乙丙橡膠是*種很有發(fā)展前途的新型膠種，由于其具有優(yōu)異的綜合性能，且原料來源豐富，制造工藝簡單，價格適中，比重小，制品的單位重量消耗少，所以在電纜工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。
* 乙丙橡膠的結(jié)構(gòu)及性能
1.乙丙橡膠的結(jié)構(gòu).點
乙丙橡膠是*種無定型的非結(jié)晶橡膠，其分子主鏈上乙烯與丙烯單體單元是無規(guī)則排列，失去了聚乙烯或聚丙烯結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，成為具有彈性的橡膠。當(dāng)乙烯含量在20－40mol%范圍時，乙丙橡膠的玻璃化溫度（Tg）約為－60℃,其低溫性能如低溫壓縮變形、低溫彈性均好，但耐熱性能較差。通常為避免形成丙烯鏈以保證在乙丙橡膠分子中的無規(guī)則分布，要求乙烯含量必須大于50 mol%，但乙烯含量超過70 mol%時，乙烯鏈出現(xiàn)結(jié)晶，玻璃化溫度（Tg）升高，耐寒性能下降，加工性能變差。*般認(rèn)為乙烯含量在60 mol%左右，其加工性能和硫化膠的物理機械性能均較好。乙丙橡膠分子鏈不含.性基團，鏈節(jié)比較柔順，分子間作用力小。
三元乙丙橡膠所用.三單體為非共軛二烯烴類，其種類和用量對硫化速度和硫化膠的物理機械性能均有直接影響。.三單體含量高低以碘值表示，含量高則碘值高，硫化速度快，對硫化膠物理機械性能如定伸應(yīng)力，生熱、壓縮變形等均有改善，但焦燒時間較短，耐熱性能有所下降。乙丙橡膠的碘值范圍為6～30g碘/100g膠，大多數(shù)戶則是15g碘/100g膠左右。所以在使用時應(yīng)根據(jù)制品性能要求加以選擇。
2.乙丙橡膠的性能
由于乙丙橡膠具有高度的飽和結(jié)構(gòu)，且分子鏈上原子和基團的排列與天然橡膠很相似。分子鏈比較柔順，使乙丙橡膠具有許多優(yōu)異的性能。
（1）耐臭氧性非常好。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過丁基橡膠和氯丁橡膠。在含臭氧100PPm的介質(zhì)中，乙丙橡膠經(jīng)過2430小時仍不龜裂。而*般認(rèn)為耐臭氧老化性能較好的丁基橡膠僅經(jīng)過534小時即產(chǎn)生較大裂口；氯丁橡膠則只有46小時。在30%臭氧濃度下氯丁橡膠只經(jīng)過7分鐘即出現(xiàn)裂紋，而乙丙橡膠經(jīng)過1小時后仍無變化。丁基橡膠中摻入少量三元乙丙橡膠可使耐臭氧性顯著改善。三元乙丙橡膠與天然橡膠（35/65）或與丁苯橡膠（30/70）并用時，可以顯著改善耐臭氧性。
（2）耐氣候性和顏色穩(wěn)定性非常好，可以使制品不發(fā)生龜裂，顏色經(jīng)久不變。乙丙橡膠在陽光下暴曬3年不見裂紋，丁苯橡膠僅5天即發(fā)生裂口，70天斷裂；天然橡膠150天出現(xiàn)大的裂口。
（3）耐熱老化性優(yōu)越，超過丁基橡膠。乙丙橡膠易老化，可長期使用于溫度為85℃~90℃的條件。短期使用溫度可達150℃。
（4）耐寒性較好。在-55℃時仍有較好的曲撓性。在-57℃時才開始變硬，-77℃時變脆。
（5）彈性大、壓縮變形小。沖擊彈性較好，回彈率可達50%~60%，僅次于順丁橡膠和天然橡膠。而且在低溫下彈性保持較好。
（6）電*緣性能優(yōu)異，超過丁基橡膠。尤其是耐電暈性很突出。丁基橡膠的耐電暈性不超過2小時，而乙丙橡膠則可以達兩個月以上。乙丙橡膠的介電系數(shù)為2.27；介質(zhì)損耗角正切在0.0023以下。體積電阻系數(shù)在1016~1017歐·厘米以上；在交流電壓下，擊穿強度為32~35kV/mm，浸水后電*緣性能仍很穩(wěn)定。乙丙橡膠用于高壓電纜*緣時，它有不發(fā)生電樹、水樹的突出優(yōu)點。
（7）耐化學(xué)腐蝕性好。.別是對無機酸堿和.性溶劑有良好的穩(wěn)定性。
（8）比重小（為0.87），是合成橡膠中比重.小的品種。
乙丙橡膠的主要缺點是硫化速度慢，和其它橡膠并用時共硫化性差。不耐燃，耐油性相對較差，自粘性和互粘性都很差(因為分子中既無反應(yīng)性基團，又不含.性基，故粘合力小)，不易粘合，給加工工藝帶來困難。
二 乙丙橡膠在電纜中的應(yīng)用
乙丙橡膠具有優(yōu)異的耐熱、耐臭氧、耐老化、耐化學(xué)藥品（非.性溶劑除外）性能、電*緣性能、沖擊彈性、低溫性能(使用溫度范圍寬－57～150℃)、低密度和高填充性（能大量填充增塑劑和填充劑）及耐熱水耐水蒸氣等性能，并具有易于聚烯烴塑料共混改性加工的.點，廣泛用于汽車密封部件、電線電纜、耐熱膠管膠帶、防火卷材、油品添加劑及塑料改性等行業(yè)，近年來發(fā)展十分迅速，生產(chǎn)能力和產(chǎn)耗量已居七大合成橡膠中的.四位，僅次于丁苯橡膠、順丁橡膠和異戊橡膠。
乙丙橡膠在電線電纜中主要用作*緣層，尤其適用在耐溫等*和耐電壓等*較高的電線電纜上，乙丙橡膠.好的*緣性、耐水性、和耐老化性能是制造電線電纜*緣的良好材料，.別適用于中高壓電纜。
三 乙丙橡膠的加工
1.塑煉
三元乙丙橡膠的塑煉效果差,不象天然橡膠和丁苯橡膠那么易于塑煉。門尼粘度高的三元乙丙橡膠塑煉時，由于分子鏈斷裂，門尼粘度有所下降。低門尼粘度的乙丙橡膠，只是在塑煉初期門尼粘度稍有下降。因此三元乙丙橡膠不像天然橡膠那樣需要專門進行塑煉,只是在混煉前先將三元乙丙橡膠在低溫下稍薄通即可。
2.混煉
三元乙丙橡膠可采用開煉機和密煉機混煉。但用密煉機混煉，填充劑分散效果更好。
1．開煉機混煉
由于乙丙橡膠塑煉效果差，缺乏粘著性，不易“吃”炭黑，不易包輥（或易包后輥），故用開煉機混煉時應(yīng)注意以下幾點：
（1）門尼粘度低的（ML!1+4, 100℃在80以下者）可以用開煉機混煉，門尼粘度高的用開煉機混煉較困難；
（2）混煉開始時采用窄輥距，先將生膠薄通10次左右，使其形成連續(xù)的包輥膠后再放寬輥距進行加料混煉；
（3）輥溫應(yīng)控制在60℃左右，前輥溫度稍低于后輥；
（4）混煉高填充油和高填充劑的膠料時，可將油和填充劑先混合后再加到膠料中去，以改善混煉操作；
（5）硬脂酸易使膠料脫輥，宜在混煉后期加人。
此外，加入操作油能改善混煉膠操作性能。故充油乙丙橡膠的混煉工藝性能較好。
2．密煉機混煉
三元乙丙橡膠密煉機混煉應(yīng)注意以下幾點；
（1）容量應(yīng)比正常容量高15％左右；
（2）溫度要高些，以利于乙丙橡膠在高溫下塑化，從而使配合劑易于分散均勻;
（3）填充劑用量高的膠料宜采用逆混法，填充劑用量低的膠粉用*般混煉法較好。
逆混法:
a．先加除硫黃和促進劑外的所有配合劑；
b．加生膠；
c.待配合劑完全混合均勻后排膠；
d．在開煉機上下片，冷卻；
e.在開煉機上或溫度低于100℃的密煉機中加硫化體系。
注: 密煉機混煉時間視密煉機的類型（快速或慢速）及配方不同而異,以達到配合劑充分分散均勻為原則．
*般混煉方法:
a. 加生膠；
b.加硬脂酸、氧化鋅、1/2填充劑、1/2軟化劑和其它配合劑；
c．加1/2炭黑、1/2軟化劑；
d．繼續(xù)混煉*均勻、排膠；
e.在開煉機上下片、冷卻；
f. 在開煉機上或低于100℃的密煉機中加硫化體系。
3.擠出
膠料壓出性能往往是以膠料容易輸送、壓出速度快、壓出物表面光滑以及形狀、尺寸保持性好為標(biāo)志。三元乙丙橡膠比*般橡膠容易壓出，壓出速度較快，壓出物收縮小，但要控制好膠料的門尼粘度和壓出溫度。乙丙橡膠膠料門尼粘度（ML!1+4,100℃）以40～60為*。壓出條件*般為；口型溫度為90-140℃，機頭溫度80-130℃,機身溫度60-70℃,螺桿采用通水冷卻。壓出速度要適宜。壓出速度太快，壓出物口型膨脹大，表面粗糙，尺寸穩(wěn)定性差。
乙烯含量高及分子量分布窄的三元乙丙橡膠壓出工藝性能好。高填充配合的膠料亦有良好的壓出性能，.別是填充高結(jié)構(gòu)爐黑、快壓出爐黑、通用爐黑、半補強爐黑、中粒子熱裂法炭黑和細(xì)粒子熱裂法炭黑等炭黑的膠料壓出表面光滑，白色填料以鈦白、滑石粉、碳酸鈣為.好，壓出速度超過炭黑膠料。
三元乙丙橡膠膠料需要通過壓延制備各種規(guī)格膠片以及在織物上擦膠或貼膠。膠料門尼粘度、壓延速度和溫度均會影響壓延物質(zhì)量。壓延溫度過低容易產(chǎn)生氣泡，壓延物不平整，收縮大。*般壓延溫度應(yīng)控制如下：上輥90~100℃，中輥90℃左右，下輥90~120℃。
4.硫化
三元乙丙橡膠在高溫下易于流動和充滿模型，硫化后易脫模。*般硫化溫度在150～170℃，.殊情況下硫化溫度可更高。三元乙丙橡膠制品和其它橡膠制品*樣，可以采用硫化罐硫化（包括蒸汽硫化和熱空氣硫化）、平板硫化機硫化、模壓、傳遞模壓和注射模壓硫化、連續(xù)硫化（包括熔融鹽浴硫化和超高頻硫化）以及低溫長時間硫化（即自然硫化）等。高達250℃的熔融鹽浴中短時間硫化時，其硫化膠的物理機械性能無明顯下降。三元乙丙橡膠*般硫化方法與其它橡膠的硫化方法相同，不再贅述。在這里詳細(xì)講*下連續(xù)硫化的方法。
連續(xù)硫化
二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠均宜于連續(xù)硫化。較典型的是應(yīng)用在電線、電纜生產(chǎn)中，*般是用熔融鹽浴連續(xù)硫化。
熔融鹽組成舉例如下（重量百分?jǐn)?shù)）
KNO3 53％，NaNO3 7％，NaNO3 40％
熔融鹽浴溫度范圍*般為190-250℃，溫度波動范圍在±2℃之內(nèi)。采用熔融鹽浴連續(xù)。
硫化的優(yōu)點如下：
（1）生產(chǎn)效率高，在非常高的溫度下硫化時間很短，如在250℃下只需30～60秒的硫化時間；
（2）壓出產(chǎn)品的長度不受限制，不必貯存半成品；
（3）沒有氧化作用。使其能用于那些要求必須在無空氣情況下硫化的膠料，如過氧化物硫化體系膠料的硫化；
（4）可以生產(chǎn)空心、含金屬芯壓出制品和由實心及微孔部件組成的復(fù)合壓出制品;
（5）生產(chǎn)工藝簡單，耗費勞動力少。
連續(xù)硫化的缺點是壓出尺寸受限制，當(dāng)用于復(fù)雜形狀或薄壁壓出制品時，可能在通過熔融液體時發(fā)生變形；生產(chǎn)厚壁制品時大于1cm時，則所需硫化時間長；對那些不耐高溫的橡膠制品不能使用。同時由于缺乏內(nèi)壓，當(dāng)膠料中存在氣體、水分和揮發(fā)性物質(zhì)時容易產(chǎn)生氣泡，因而配合劑需經(jīng)脫水、脫揮發(fā)物處理，或使用真空壓出機，致使成本明顯增加。
連續(xù)硫化工藝要求膠料具有好的熱穩(wěn)定性，故二元乙丙橡膠或三元乙丙橡膠、充油或非充油乙丙橡膠均適于連續(xù)硫化。為了改善連續(xù)硫化的乙丙硫化膠的彈性，可與10-20重量份的順丁橡膠和異戊橡膠并用，但其并用體系要用過氧化物進行硫化以實現(xiàn)共硫化。增塑劑宜用石蠟油。
四 乙丙橡膠混煉過程中的質(zhì)量控制
自MT818-2009標(biāo)準(zhǔn)頒布實施以來，煤礦用橡套軟電纜的*緣材料已由乙丙膠替代了使用多年的天然-丁苯膠，對于使用在3.6/6kV及以上電壓等*的乙丙膠，由于成品電性能要考核局放水平，故膠片在混煉過程中，尤其要注意膠片的清潔度，避免雜質(zhì)的混入。乙丙膠在混煉加工時，要注意以下幾方面的質(zhì)量控制：
1.原材料 乙丙膠生產(chǎn)過程中，對原膠采用了進口和*產(chǎn)兩種乙丙，*產(chǎn)乙丙在試生產(chǎn)出膠料的表面比較粗糙，膠料的塑性，伸長率，拉伸強度等物理機械性能和電性能都可以滿足要求，但是該膠料表面粗糙，并且在連硫擠出時工藝性能比較差，不利于下道工序生產(chǎn)。在進口乙丙方面，公司采購部門和技術(shù)部對原膠*號的選取嚴(yán)格控制，規(guī)范配方中各個配料確實使用合格*方提*的原材料，明確產(chǎn)品性能和加工工藝。
2.生產(chǎn)前的準(zhǔn)備 由于*緣膠對清潔度的高要求，在膠種切換時，生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作顯得*關(guān)重要。在準(zhǔn)備生產(chǎn)*緣用乙丙膠時，應(yīng)使用合適膠料對密煉機組進行“洗車”，并對機組的傳送、濾橡、冷卻裝置進行徹底清掃保潔，確保工藝路線中無雜質(zhì)，密煉機腔體中無其他雜料存在，以保證膠片的清潔度，防止成品電纜局放試驗時局放水平超標(biāo)。
3.配粉重量 準(zhǔn)確的配粉份量和膠片質(zhì)量是密切相關(guān)的。配粉.別是配細(xì)料的時候*定份量準(zhǔn)確，并且細(xì)料規(guī)格比較多，不管生產(chǎn)哪*種規(guī)格的膠片，配的時候*定做到精確無誤不遺漏。粗料，每*規(guī)格的膠片，生產(chǎn)*車都有規(guī)定的份量，份量的準(zhǔn)確對膠片質(zhì)量的影響沒有細(xì)料的大。
4.混煉工藝 對原材料加料順序混煉時間排膠溫度的控制，生產(chǎn)出乙丙膠的塑性，伸長率，拉伸強度等物理機械性能和電性能都比較好，擠出電線電纜表面光滑達到工藝要求。 在生產(chǎn)正常的情況下，冷卻水溫波動時，膠料容易產(chǎn)生高溫，使得乙丙膠表面粗糙不光滑。通過長期的工作實踐和摸索，通過調(diào)整混煉時間和密煉機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，基本解決了膠片粗糙的問題，保證膠片質(zhì)量，不影響下道工序，提高了生產(chǎn)效率。
5.加硫時間 為提高硫化劑的分散均勻性，以及濾橡時的安全性，我們的混煉工藝采取二段式加硫工藝。即在*段混煉時，按工藝順序加入除硫化劑以外的各種配合劑，經(jīng)濾橡、冷卻后，出厚片，再將厚片按工藝稱重，投入密煉機加入硫化劑。為防止密煉機中溫度過高而產(chǎn)生早期硫化，加硫時間*般控制在6-10S為宜，但因在密煉機中的混合時間較短，硫化劑有可能混合不夠均勻，則在排料后，還需在開煉機上進行補充混煉，并使來回桿*少走動5次，防止膠料中局部硫化劑過多，而在擠出時產(chǎn)生“熟膠”現(xiàn)象。
五 結(jié)語
乙丙膠的*號很多，在*號選型時必須謹(jǐn)慎，對各品種應(yīng)進行平行對比試驗，以保證膠料性能的穩(wěn)定性。在混煉過程中，要確保各工藝要點的執(zhí)行，以保證乙丙膠的加工工藝性能，進而對乙丙膠的物理機械性能，電性能等提*質(zhì)量保證，提高生產(chǎn)效率，使企業(yè)受益。
