乙丙橡膠制品氣味的分析

三元乙丙橡膠是乙烯、丙烯和少量二烯烴的三元共聚物，具有優異的耐熱老化、耐天候老化，耐臭氧、耐化學介質和耐水性能，廣泛用于制造汽車和家電行業的許多橡膠零件。橡膠材料是許多種材料組成的，一般的橡膠制品都會有不同程度的特殊氣味，隨著人們健康和環保意識的增強，許多場合使用的橡膠配件都要求沒有氣味，本工作就研究如何減輕和消除EPDM橡膠制品的特殊氣味。

氣味采用人工鼻嗅對比，評價采用5分制打分，分別是：

1分——察覺不到；2分——輕微的強度，用力嗅能察覺；3分——中等強度，能夠直接察覺到，4分——強度較大，能忍受；5分——強度很大，難以忍受。

生膠氣味影響：

橡膠材料的影響選取市場上常用的幾種同牌號的EPDM材料，解開外包裝后，人工鼻嗅評價生膠的氣味程度。不同公司制造工藝和材料的不同導致橡膠中殘留的有機揮發份不同，朗盛和錦湖公司的EPDM采用的是傳統的齊格勒-納塔催化合成技術，由于催化效率較低，工藝過程需要脫除殘留催化劑。而新型的茂金屬催化劑用量很少，催化效率很高，產物中殘留的催化劑極少，不必脫出，這種生產方法省去了許多生產步驟，其中包括催化劑殘渣的冷卻和洗滌，溶液的氣提和產品的干燥，新方法生產的產品是無色透明體，說明它純度高，因此產生氣味的易揮發成份也少，氣味最小。錦湖公司生產的KEP901填充的是普通石蠟油，不但氣味重，而且顏色為較深的黃色，有研究表明，此類填充普通石蠟油的EPDM制品，在紫外線照射下，也更容易變色，在制做淺色制品時耐黃變性能不如填充無色石蠟油的品種。

補強劑氣味影響：

補強填充材料的影響EPDM材料常用的主要是碳黑和無機填料兩大類，一般來說，無機填料的成分單一，性質穩定，不易產生特殊氣味，如硅土; 而炭黑則比較復雜，需要重點討論。碳黑由90~99%的碳原素組成，其余有氫、氧及由它們組成的各種官能團，還有少量結合硫及其它雜質，其雜質包含硫，灰分，焦油和水。因為碳黑不同的制造工藝，不同牌號的碳黑氣味表現也不相同。選取常用的幾種碳黑人工鼻嗅評價碳黑的氣味程度。

從幾種實際對比的炭黑看，除一種噴霧炭黑的氣味較大外，其它常用品種的炭黑基本無味．說明炭黑的氣味和原料及制造方法關系很大，以重油為原料采用油爐法生產的炭黑氣味大于以天然氣原料的。因為炭黑表面吸附有多環芳烴，但吸附十分牢固，這可能是炭黑氣味的來源。實際檢測也表明，常用炭黑中都含有微量的多環芳烴，而以天然氣為原料的炭黑品種的多環芳烴（PAHAs）的含量較小，應該說明的是，歐盟已頒布有2005/69/EC指令，針對的就是制品中多環芳烴（PAHs）的含量。橡膠產品的氣味太大，也反應存在多環芳烴（PAHs）含量高的風險。

軟化劑的氣味影響：

橡膠填充油按ASTM D2226標準可分為高芳烴油，芳烴油，環烷油和石蠟基油。其中高芳烴油和芳烴油含有較高的極性化合物，用其填充的膠料有很好的加工性，拉伸強度，扯斷伸長率和撕裂性，缺點是產品存在污染、彈性較低、低溫性能差。芳烴含量是充油膠對油的質量指標中最重要的一項，它的高低影響產品的黃變穩定度：芳烴含量赿低，產品變黃速度赿慢，品質赿高。高芳烴油中含有多種多環芳香烴PAHs，因此也會有較嚴重的特殊氣味，不過這類油品的極性大，在非極性的EPDM中不會使用。環烷油的瀝青質和極性化合物的含量較低，與橡膠也有較好的共混性，且為非污染型，用其制備的充油橡膠顏色穩定，彈性更優，可以用于EPDM。石蠟基油的飽和烴含量最高，與EPDM橡膠的共混性很好 ，在EPDM橡膠中使用廣泛，因為制造工藝的不同，不同牌號的石蠟油氣味表現也不一樣。

橡膠中也常常用到各種樹脂類的軟化劑,固馬隆樹脂，石油樹脂等常常會有比上述填充油大得多的氣味，也會加重最終制品的氣味，盡管使用它可以得到優良的物理機械性能，在有氣味要求的制品中也不宜使用。

硫化體系的氣味影響

EPDM常用的硫化體系有硫磺和過氧化物2種，硫磺硫化的產品常用于耐熱性要求較低的場合，一般小于120℃，而過氧化物硫化的產品具有更好的耐熱性能，可以用于使用溫度更高的場所，通常是小于150℃。常用的過氧化物硫化劑DCP(過氧化二異丙苯)，它的硫化膠性能良好，正是因為有嚴重的特殊氣味使其應用范圍受到很大限制，近來俗稱無味DCP獲得了更廣泛的應用，盡管使用它硫化的產品氣味已大大減輕，但仍有輕微的異味，評定其氣味分值為3，仍達不到硫磺硫化產品的氣味水平，其分值為2，

加工工藝的氣味影響

為了減輕產品中殘留的氣味，可以使用特殊的加工工藝來減輕和消除制品中殘留的氣味，常用的有以下2種。

二次硫化二次硫化工藝是EPDM橡膠常用的一種加工工藝，對采用過氧化物硫化的膠料來說更是必需。它是指已完成模壓硫化的產品繼續在烤箱中于規定的高溫，常壓下經過一定的時間，可以進一步加深橡膠產品的硫化程度，穩定交聯鍵，提高膠料的耐熱性能，同時也可以減少橡膠中的易揮發物質的含量，對減輕產品的氣味也有顯著效果。

從實際對比效果來看，經過二次硫化的產品氣味可以降低，硫磺硫化體系的氣味分值可以降低１級，而采用過氧化物硫化的產品，效果明顯，氣味分值可以降低2分，分析其原因是過氧化物的分解溫度較高，時間較長，只有足夠的反應溫度和時間，才能保證充分分解，并且分解產物盡量揮發。二次硫化時間越長，氣味殘留越少，制品也更接近無味。

水煮對于EPDM橡膠，也可以使用水煮的方法來降低制品中殘留的氣味，有比較明顯的效果，特別是一些以水為工作介質的制品，例如進水，排水管等特別適合使用這種處理方式，既可以去除氣味，又對產品有清洗作用。因為EPDM具有良好的耐水性，不會對產品性能產生不利影響。一般的工藝是將產品浸入水中煮沸半小時，就可以取得滿意的除味效果。水煮沸的方法因為溫度較低，不適于處理過氧化物硫化的產品。

總結：

橡膠制品的氣味問題是一個容易感知，在實際生產中也常常因此導致客戶報怨，但是缺少明確的界定和試驗方法，不容易量化研究，一般理想的橡膠制品是沒有氣味，限于各種原因還難以做到，但是通過材料的選用和適當的加工工藝，仍然可以降低制品的氣味，得到氣味很小甚至是無味的制品。

來源：橡膠技術網

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