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三元乙丙橡胶生产工艺和应用探究进展 　　【摘 要】本文介绍了目前三元乙丙橡胶（EPDM）的生产工艺、性质改善及应用。 【关键词】三元乙丙橡胶；生产工艺；应用 0 引言 三元乙丙橡胶是由乙烯、丙烯及非共轭二烯单体（一般称第三单体）通过共聚反应生成的三元共聚物。EPDM具有优越的抗氧化、抗臭氧、抗腐蚀性，加工性能和使用性能良好。目前已广泛的使用在汽车工业、电子电气、建筑及其它领域[1，2]。目前中国三元乙丙橡胶产量不足2万吨/年，但据中商情报网数据估计2015年EPDM需求量达32万吨，行业进口依存度较大。因此，掌握EPDM合成方法成为国民经济发展的重要支撑。 1 生产工艺 目前，EPDM的制造工艺主要有溶液聚合法、悬浮聚合法和气相聚合法三种。 1.1 溶液聚合法 该工艺为均相反应，通常以直链烷烃如正己烷为溶剂，以铝盐为催化剂，乙烯、丙烯和第三单体发生聚合反应，调节温度和压力，控制反应速度和反应程度。工艺过程包括原料配制、聚合、催化剂脱除、溶剂和单体回收、干燥、包装等。 溶液聚合法是一种成熟的工艺，操作简单，产品质量均匀，灰分含量较少，是目前工业生产EPDM的主要方法。但由于聚合反应在溶剂中进行，传质传热较差，聚合效率低，同时由于回收溶剂和单体，增加了生产工序，设备投资较大。 1.2 悬浮聚合工艺 该法第三单体多为双环戊二烯（DCPD）或乙叉降冰片烯（ENB），以乙酰丙酮钒和AlEt2Cl为催化剂，二氯丙二酸二乙酯为活化剂，二乙基锌和氢气为分子量调节剂。将单体、催化剂、活化剂等加入夹套式聚合釜中，调节温度和压力，反应相中悬浮聚合物的质量分数控制在30%～35%。整个聚合反应在高度自动控制下进行。反应后的淤浆间歇地送入洗涤器，经过醇洗、碱洗、干燥、压块、包装得产品。悬浮液中未反应的乙烯、丙烯和第三单体分别经回收系统精制后循环使用。 该工艺未使用溶剂，聚合物浓度高，提高了聚合效率，扩大了生产能力（一般是溶液法的4～5倍），同时省略了溶剂循环和回收，节省了能量和设备投资；产品分子量分布广；产品成本比溶液法低。存在的不足是从聚合物中脱离残留催化剂比较困难。 1.3 气相聚合工艺 该工艺包括了聚合、分离净化和包装三个工序。聚合过程中将原料乙烯、丙烯、ENB同催化剂、氢气、氮气和炭黑一起加入流比床反应器，在一定的温度和压力下进行气相聚合反应。未反应单体换热后与新鲜原料气一起循环回反应器继续反应。生成的微粒状产品进入包装工序。 气相聚合工艺流程简短；未使用溶剂或稀释剂，毋需溶剂回收和精制工序，降低了设备投资和能耗；几乎无三废排放，是种环境友好型工艺。其缺点在于该法生产的产品皆为黑色，通用性较差。 综上所述，溶液聚合法的投资和能耗最高，但由于其产品的综合性能好，应用范围广，目前仍是国外广泛使用的方法。 2 EPDM的应用 2.1 汽车工业领域 目前EPDM主要应用于汽车工业的汽车轮胎、汽车密封条和汽车冷却液胶管等[3-5]。 2.1.1 汽车轮胎 汽车轮胎的主要材料为丁基橡胶（IIR），但是IIR的加工性能差， 与填充油、炭黑的相容性差，在IIR中加入少量的EPDM，不仅很好地解决了以上问题，而且还提高了抗压缩永久变形、耐磨及动态力学性能， 提高了低温柔韧性和抗氧化能力。 2.1.2 汽车密封条 随着经济的发展，轿车越来越普及，当汽车在行使时制动比较频繁，摩擦产生的热会使制热系统温度升高，当温度超过制动液沸点时，制动液气化，形成蒸汽，造成气堵，引起制动失灵，因此对活塞密封圈的密封要求很高，目前国内外活塞密封圈均采用耐湿性能较好的EPDM材质制造。用盐浴或微波硫化的EPDM可用于汽车门窗和挡风玻璃的密封材料。 2.1.3 汽车冷却液胶管 随着发动机结构越来越紧凑和燃油利用率越来越高，汽车罩盖下的温度也是越来越高，这就使得汽车散热器冷却胶管必须在高温下工作，目前常用的多是采用具有良好耐热性的EPDM，并且它的耐油性和化学稳定性均优良，提高了冷却液胶管的使用寿命。 2.2 电子电气领域 2.2.1 绝缘材料 EPDM是一种饱和橡胶，其电绝缘性优异，广泛于中高压电线电缆的绝缘材料。研究表明，高密度聚乙烯（HDPE）-EPDM阻燃体系经辐射发生交联，大大提高了阻燃性，并且其表面结构及界面结构发生改变，提高了其机械性能。 2.2.2 导电材料 要使高分子材料具有导电能力，目前研究方向主要是在高分子材料中加入导电的材料，其导电性能的优良主要取决于导电材料在高分子中的分散程度。研究发现，含乙炔分散相的丁氰橡胶经EPDM改性后，使得乙炔在基体中分散更加均匀，从而提高了材料的导电性。 2.