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         N-MG代表EPDM制造、氣相聚合與金屬茂催化的兩種最新技術(shù)組合。組合兩種技術(shù)，擴(kuò)展了產(chǎn)品性能以制造高分子量聚合物，不會(huì)帶來(lái)與溶解加工方法相關(guān)的任何加工限制或成本影響。高分子量EPDM以傳統(tǒng)溶解加工方法所生產(chǎn)的是充油膠。這些高分子量產(chǎn)品在EPDM應(yīng)用中具有一席之地。

       本文突出了高分子量N-MG化合物與充油膠和普通EPDM產(chǎn)品對(duì)比的一些優(yōu)點(diǎn)。

        顆粒形式的這些產(chǎn)品還能使用雙螺桿擠出機(jī)連續(xù)加工，因而是生產(chǎn)TPV的理想產(chǎn)品。

        DuPont Dow于1997年通過(guò)金屬茂催化劑技術(shù)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)商用EPDM。這種生產(chǎn)基于Insite（Dow Chemical的催化劑和加工技術(shù)）。Insite組合了Dow的控制幾何構(gòu)型單活性中心的催化劑（CGC）系統(tǒng)和專有溶解加工方法。幾乎在同時(shí)，Union Carbide使用基于釩的Ziegler-Natta催化劑技術(shù)推出其氣相EPDM。由于Dow收購(gòu)Union Carbide，用于制造EPDM的氣相EPDM加工技術(shù)傳入DuPont Dow。這樣，應(yīng)用金屬茂催化劑系統(tǒng)，氣相EPDM加工方法大大提高。通過(guò)金屬茂催化劑生產(chǎn)的EPDM和氣相加工方法組合了催化劑與顆粒形式產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。

         ●  催化效率高，因此催化劑殘余物少，潛在成本低 ；
         ● 產(chǎn)品成分均勻一致；
         ● 臭氣少；
         ● 凝膠少；
         ● 顆粒形式氣相EPDM混合速度特別快，填料分散性能優(yōu)良。

         高分子量EPDM

        溶解加工EPDM的限制之一是生產(chǎn)高分子量聚合物的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)可行性。傳統(tǒng)溶解加工方法生產(chǎn)超過(guò)90 Mooney（1250℃ 時(shí)ML1+4）的EPDM時(shí)，在加工中的溶液粘度太高，產(chǎn)量大大降低。在生產(chǎn)高分子量EPDM（HMW-EPDM）時(shí)，沒(méi)有添加加工用油，分離極其困難，以生產(chǎn)充油EPDM（OE-EPDM）。如果沒(méi)有充油，在傳統(tǒng)橡膠設(shè)備中不可能加工HMW-EPDM，因?yàn)檎扯忍?。一般?lái)說(shuō)，70至100 Mooney的產(chǎn)品需要加工為“易碎塊狀”或顆粒。超過(guò)100 Mooney時(shí)，傳統(tǒng)的EPDM產(chǎn)品需要充油以適于實(shí)際加工聚合物。

         HWM-OE-EPDM產(chǎn)品具有橡膠配料機(jī)需要的一些特性。其中許多特性是所有高分子量人造橡膠共同具有的。

         HMW-EPDM的有利特性如下：

         ● 物理性能高；
         ● 壓縮變形低；
         ● 交聯(lián)效率高；
         ● 熱濕壓強(qiáng)度高；
         ● 擠出產(chǎn)品外形保持優(yōu)良；
         ● 化合物延展性能高；
         ● 能夠接受大量加工用油，以產(chǎn)生低硬度化合物。

         HMW-OE-EPDM的一些缺點(diǎn)如下：

         ● 終端用戶缺乏可選擇的機(jī)油； 
         ● 產(chǎn)品的整體成本。

        盡管有缺點(diǎn)，產(chǎn)品應(yīng)用于要求物理特性優(yōu)良的低硬度化合物、要求外形保持能力優(yōu)良以及低壓縮變形的擠出外形、具有優(yōu)良單元結(jié)構(gòu)的擠出海綿、生產(chǎn)熱塑性硫化產(chǎn)品（TPV）以及用于熱塑性聚氨酯橡膠（TPO）的改性。

        高分子量氣相EPDM

        氣相EPDM的產(chǎn)品性能比Insite溶解加工方法或傳統(tǒng)基于釩的溶解加工方法寬廣得多。溶解加工方法生產(chǎn)非充油EPDM的制造限制可以采用氣相加工方法克服。 圖1對(duì)比了采用氣相和溶解加方法工生產(chǎn)的EPDM的產(chǎn)品性能。由于聚合發(fā)生在流化床氣相反應(yīng)器中，高分子量不受任何溶液粘度的限制。
 
        圖1：EPDM產(chǎn)品Mooney粘度與乙烯基比例的關(guān)系

        氣相EPDM的形態(tài)見(jiàn)圖2，對(duì)于其混合特性，這是極其重要的。使用了標(biāo)稱30 phr的N-650炭黑作為MG產(chǎn)品的分配劑。MG微粒的理想化圖形是以炭黑外殼充當(dāng)分配劑的聚合物芯子。平均微粒尺寸直徑位于1.0至1.5毫米之間。與必須通過(guò)混合機(jī)中最初破碎階段的傳統(tǒng)塊料或顆粒相比，小顆粒微粒使其更容易和更快混合和混入填料中。微粒表面面積大，也使其更容易快速吸油。
 
         圖2：N-MG粒子形態(tài)

          高分子量MG產(chǎn)品

         為了使該工業(yè)受益于氣相金屬茂催化HMW-EPDM的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)推出三種新型高分子量產(chǎn)品，第四種正在開(kāi)發(fā)之中，后期將推入市場(chǎng)。這些新產(chǎn)品特性分別表述如下。

        ◆ NDR47130特性 

         非常高粘度，半水晶狀EPDM，是一種高延展性和低壓縮性化合物。可代替具有較高延展性的充油聚合物和常規(guī)EPDM，可用于擠出軟管、TPV等的生產(chǎn)。

       ◆ NDR46140特性

        非常高粘度，無(wú)定型EPDM，是一種即使在低溫下也具高延展性和低壓縮性的化合物。可代替具有較高延展性的無(wú)定型充油聚合物和透明級(jí)常規(guī)EPDM，可制作擠出軟管、密封件、振動(dòng)隔離部件和 TPV等。

         ◆ NDR47100特性

        快速固化半水晶狀EPDM，是適于高硬度，高濕強(qiáng)度（green strength）化合物，高模數(shù)和高延展性，用于工業(yè)軟管和作為提高濕強(qiáng)度的混合組份。

        ◆ NDX551XX（未來(lái)產(chǎn)品）特性

        超快固化半水晶狀EPDM，快固化率和低壓縮性，溫度范圍廣。胞狀結(jié)構(gòu)形狀，可代替充油無(wú)定型快速固化EPDM級(jí)產(chǎn)品。

         配方高分子量MG產(chǎn)品

         在具有不同延展性的化合物中評(píng)估高分子量MG產(chǎn)品。延展性根據(jù)改變填料和機(jī)油負(fù)荷而不同。變更填料與機(jī)油比例，以維持所有化合物的硬度相似。所有配方補(bǔ)償MG產(chǎn)品的炭黑和OE-EPDM產(chǎn)品的機(jī)油，以反映最終配方中填料和機(jī)油相同。

         本文中的討論僅限于以NDR 47130作為樣品。但是，觀察到的結(jié)果和趨勢(shì)與NDR 64140相似。

          NDR 47130與透明級(jí)常規(guī)EPDM產(chǎn)品

         采用指定為A、B和C的EPDM商業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比。

         抗張強(qiáng)度顯示，NDR 47130可以達(dá)到更高延展水平，且仍然保持相同強(qiáng)度。盡管分子量極高（Mooney粘度），NDR 47130的混合速度比炭黑混入時(shí)間（BIT）所示的更低粘度透明產(chǎn)品快得多。延展性好象對(duì)混合時(shí)間的影響極小。在實(shí)驗(yàn)室混合機(jī)內(nèi)使用倒置混合程序執(zhí)行這些混合研究時(shí)，全尺寸生產(chǎn)設(shè)備也展示了混合優(yōu)點(diǎn)。與透明EPDM產(chǎn)品相比，NDR 47130即使是在極端延伸時(shí)仍維持低壓縮變形。

          N DR 47130與EPDM充油橡膠對(duì)比

         與OE-EPDM產(chǎn)品相比，NDR 47130混合更快，盡管在混合中必須吸收75至100 phr的更多“自由油”。由于微粒的表面面積大，吸油極快。化合物粘度表明，在此對(duì)比中，NDR 47130的分子量比OE-EPDM產(chǎn)品略低。盡管NDR 47130的分子量更低，其抗張強(qiáng)度與OE-EPDM化合物相似，在更高延展時(shí)顯示強(qiáng)度損失更低。這可能是由于填料混入和分散更好造成的。內(nèi)部研究顯示，MG產(chǎn)品的炭黑散布比傳統(tǒng)塊狀EPDM更好。與抗張強(qiáng)度一樣，NDR 47130在高延伸時(shí)壓縮變形維持也更好。

          TPV中的MG產(chǎn)品

          一般來(lái)說(shuō)，HMW-EPDM產(chǎn)品用于生產(chǎn)高性能TPV（高抗張強(qiáng)度和低壓縮變形）。在大多數(shù)情況下，OE-EPDM用于提供強(qiáng)度特性，也便于混入大量機(jī)油。使用連續(xù)雙螺桿擠壓機(jī)生產(chǎn)TPV或在內(nèi)部混合機(jī)中混合。連續(xù)混合是生產(chǎn)TPV的最經(jīng)濟(jì)方法。塊狀橡膠需要減小尺寸以送入連續(xù)混合機(jī)。顆粒形式高分子量MG將其本身導(dǎo)入連續(xù)混合，不需要成本高昂的破碎階段。

         總結(jié)與結(jié)論

         現(xiàn)已推出新型高分子量顆粒形式EPDM產(chǎn)品系列。與傳統(tǒng)塊狀EPDM正?；虺溆拖鹉z相比，這些產(chǎn)品的混合時(shí)間更短，填料分散性能優(yōu)良。這些產(chǎn)品可以使用填料和塑性劑大量延伸，以提供具有優(yōu)良物理特性以及低壓縮變形的低成本化合物。高分子量MG產(chǎn)品具有以降低整體化合物成本替代EPDM充油橡膠的潛在性。顆粒形式可以在雙螺桿擠出機(jī)中提供連續(xù)混合方法，例如在生產(chǎn)TPV時(shí)。這些產(chǎn)品適合于生產(chǎn)致密和海綿擠出外形、軟管、振動(dòng)隔離部件以及其它模制產(chǎn)品。產(chǎn)品也可以與EPDM的傳統(tǒng)產(chǎn)品混合，以加強(qiáng)物理或加工性能。