1. 概述

三元乙丙橡胶/聚丙烯（EPDM/PP）热塑性弹性体，是由EPDM和PP通过动态硫化技术制备而成的，在－40～150℃温度范围内，呈现橡胶使用性能，高温下（＞150℃）具有热塑性材料的加工流动性。所谓动态硫化技术是指在高温和高剪切场下将橡胶和树脂熔融共混，在混合的过程中，橡胶相原位硫化，最终形成以硫化橡胶颗粒为分散相，树脂为连续相的”海―岛”结构。EPDM和PP的分子结构、极性和溶度参数接近，二者相容性较好，不需进行增容处理就能很好地共混，因而在热塑性弹性体（TPV）发展初期多以EPDM/PP共混体系为例进行动态硫化方面的研究 ^[1]。

共混型热塑性弹性体的开发与应用是当前高分子材料科学发展的新方向, 它经历了3 个阶段, 从简单共混到部分动态交联共混(TPO)再发展到完全动态交联共混(TPV)。采用动态硫化法使EPDM/PP完全交联(TPV), 它比传统的TPO 有更优异的强度、高温机械强度、耐热性和耐油性能, 而且有良好的压缩永久变形和弹性, 大大拓宽了热塑性弹性体的应用领域 ^[2]。第一阶段是EPDM和PP简单的机械共混。美国Uniroyal公司在60年代末最早开始工业化生产，EPDM 含量不能超过50%，否则EPDM将成为连续相，制得的EPDM/PP热塑性弹性体硬度较高，综合性能较差。第二阶段是部分动态硫化EPDM/PP 塑性弹性体。1962年，Gessler 首先提出了动态硫化的概念。1972 年Fisher申了部分动态硫化EPDM/PP 的制备专利。1973 年，Uniroyal公司在Fisher研究工作的基础上推出了牌号为TPR的产品。EPDM在PP相中经过动态部分硫化后，有一定的交联，弥补了直接以EPDM与PP共混存在的一些缺陷，但EPDM橡胶相颗粒由于交联而使其粒径变大导致分散不均匀，影响共混物的加工性能。第三阶段是动态全硫化EPDM/PP 热塑性弹性体（简称EP-TPV）^[1]。

三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体(EPDM/PPTPV)材料具有重复利用率高，耐热性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性及电绝缘性良好等优点，是极具发展潜力的功能性材料。理想的热塑性弹性体( TPV) 相态结构是交联EPDM 颗粒被剪切细化，均匀分布在PP 连续相中。作为连续相的塑料使TPV 具有优异的加工性能，而作为分散相的硫化橡胶粒子使TPV具有橡胶特有的高弹性 ^[3]。

本课题致力于研究橡胶油对于EPDM/PP热塑性弹性体的性能影响。目前三元乙丙橡胶( EPDM)常用的硫化体系为硫黄和过氧化物硫化体系。由于过氧化物硫化EPDM 中的碳碳交联键比硫黄硫化的硫硫交联键具有更好的热稳定性，使得过氧化物硫化EPDM的耐热性更强，因而过氧化物体系占EPDM 硫化体系的比例在逐渐增加。由于在胶料中添加橡胶油可以减少胶料的黏度、改善其加工性能以及提高增强剂在胶料中的分散状况，进而提高硫化橡胶的耐寒性并降低制品的硬度和成本，因此研究在填充油存在的情况下EPDM 的过氧化物硫化具有现实意义 ^[4]。

2. EPDM/PP 热塑性弹性体

2.1 EPDM/PP 热塑性弹性体的结构

TPV 的微观结构是以塑料为连续相，以完全交联的橡胶粒子为分散相的”海―岛”结构，作为连续相的塑料使TPV 具有优异的加工性能，而作为分散相的硫化橡胶粒子使TPV具有橡胶特有的高弹性。TPV的”海―岛”相态结构形成机理可概括如下：

TPV在制备过程中，橡胶相在高温剪切场的作用下进行动态硫化，随着硫化反应的进行，橡胶相的黏度迅速升高，受到的剪切力也越来越大，橡胶相被打碎成细小的颗粒分散在塑料相中。

Coran等指出，在TPV的制备中，分散相粒子半径（R），即硫化橡胶颗粒的大小是影响材料加工和力学性能的重要因素。因此，制备此类材料的技术关键是形态结构的控制方法、条件和手段。张中岳等[10]在研究TPV的分散相粒径变化规律时指出，分散相粒子半径（R）同剪切速率（S）、体系表观黏度（V）及分散相体积分数（F）组成的综合因子SV/F有如式（1）的关系。