盾构机常压换刀系统橡胶密封件长期在海水介质环境中工作,长期受到金属配副件对它的挤压和剪切,人们常需要密封材料具有无磨损、高可靠、长寿命等使役性能要求。但目前为止,还很有人少关注橡胶动密封件在摩擦过程中液体介质溶胀行为。为此,本文结合海底盾构机常压换刀密封系统的实际工作状况,选取三元乙丙橡胶配方,确定硫化参数。通过力学性能、无磨损状态下往复摩擦、溶胀行为等试验研究,给出适合盾构机常压换刀密封系统的三元乙丙橡胶密封件配方。进行了如下实验研究。首先本文根据常压换刀密封材料性能要求和三元乙丙橡胶配方特点,以白炭黑与DCP分别为补强体系和硫化体系,在合理的硫化温度与时间基础上,确定出最佳的三元乙丙橡胶配方,为后续的橡胶性能研究做准备。其次以不同过氧化物硫化剂DCP份数(1.5phr-4.0phr)为研究对象,分析DCP份数与橡胶力学性能、摩擦学性能之间的关系,找出适合盾构机常压换刀系统的最佳三元乙丙橡胶硫化体系。最后以不同白炭黑份数(40phr-55phr)三元乙丙橡胶为研究对象,通过对不同白炭黑份数三元乙丙橡胶制备工艺、力学性能、摩擦磨损和溶胀实验的研究,探究摩擦过程中溶胀行为和摩擦系数的变化,通过微观扫描观察表面形貌,找出适合盾构机常压换刀系统的最佳三元乙丙橡胶补强体系。通过上述研究,得到一种适用于盾构机常压换刀三元乙丙橡胶的基本配方及其份数为:EPDM 100phr;氧化锌5phr;硬脂酸1phr;白炭黑50phr;环烷油15phr;防老化剂0.5phr;硫磺0.5phr;DCP 1.5phr。