长而迅速上升的现象。这一现象类似于混炼胶的焦烧，其主要由炭黑引起，本文简称为炭黑焦烧。国外研究[1-2]表明，炭黑焦烧主要发生在第三单体为亚乙基降冰片烯（ENB）的EPDM中，与炭黑的比表面积、结构和表面特性有关。尽管炭黑焦烧在生产过程中普遍存在，但目前国内关于炭黑焦烧的研究却鲜有报道。我公司从炭黑生产和应用角度出发，针对炭黑焦烧开展了一系列研究工作。本工作主要从热力学和动力学角度研究炭黑焦烧的原因、过程和主要影响因素，尝试对炭黑焦烧的发生机理进行解释，为在炭黑和橡胶制品生产中有效地控制炭黑焦烧问题提供理论依据。

1 实验

1.1 原材料

EPDM，牌号为Keltan®8550C，门尼粘度[ML（1＋4）125 ℃]为80，乙烯基质量分数为0.48，ENB质量分数为0.055，德国朗盛公司产品；炭黑N550，山东联科新材料有限公司产品；氧化锌、硬脂酸和石蜡油，市售工业品。

1.2 基本配方

EPDM 100，炭黑N550 变量，氧化锌 5，硬脂酸 1，石蜡油 80。……