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EPDM结构、性能及鞋材应用

EPDM(三元乙丙橡胶,英文名:Ethylene-Propylene-Diene Monomer)是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物 。



合成橡胶的性能跟分子结构是密切相关的。EPDM的大分子主链是饱和的,EPDM的E就是指乙烯,P就是指丙烯,D就是指第三单元体(这里指二烯烃,两个双键),所以乙烯、丙烯以及二烯烃,各有一个双键参与到主链的聚合,最终形成一个饱和的主链。

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图 EPDM化学结构,源自阿朗新科PPT

对于高分子来说,双键是一个非常薄弱的点,就是受到老化、热这种自由基攻击的时候,首先会攻击双键,就是双键这个位置首先会受到破坏,所以主链上没有双键的话,说明这个大分子是非常稳定的。所以EPDM的特点是它的耐老化性能非常优异,因为它主链饱和,而且主链非常柔顺,弹性也非常好,密度也非常低,是所有聚合物里面最低的一个,可以达到0.86。

另外,EPDM有很好的回弹性。我们知道塑料一般来说是结晶的,大分子排列非常的紧密,那大分子没有更多的自由空间去活动,所以摸上去会有硬邦邦的手感。而对于EPDM来说,它聚合乙烯和丙烯,那么丙烯上边的一个侧甲基就破坏了这个大分子紧密的排列结构,可以理解为一个杂质点破坏了乙烯的结晶,也破坏了丙烯的结晶,它破坏了乙烯跟丙烯的结晶,它才有这种非常好的一个弹性,这是EPDM有弹性的一个最重要的原因——没有塑料的结晶

在三元乙丙生产过程中,通过改变三单体的数量,乙烯丙烯比,分子量及其分布以及硫化的方法可以调整其特性。商业的EPDM产品的典型组成(重量百分比,wt%)乙烯占40%~75%,丙烯占20%~60%和第三单体占0~12%。

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所以,EPDM的性能特点主要是:


  • 饱和性:老化性能优异,耐热氧、臭氧、紫外线、户外老化
  • 非极性:耐极性介质,绝缘性能高;
  • 主链柔顺:弹性好;
  • 密度低: 0.86 g/cm3;
  • 非自补强橡胶



EPDM应用比较广泛,比如汽车密封条、轮胎、建筑门窗密封/隔热、鞋材等领域,今天就主要讲讲在鞋材上的应用。

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图 发泡中底物性要求及所用材料,源自阿朗新科PPT


EPDM应用于鞋中底,主要是利用它的弹性



因为塑料和橡胶的最大区别在于弹性,塑料提供一个刚性,橡胶提供一个弹性、柔软度、密封性,具体到鞋材上就是EPDM可以提供一个非常好的回弹性。

常见的EVA鞋材会把EVA和EPDM或者POE共混发泡,形成一个有弹性的,比较轻的中底 。除此之外,因为常用EVA的含量,比如18%、28%这种微含量的EVA,从手感上更偏向于塑料,所以选择加入EPDM来提供、加强橡胶回弹的手感。



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