粉末丁苯橡胶改性聚乙烯动态硫化性能的研究
聚乙烯和丁苯橡胶基热塑性硫化胶——未动态硫化共混胶
采用 Ｄ Ｓ Ｃ （ 通 用 Ｖ． ｅ Ｓ Ｂ， ＴＡ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ｓ 公
高） 。由于 拥有这 些 良好 的特 性 ， 所 以材料 可推广
用 于低温屈 挠性 和弹性 性能都很 重要 的其 他汽车 胶管 和制动 系统 中 。
参考文献：
１ Ｍａ ｒ ｋＦ Ｗｅ ｌ ｋ ｅ ｒ 等， （ （ Ｒｕ ｂ ｂ ｅ ｒ Ｗｏ ｒ ｌ ｄ ｝ ， Ｖｏ １ ． ２ ４ ６ ， Ｎ ｏ ． １ （ ２ ０ １ ２ ） ， ２ ２ ￣２ ８
第４ ３卷
第 １期
聚 乙烯 和丁苯 橡胶 基 热塑性 硫化胶 —— 未动态硫 化 共混 胶
２ ７
ａｉ ｒ ｎ ） 进 行 拉 伸 实 验 。依 照 应 力一 应变关 系 ， 记 录 １ ０ ０ 定 伸应力 （ 拉 伸变形 １ ０ ０ 时所 需要 的力 ） 、
铃 形试 样在室 温 下 拉伸 到 ｉ ０ ０ ， １ ０ ｍｉ ｎ时 松 弛 ，
矩形 （ ４ ａｍ×５ ｒ ｍｍ×６ ０ ｍｍ） 。 １ ． ４ 拉 伸 强度 、 拉 断伸 长率和模 量
ｔ ｈ ｏ ｓ Ｋｒ ａ ｌ ｕ ｐ ｙ公司 提供 。
１ ． ２ 混 炼
共混胶配方见表 １ 。准确 称 量 各 组 分 ， 在 通
室温下 ， 用Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ３ ３ ６ ５ （ 十字头速度为 ５ ０ ａ ｒ ｍ／
高 密 度 聚 乙烯 （ Ｐ Ｅ — ＨＤ）Ｅ ｘ ｘ ｏ ｎ Ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ＨＭＡ０ １ ４ ， 含 热 和 ＵＶ 稳 定 剂 ， 熔融指数 ４ ｇ ／ １ ０ ａｉ ｒ ｎ （ 按 ＡＳ Ｔ Ｍ Ｄ １ ２ ３ ８测量 ） ， 熔点 １ ３ ５ ℃， 由沙 特 阿拉伯 的 Ｍａ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ Ｙ ａ ｎ ｂ ｕ Ａ１ 一 Ｓ ｉ ｎ ａ ｉ ｙ ａ ｈ生产 ， 捷 克 Ｌ ｕ ｈ ａ ｃ ｏ ｖ ｉ ｃ ｅ的 Ｚ ａ ｌ ｅ ｓ ｉ 公 司提 供 。含 污 染 性 稳
粉末丁腈橡胶改性软质PVC的性能研究
研究 开发弹性体,2010 04 25,20(2):29~31CH IN A EL A ST O M ERICS收稿日期:2009-11-25作者简介:徐文总(1967-),男,安徽枞阳人,副教授,在读博士,主要从事橡胶、塑料加工及阻燃高分子材料方面的教学和研究工作。
*安徽省科技厅经费支持项目(0902023064)粉末丁腈橡胶改性软质PV C 的性能研究*徐文总1,2,陆 波1,杜先柄1,殷建国1(1.安徽建筑工业学院材料科学与工程系,安徽合肥230022;2.中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,安徽合肥230026)摘 要:以粉末丁腈橡胶作为改性剂,通过正交实验的方法,研究了增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(D OP)、粉末丁腈橡胶P83、轻质CaCO 3对软质聚氯乙烯(PV C)力学性能和加工性能的影响。
结果表明:DOP 在常温和热老化的情况下,对伸长率影响最大;P 83对常温下拉伸强度、耐油情况下的扯断伸长率影响最大;CaCO 3不论是在什么条件下对性能的影响都不是最主要的。
综合考虑力学性能和加工性能,3种因素的最佳水平组合应为A 2B 2C 2,即DOP 60份、P8320份、CaCO 320份时最好。
关键词:粉末丁腈橡胶;PV C;正交实验;共混改性中图分类号:T Q 333.7;T Q 325.3 文献标识码:A 文章编号:1005 3174(2010)02 0029 03软质聚氯乙烯(PVC)的外观类似于橡胶,具有较好的柔软性和回弹性,由于其同时具有加工方便,不需要炼胶设备和硫化工序、可直接进行挤出或注射成型的特点,因此,已被广泛应用于国民经济的各个领域,如用来生产电线电缆、汽车密封件和燃油胶管等[1,2]。
软质PV C 中增塑剂常用邻苯二甲酸二辛酯(DOP),由于其相对分子质量小,容易析出,因此制品的耐油性较差;用粉末丁腈橡胶对软质PV C 进行改性,改性后物理性能的变化已有文献报道[2],但PV C 改性后加工流变性能变化的文献报道并不多见。
聚丙烯／粉末丁苯橡胶共混体系性能的研究
聚丙烯／粉末丁苯橡胶共混体系性能的研究李琰;曹凤霞;赵燕;达世明;徐典宏【摘要】以粉末丁苯橡胶（SBR）作增韧剂，考察了均聚聚丙烯（PP-H）／SBR共混体系的力学性能。
采用扫描电子显微镜和差示扫描量热仪研究了不同相容剂对PP-H／SBR共混体系的相形态、力学性能和结晶行为的影响。
结果表明，SBR是PP—H有效的增韧剂，SBR1712对pp-H的增韧效果好于SBR1500，但SBR会导致共混体系的拉伸强度明显下降；相容剂对PP—H／SBR共混体系有明显的增容效果，含有相容剂的PP-H／SBR共混体系冲击强度超过基体PP-H树脂5倍以上，且综合性能明显改善；通过透射电子显微镜观察发现，含有相容剂的PPH／SBR共混体系中的橡胶相SBR在PP—H中的团聚体少、颗粒粒径小、分散均匀；SBR在提高PPH／SBR共混体系的冲击强度同时，降低了体系的拉伸强度、刚性、热变形温度。
%Styrene-butadiene rubber （SBR） powder was introduced into polypropylene （PP-H） as a toughener. Mechanical properties of PP-H/SBR were studied, and the influence of a compatilizer on mechanical properties of the blend was investigated. It was found that the impact strength of PP-H/SBR/compatibilizer system was 5 times than that of neat PP-H. However, the tensile strength, stiffness, and heat distortion temperature were decreased. The compatibilizer made SBR become finer and disperse uniformly in PP-H matrix, which was considered a reason for the effective toughening.【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2011(025)009【总页数】5页(P56-60)【关键词】聚丙烯;丁苯橡胶;相容剂;力学性能【作者】李琰;曹凤霞;赵燕;达世明;徐典宏【作者单位】中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060;中国石油兰州化工研究中心,甘肃兰州730060【正文语种】中文【中图分类】TQ325.14PP因具有成本低、刚性好、耐热、耐酸碱、电绝缘性好等优异特性，已成为近年来发展较快的塑料品种之一。
HDPE动态硫化热塑性弹性体的研究的开题报告
EPDM/PP/HDPE动态硫化热塑性弹性体的研究的开题报告1. 题目：EPDM/PP/HDPE动态硫化热塑性弹性体的研究2. 研究背景和意义热塑性弹性体（TPE）是一种新型的弹性材料，具有传统弹性体的弹性、柔软性和可加工成型性，同时又具有热塑性塑料的可熔融加工性能。
因此，TPE在汽车、电子、医疗、建筑、鞋材等领域得到广泛应用。
其中，动态硫化TPE（TPV）作为TPE的一种主要类型，其制备过程是将橡胶颗粒与塑料树脂中的一种交联分子进行反应，形成一种分散交联结构，具有优异的耐热性表现。
考虑到TPV的优异性能及产业应用价值，本研究拟以EPDM、PP和HDPE为原材料，采用动态硫化法制备新型TPV，评价其力学、热学和表征等性能表现，并探索其应用领域。
3. 研究目标（1）制备不同配比的EPDM/PP/HDPE TPE，并优化反应条件，确定最佳制备工艺；（2）系统研究TPE的热力学性能，加入适量的增塑剂和倍半甲基二苯酸酐，探讨其对TPE热稳定性的影响；（3）进行力学性能测试，并对其应力-应变曲线、硬度、弹性模量等参数进行分析；（4）进行表征测试，如DMA、FTIR、SEM等，对其微观结构进行分析；（5）探索其在具体应用领域中的可替代和改进，如汽车密封条、固定件、医疗材料等领域。
4. 研究方法和方案（1）实验设计：单因素实验、正交设计法等；（2）材料制备：采用机械混炼和动态硫化制备TPE；（3）热稳定性测试：采用热重分析法测量样品热稳定性；（4）力学性能测试：采用万能材料试验机测定样品的力学性能；（5）表征测试：采用不同仪器对样品进行表征，如DMA、FTIR、SEM等。
5. 预期成果（1）制备工艺：成功制备新型动态硫化TPE，确定最佳制备工艺；（2）性能表现：对TPE的热力学性能、力学性能和表征进行系统研究，探讨增塑剂和倍半甲基二苯酸酐的影响；（3）应用探索：探索TPE在汽车、电子、医疗、建筑、鞋材等领域中的应用潜力。
动态硫化SEBS_EPDM共混型热塑性弹性体的制备及性能研究
0． 32
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0． 2
0． 16
0． 12
0
1． 4 测试与表征 1． 4． 1 物理性能
邵尔 A 型硬度采用 LX—A 型橡胶硬度计 （ 上 海 化 工 机 械 四 厂 产 品 ） 按 照 GB / T531— 1999 进行测试。拉伸性能采用 AI-7000M 型电 子拉力机（ 中国台湾高铁股份有限公司产品） 按照 GB / T 528-1998 进 行 测 试，试 样 厚 度 2 mm，拉伸速度 500 mm·min － 1 。撕裂性能采用 AI-7000M 型电子拉力机（ 中国台湾高铁股份有 限公司产品） 按照 GB / T529-1999 进行测试，试 样厚度 2 mm，拉伸速度 500 mm·min － 1 。 1． 4． 2 橡胶加工分析仪（ RPA） 分析
市售品。抗氧剂 1010，市售品。
1． 3 制定配方
1． 2 试样制备
EPDM 母炼胶配方：
采用两段共混法，先将 EPDM 与硫磺等配
EPDM 100（ 质量份数） ，氧化锌 5，硬脂酸
合剂掺混制成 EPDM 母炼胶，再将 EPDM 母炼 1，防 老 剂 RD 1，防 焦 剂 CTP 0． 3，炭 黑 N330
采用橡胶加工分析仪 RPA2000 （ 美国 ALPHA 公司产品） 进行温度扫描，固定应变 RP 为 7% ，频率为 1 Hz，温度测试范围：50 ～ 190 °C。 1． 4． 3 扫描电子显微镜（ SEM） 分析
硬质PVC改性用粉末丁苯橡胶的开发及应用
１ ３ — ９ ＧＢ ０ ０ ９ ＧＢ ６ ２ ９ ＧＢ ６３ — ６６ ２， １ ４ — ２， １ ４ — ２， １ ３
（ Ｖ 牌 号 Ｓ ０ ０ 和 接 枝 单 体 （ 乙烯 ， 烯 腈 ） Ｐ Ｃ， １０ ） 苯 丙
行 粗 略 测定 ， Ｐ Ｂ 若 Ｓ Ｒ能 全部 通 过 ２ ０目分 子筛 （ 筛
孔 大 小 ０ ８ ｍ） 则 粒径 不 大 于 ０ ９ｍ ．３ｍ ， ． ｍ。粘 连 指
１ １ 原 材 料 ．
丁 苯 胶 乳 （ Ｂ Ｌ 牌 号 １０ ） 聚 氯 乙 烯 ＳＲ ， ５２ 、
数 （ ，按 文 献 的方 法 测定 。堆 密度 、 ｃ） 冲击 强 度 、
均 匀 ， 后加 入 Ｐ Ｂ 然 Ｓ Ｒ混 合 。用 （ １０ ｍ 电饵 开 ｐ ６ ｍ 放 式炼 塑 机 以前 、 辊 温 分别 为 １０ １５℃塑 化 ， 后 ６ ，５ 最后 薄 通 ８次 ， ０ ５ Ｉｎ辊 距 下 出 片 。 压 制 条 在 ． ｎ 件 ： １０～１５ ℃ ， ａ下 热 压 ４ｍ ｎ 以 ０～１ 在 ７ ７ ２ＭＰ ｉ， ５ ＭＰ 放 气 ３次 ， 续 以 ４ ＭＰ ａ 继 ａ热 压 ４ ｍ ｎ 随 即 将 ｉ，
均 为齐 鲁 石油 化 工 股份 有 限公 司产 品 。引 发 剂为 过氧 化 氢 二异 丙 苯 （ Ｉ） 进 口工 业 品 。包 覆 剂 为 ＤＰ ，
７ ， Ｂ６ ３ — ８ ９ Ｇ ７ ７ ６测 定 。 ２ 结 果 与 讨 论
有机 高 分 子 聚 合 物 ， 验 室 自制 。 絮 凝 剂 为 氯 化 实 钙 ， 东淄 博扬 崔化 工 厂 产 品 。 防老 剂 ２４， 山 ６ 山东
超细粉末橡胶对不同橡胶性能的影响
［ １ ］
，
用其 改性 轮 胎 胎 面胶 可 明显 提 高 轮 胎 的 综
改性 的纳 米 Ｐ Ｓ Ｂ Ｒ 用 于 ＮＲ 胶 料 中Ｅ １ ７ － １ ９ ］ ， 降低 胶 料 的滚 动 阻力 ， 提 高 抗 湿滑 性 能 和 定伸 应 力 。 Ｅ ｌ
本 合成 橡胶公 司用粉末 橡胶 改善 胎面 胶加工 性 能
摘要： 研究超细粉末丁腈橡胶（ ＵＦ Ｐ — Ｎ Ｂ Ｒ） 用量对丁 苯橡胶 （ Ｓ Ｂ Ｒ） １ ５ ０ ０ 、 充油 Ｓ Ｂ Ｒ１ ７ １ ２和 顺 丁 橡 胶 （ Ｂ Ｒ） ９ ０ ０ ０性 能 的 影 响 。结 果 表 明 ： 在Ｓ Ｂ Ｒ１ ５ ０ ０配 合 体 系 中 ， 随着 ＵＦ Ｐ — ＮＢ Ｒ 用 量 的增 大 ， 硫化胶 的耐磨性 能先提高后 降低 ， 滚 动 阻 力 先 减 小后 增 大 ， 抗湿滑性能则呈提高趋势 ， 且 ＵＦ Ｐ － ＮＢ Ｒ的最佳用量为 ３ ～ ５份 ； 在充油 Ｓ Ｂ Ｒ１ ７ １ ２配 合 体 系 中 ， 随
过使 用具 有 软壳 硬 核 结 构 的纳 米 Ｐ Ｓ Ｂ Ｒ ［ ” ］ ， 提 高 溶 聚丁 苯橡 胶 （ Ｓ Ｓ Ｂ Ｒ） ／ ￥ Ｌ 聚 丁苯 橡 胶 （ Ｅ Ｓ Ｂ Ｒ） 并
用胎 面 胶 的操 控性 能 。 Ｅ ｌ 本 横滨 和瑞 翁公 司将 低
炭黑填 充 胶料性 能 的影 响 。
或 电子射 线交联 技术 ， 使橡 胶胶 乳发 生交联 ， 之 后
进行 喷雾 干燥 制得 了具有 高 度 交联 （ 交联度 ９ ０ 以上 ） 且粒 径小 （ ５ ０ ～２ ０ ０ ｎ ｍ） 的超 细 粉 末 橡 胶
末 橡胶 接 上官 能 团进 行 改 性 ， 以提 高 胶 料 的 耐磨
动态硫化热塑性弹性体结构与性能研究进展
377TPV是由高含量的交联橡胶作为连续相，热塑性塑料作为分散相，通过动态硫化方法制备，这是一种特殊的聚合物反应性共混技术。
TPV近些年已经吸引了大量的关注，并在汽车、建筑、电子等行业里广泛应用。
近年来，TPV由于环保和节约资源的需求，成为替代不可回收的石油基的热固型橡胶的增长最快的弹性体。
传统的橡胶制品因为化学交联的原因具有较高的弹性和力学性能，在日常生活中使用广泛，例如轮胎、汽车密封和悬挂系统、工业垫圈垫片等。
但也正由于橡胶的化学交联特点，使其难以回收使用，产生了大量的橡胶废弃物。
热塑性动态硫化弹性体(TPV)是一种特殊的热塑性弹性体材料，是由橡胶和热塑性树脂共混的同时，在高剪切力和温度的作用下，橡胶被就地硫化而形成的，含量少的热塑性塑料为连续相，硫化的橡胶粒子作为分散相分散在热塑性基体树脂中。
其具有突出的优点，在室温时具有热固性硫化橡胶的弹性，高温时又可以像热塑性塑料一样加工，且可以回收使用，因此可以代替传统的橡胶用于工业领域。
这种采用动态硫化技术制备的热塑性复合材料，最早是由Gessler在其专利中披露，随后Fischer 采用Gessler的工艺制备出了部分交联的EPDM/聚烯烃动态硫化胶。
1980年，全硫化的EPDM/PP动态硫化胶（TPV）首次由美国孟山都公司的Coran A Y博士制备出来并实现了工业化，TPV中的塑料和橡胶的比例可以在一定范围内调整，因此赋予了这种材料性能上的可调控性。
我国对于TPV的研究起步较晚，1984年北京化工学院的朱玉俊开始对动态硫化EPDM/PP进行研究，1985年长春应化所的殷敬华申请了第一件动态硫化EPDM/PP的专利。
经过多年的研究发展，我国已经实现动态硫化EPDM/PP TPV的工业化生产，主要用于汽车工业（管、密封条、护套等）。
但是，我国对特种TPV的相关研究不足，还未见有工业化的特种TPV产品面世。
1 TPV的分类自1962年Gessler提出动态硫化的概念并申请专利后，七十年代后期Coran和Patel在此基础上进一步发展，用11种不同类型的橡胶 (EVA, NBR, EPDM, CPE等) 和9种不同的塑料 (PS, SAN, PA6, PA66)等，研发制备了75种不同应用范围的TPV，活跃了TPV的研究领域。
橡胶硫化剂的研究进展
橡胶硫化剂的研究进展。
普通硫磺硫化的橡胶在停放时，易出现喷霜，且有焦烧倾向，极大影响最终产品的性能。
为弥补硫磺的不足，人们开始了硫磺的改性研究，成功的例子是聚合态硫磺或不溶硫(Insoluble Sulfur)，简称IS，该硫磺为不溶於二硫化碳的线性高分子聚合硫，是硫的μ型体。
这种聚合态的硫磺平均分子量很大，经过不断验证，人们普遍认为其分子量为30000～40000。
不溶性硫磺在使用时通常分为充油型和未充油型两大类，而工业中使用的绝大多数（*99%）是充油型。
与普通硫磺相比，不溶性硫磺具有以下优点﹕(1)胶料在存放期内不会出现喷霜；(2)在胶料中无迁移现象（特别是在顺丁橡胶和丁基橡胶胶料中）；(3)可减少混炼和存放过程中的焦烧现象；(4)有利於橡胶与其它材料的粘合；(5)可缩短硫化时间、减少硫磺用量。
不溶性硫磺可以通过硫磺的高温气相法或低温的熔融法制备，也可以通过硫化氢的氧化法制备。
低温熔融法是指普通硫磺在温度高於临界聚合温度(159℃)下按照反应机理(图2）开环聚合而成，反应结束後形成两端为自由基的链状分子，如果自由基不能被俘获，该活性中间体存在解聚的可能，这一过程为可逆聚合反应。
图2硫磺低温熔融聚合反应历程图与液相熔融不同，高温气相法是将硫磺加热至444.6℃以上，液硫沸腾气化，按自由能最小原理，气相硫的分子结构较小，主要是S8，S6，和S2。
温度越高，分子中的硫原子越少，当温度高於1000℃，硫主要以S2的方式存在。
低分子的硫反应活性很高，在快速降温的过程中很快聚合成份子量很大的聚合硫，其反应过程如下：通过上述方法制备的不溶性硫磺均属於亚稳态，稳定性较差，特别在较高硫化温度下很容易返还成普通硫磺，这将极大影响硫化胶的性能，也限制了它的应用。
因此提高不溶硫的稳定性是目前研究的重点。
国外做得最早也是最为成熟的是富莱克斯公司生产的Crystex样品，其高品位不溶硫的质量分数在90%以上，而且在高温条件下不溶硫的保持率也较高。
超细全硫化粉末丁苯橡胶改性沥青路用性能的研究
超 细 全 硫 化 粉 末 丁苯 橡 胶 改 性 沥 青 路用 性 能 的研 究
郑 广 宇 王 珏 ， ， 董雨 明。 李晓林 张立群¨ ， ，
（． １北京化工大学 北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室 ， 北京
基 金 项 目 ： 京 市 自然科 学 基 金 资 助 项 目（ ０ ２ １ ） 北 ２ ８ ０ ８ 作 者 简 介 ： 广宇 （ ９ ５ ） 男 ， 龙 江 大 庆 人 ， 京 化 工 大 郑 １ ８一 ， 黑 北 学在 读 硕 士 研 究 生 ， 事 胶粉 改性 沥 青 的研 究 。 从
司， 京 北 １０ ７ ；． 京 市 政 路 桥 建 材 集 团有 限公 司 ， 京 ０ １ ６３ 北 北 １０７） ０ １ ６
１０２ ；． ００９２北京市首都公路 发展 集团有限公
摘 要 ： 用 湿 法 改 性 工 艺 制 备 超 细 全硫 化 粉 末 丁苯 橡 胶 （ Ｐ Ｂ 改 性 沥 青 ， 对 其 路 用 性能 进 行 研 究 。 结 果 表 采 ＵＦ Ｓ Ｒ） 并 明 ： ５℃延 度 外 ， Ｐ Ｂ 除 ＵＦ Ｓ Ｒ改 性 沥 青 的 各 项 性 能基 本 符 合 相 应 标 准 的 要 求 ； ＵＦ Ｓ Ｒ 改 性 沥 青 中 ， Ｐ Ｂ 分 布 在 ＰＢ ＵＦ Ｓ Ｒ
１ 实 验 １１ 主要 原材料 ．
动沥青 针入 度 仪按 ＧＢ Ｔ ０ ０ － ２ ０ ｛ ／ ６ ４ ０ ０ 沥青 针 人 度试 验方 法 》 定改 性沥青 的 ２ 测 ５℃针入 度 。采用
德国 Ｐ Ｔ Ｅ ＲＯＴ Ｓ Ｅ Ｔ公 司 Ｄ Ａ－ Ｄ ３型 自动 石油 沥青 延度 测试 仪按 ＧＢ Ｔ ０ ０ － １ ９ ＜ 青延 度 试 验 ／ ６５ ９３ 沥 ＜ 方法 》 定 改 性 沥 青 ５ ℃ 延 度。采 用 德 国 测
碳纳米管_粉末丁苯橡胶复合材料改性聚丙烯
ISSN 100020054CN 1122223 N 清华大学学报(自然科学版)J T singhua U niv (Sci &Tech ),2008年第48卷第12期2008,V o l .48,N o .12w 17h ttp : qhxbw .ch inaj ournal.net .cn 碳纳米管 粉末丁苯橡胶复合材料改性聚丙烯周湘文1,2, 熊国平2, 朱跃峰2, 梁 吉2, 董建令1, 于溯源1(1.清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084;2.清华大学机械工程系,先进成形制造教育部重点实验室,北京100084)收稿日期:2007209203基金项目:国家自然科学基金资助项目(10332020)作者简介:周湘文(1979—),男(汉),湖南,博士后。
E 2m ail :xiangw en @tsinghua .edu .cn摘 要:为获得性能优良的复合材料,利用辐射交联和喷雾干燥法,制备全硫化交联碳纳米管(CN T s ) 粉末丁苯橡胶(SBR )复合材料,用熔融共混法对聚丙烯进行三元体系改性。
结果表明:当SBR 、CN T s 和苯甲酸钠(相对于纯PP 的质量)用量分别为15%、2%和2%时,改性后PP 的冲击韧性提高了120%,拉伸强度提高了6%,扯断伸长率提高了55%,弯曲强度提高了20%。
关键词:聚丙烯;碳纳米管;粉末丁苯橡胶;冲击韧性中图分类号:TB 33;TQ 316.6;TQ 317.3文献标识码:A 文章编号:100020054(2008)1222096204Polypropylene co m posites hav i ng carbon nanotubes and powder styrene -butad ienerubberZH OU Xia ngw e n 1,2,XI O NG Guop ing 2,ZHU Yuefeng 2,L I A NG J i 2,DONG J ia nling 1,Y U S uyua n 1(1.I n stitute of Nuclear and New Energy Technology ,Tsi nghua Un iversity ,Be ij i ng 100084,Chi na ;2.Key Laboratory for Advanced M ater i als Processi ng Technology of M i n istry of Education ,D epart men t of M echan ical Engi neer i ng ,Tsi nghua Un iversity ,Be ij i ng 100084,Chi na )Abstract :V ulcanizedcarbon nano tubes (CN T s )andstyrene 2butadiene rubber (SBR )compo site pow ders w ere added to po lyp ropylene (PP )using the m elting m ixing m ethod to obtain modified compo sites w ith better p roperties .T he pow ders w erecro ss 2linked using electron beam radiati on and p repared using sp ray drying .T est results show that w ith an SBR loading (m ass fracti on to pure PP )of 15%,CN T s loading of 2%,and sodium benzoate loading of 2%,the i m pact strength is i m p roved by 120%,tensile strength is i m p roved by 6%,elongati on at break is i m p roved by 55%,and flexural strength of the modified PP is i m p roved by 20%,compared w ith pure PP.Key words :po lyp ropylene;carbonnano tubes;pow derstyrene 2butadiene rubber;i m pact toughness聚丙烯(po ly p rop ylene ,PP )具有较好的综合性能,但是冲击韧性较差,因此需要对PP 进行改性增韧。
[13]超细全硫化粉末丁苯橡胶改性沥青的性能及相容剂的影响_宋应登(1)
![[13]超细全硫化粉末丁苯橡胶改性沥青的性能及相容剂的影响_宋应登(1)](https://img.taocdn.com/s3/m/aa8984b7fd0a79563c1e7253.png)
Table 2 Influence of amount of UFPSBR with compatilizer 2 phr on routine performance of modified asphalts
Property
Penetration( 25 ℃ ) / mm PI Determined value of T800 / ℃ Index of T800 / ℃ Determined value of T1. 2 / ℃ Index of T1. 2 / ℃ Softening point / ℃ Ductility( 5 ℃ ) / cm
0 8． 39 48． 3 Fracture
10 7． 66 51． 2 6. 90
UFPSBR / phr
12
14
16
7． 24
6． 58
5． 47
51． 4
52． 3
53． 7
6． 82
6． 63
6． 66
18 5． 46 54． 9 6． 69
20 5． 37 58． 6 6． 93
JTJ036-98
加工·应用
合成橡胶工业，2011 － 03 － 15，34( 2) : 139 ～ 142 CHINA SYNTHETIC RUBBER INDUSTRY
超细全硫化粉末丁苯橡胶改性沥青的 性能及相容剂的影响
全硫化超细粉末丁苯橡胶( UFPSBR) 是在丁 苯橡胶乳液中加入辐照敏化剂，然后经过特殊光 辐射作用而制成的超细橡胶颗粒产品。光辐射 时，辐照交联作用由橡胶粒子外部向内部梯度发 展，因而橡胶粒子外部呈高度交联，有刚性，可克 服在沥青中分散时产生的工艺难题; 内部则呈低 交联，有弹性，从而可在其改性沥青时充分发挥橡 胶的共性优势。目前，关于用 SBS 等改性沥青的 研究已有很多报道［2 － 6］，但用 UFPSBR 改性沥青 尚未见报道。本工作采用低温高剪切改性工艺制 备了 UFPSBR 改性沥青，并以热塑性树脂为相容 剂，研究了 UFPSBR 改性沥青的界面结合情况，考 察了 UFPSBR 和相容剂的加入量对改性沥青基本 性能及动态力学性能的影响。 ①
粉末丁苯橡胶改性聚乙烯动态硫化性能的研究
研究开发弹性体，2010—12-25．20(6)：41～44C H I N A E I。
A S．T()M ER IC S粉末丁苯橡胶改性聚乙烯动态硫化性能的研究梁滔，郑聚成，白竞冰，艾纯金，魏绪玲，龚光碧(中国石油兰州化工研究中心。
甘肃兰州730060)摘要：介绍了粉末丁苯橡胶改性聚乙烯的动态硫化性能，采用开炼工艺和双螺杆工艺考察了不同m(PSB R)／m(PE)的动态硫化体系，并考察了硫化体系、软化荆组分、补强剂组分对改性后聚乙烯力学性能的影响。
结果表明：m(PSB R)／m(PE)在60／40～40／60范围内为宜；通过采用双螺杆动态硫化工艺，采用半有效硫化体系可以制备出综合性能优异的TPO专用物料，其硫化体系组分以0．8份为宜，软化荆2～6份为宜，补强体系以白炭黑补强效果最佳，且6"--15份为宜。
关键词：粉末丁苯橡胶；聚乙烯；动态硫化≠改性中图分类号：TQ325．1+2；TQ333．1文献标识码：A文章编号：1005—3174(2010)06—0041一04聚乙烯(PE)材料用途很广，分为高密度聚乙烯(H D P E)、低密度聚乙烯(L D PE)和线型低密度聚乙烯(LL D P E)，常用于做成各种塑料薄膜和塑料布[1~3]。
P E抗多种有机溶剂，抗多种酸碱腐蚀，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。
在氧化性环境中P E会被氧化。
用粉末丁苯橡胶(PSB R)改性PE体系，改性的基本方向是制备共混型热塑弹性体，也称热塑聚烯烃型橡胶(T P())，一般需经动态硫化工艺过程¨]。
所谓动态硫化是相对于静态硫化而言，动态就是在高温高剪切力作用下实施硫化，硫化的橡胶相，最终以交联小颗粒(岛相或分散相)存在于树脂连续相中。
T Po的热塑性是由热塑树脂(PE)提供，其弹性由橡胶相(P SB R)提供，在对橡胶弹性要求不苛刻的条件下应用．如各类耐油性密封条、带、电缆护套、体育运动器材配件等I s．6]。
丁苯橡胶粉末
丁苯橡胶粉末丁苯橡胶粉末是一种常见的橡胶材料，具有优异的物理力学性能和化学稳定性。
它是由丁苯橡胶经过粉碎加工而成的细粉末状物质。
丁苯橡胶粉末广泛应用于橡胶制品、塑料制品、涂料、胶粘剂等领域。
丁苯橡胶粉末在橡胶制品行业中有着重要的应用。
由于其良好的可加工性和耐磨性，丁苯橡胶粉末常被用于制造轮胎、密封件、传动带等橡胶制品。
丁苯橡胶粉末能够提供强度和弹性，使得橡胶制品能够在高压、高温或恶劣环境下工作，保证其长期稳定性和使用寿命。
丁苯橡胶粉末在塑料制品中也有广泛的应用。
丁苯橡胶粉末可以增强塑料的韧性和拉伸强度，并提高其耐化学腐蚀性和耐热性。
这使得丁苯橡胶粉末成为塑料制品中的重要添加剂，例如管道、电线、电缆等。
丁苯橡胶粉末能够增加塑料制品的使用寿命和可靠性，提高其抗击穿性和抗疲劳性。
丁苯橡胶粉末还广泛应用于涂料行业。
丁苯橡胶粉末可以增加涂料的弹性和耐久性，提高其附着力和耐候性。
丁苯橡胶粉末在涂料中的应用使得涂料具有良好的抗划伤性和抗磨损性，提高了涂料的质量和使用寿命。
丁苯橡胶粉末还被广泛用作胶粘剂的添加剂。
丁苯橡胶粉末可以增加胶粘剂的黏度和粘接强度，提高其耐高温性和耐老化性。
丁苯橡胶粉末在胶粘剂中的应用使得胶粘剂具有良好的粘接性和耐久性，适用于各种材料的粘接。
丁苯橡胶粉末还可以增加胶粘剂的柔韧性和拉伸强度，提高其抗震动和抗冲击性能。
丁苯橡胶粉末是一种多功能的材料，在橡胶制品、塑料制品、涂料、胶粘剂等领域都有重要的应用。
丁苯橡胶粉末的优异性能和广泛应用使得其成为工业生产中不可或缺的材料之一。
随着科学技术的不断发展和创新，相信丁苯橡胶粉末在各个领域的应用会越来越广泛，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS 改性沥青相态结构分析
第40卷第7期2021年7月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.40㊀No.7July,2021基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析王明伟1,谢祥兵1,李广慧1,兰㊀翔2(1.郑州航空工业管理学院土木建筑学院,郑州㊀450046;2.陕西高速公路工程咨询有限公司,西安㊀710064)摘要:为了分析纳米碳粉㊁橡胶粉㊁苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)在沥青中的相态结构,首先对基质沥青和改性沥青进行物理性能试验㊁动态剪切流变试验(DSR),其次借助Han 曲线理论和van Gurp-Palmen(vGP)图分析三种改性剂与基质沥青的相容性及相态结构㊂结果表明:在相同的试验条件下,2%纳米碳粉-18%橡胶粉-1.0%SBS 改性沥青(以上均为质量分数)物理性能最佳,高低温性能较优;与基质沥青相比,添加改性剂后沥青材料出现微观相分离现象㊂在高温条件下,纳米碳粉-橡胶粉-SBS 改性沥青相态结构较好,结合SEM 照片阐释了改性机理,得出改性剂SBS 可以有效改善纳米碳粉和橡胶粉在沥青中的骨架结构,形成三维连续稳定体系㊂关键词:改性沥青;流变试验;相态结构;改性机理中图分类号:U414㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2021)07-2444-10Phase Structure Analysis of Nano Carbon Powder-Rubber Powder-SBS Modified Asphalt Based on Dynamic MechanicsWANG Mingwei 1,XIE Xiangbing 1,LI Guanghui 1,LAN Xiang 2(1.School of Civil Engineering and Architecture,Zhengzhou University of Aeronautics,Zhengzhou 450046,China;2.Shannxi Expressway Engineering Consulting Co.,Ltd.,Xi an 710064,China)Abstract :In order to analyze the phase structure of nano carbon powder,rubber powder and SBS in asphalt,the physical performance test and dynamic shear rheology test (DSR)of matrix asphalt and modified asphalt were first carried out,and secondly,use Han curve theory and vGP diagram analysis the compatibility and phase structure of three modifiers and matrix asphalt.The results show that under the same test conditions,2%nano carbon powder-18%rubber powder-1.0%SBS (all above are mass fraction)modified asphalt has the best physical properties and better high-temperature stability.Compared with matrix asphalt,the asphalt with modifier the material exhibits microscopic phase separation.Under high temperature conditions,the phase structure of nano carbon powder-rubber powder-SBS modified asphalt is better.Combining the SEM images to explain the modification mechanism,it is concluded that the SBS modifier can effectively improve the skeleton structure system of nano carbon powder and rubber powder in asphalt.Key words :modified asphalt;rheological test;phase structure;modification mechanism 收稿日期:2021-01-29;修订日期:2021-03-08基金项目:国家自然科学基金(51378474);中原科技创新领军人才中原千人计划(194200510015);中国博士后科学基金(2015M582590);河南省科技攻关项目(192102310012);河南省高等学校重点科研项目(19A560024)作者简介:王明伟(1995 ),男,硕士研究生㊂主要从事路面材料与结构方面的研究㊂E-mail:wmwzero@通信作者:谢祥兵,博士,讲师㊂E-mail:xiexiangbing.good@李广慧,博士,教授㊂E-mail:lgh@ 0㊀引㊀言聚合物SBS 与基质沥青物理性能相差较大,造成改性沥青普遍存在相容性差㊁分散不均匀㊁存储性差等问题,从而严重影响其路用性能和使用范围[1-3]㊂另外,废旧轮胎造成的环境污染问题已逐渐引起研究者的普遍关注[4-5],而纳米材料由于比表面积大㊁表面自由能高和颗粒尺寸小等特点,已成为改性沥青研究的重第7期王明伟等:基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析2445㊀要方向㊂如纳米碳粉中存有大量的不饱和键,可以有效消除材料内部存在的应力[6],且具备良好的吸附能力㊂相关研究成果表明,纳米材料与SBS共同使用时,可有效提升沥青材料的高温稳定性,然而由于纳米碳粉材料单价较高,严重限制其在沥青中的掺配比例㊂而橡胶粉材料由于价格低廉,且具有良好的低温性能[7],且可以有效缓解废旧橡胶轮胎造成的环境污染问题㊂因此,纳米聚合物复合改性沥青材料已成为路面材料研究热点之一㊂姚辉等[8]对纳米碳粉改性沥青进行了微观和力学性能研究,纳米碳粉掺量为2%(质量分数)时,改性沥青具备良好高温稳定性,原子力显微镜图像也从微观角度验证了纳米碳粉改性沥青的改性效果㊂Zhang 等[9]使用动态剪切流变试验(DSR)表征不同橡胶改性沥青的高温性能,结果表明,橡胶粉的掺入可以提高沥青材料的温度敏感性,改善沥青高温性能㊂谭华等[10]从流变学角度评价了不同改性剂对橡胶沥青黏弹性能影响,确定出SBS改性剂可较大提高橡胶沥青抵抗永久变形能力㊂崔亚楠等[11]研究了废旧橡胶粉和SBS 复合改性沥青微观结构与流变特性,结果表明,橡胶粉表面网状结构可与沥青稳定吸附在一起,改性后沥青成分中弹性比例增大,低温性能得到明显提升㊂何立平等[12]基于Han曲线对不同目数橡胶粉改性沥青结合料进行了相态分析,结果显示在高温条件下,Han曲线斜率随着橡胶粉目数的减小而逐步增大,小粒径橡胶粉与沥青有更好的相容性㊂郭猛[13]根据动态剪切流变试验结果,分别对基质沥青㊁改性沥青和沥青胶浆做了vGP图分析,结果表明,基质沥青分子量分布最为均匀,改性沥青随着温度升高出现相分离现象,但由于改性沥青中高聚合物作用使改性沥青高温下仍表现出弹性状态㊂因此,本文在前期研究工作的基础上[6],以基质沥青㊁2%纳米碳粉改性沥青㊁18%橡胶粉改性沥青㊁2%纳米碳粉-18%橡胶粉改性沥青㊁2%纳米碳粉-18%橡胶粉-1.0%SBS(以上均为质量分数)改性沥青为研究对象,基于流变学理论,通过物理性能试验㊁动态剪切流变试验研究纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青材料性能,采用Han曲线㊁vGP图分析了改性剂与沥青的相容性与相态结构,结合SEM照片阐释了其改性机理㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料基质沥青为70#道路石油沥青,各项基本技术指标见表1㊂橡胶粉粒径40目(450μm),呈黑色颗粒状,线型SBS改性剂㊁纳米碳粉基本技术指标分别见表2㊁表3㊂表1㊀70#基质沥青基本技术指标Table1㊀Basic technical index of70#matrix asphaltAnalysis item Technical index Testing result Test method Penetration(25ħ,100g,5s)/(0.1mm)60~8067JTG T0604 2011 Penetration index,PI-1.5ʃ1.0-1.31JTG T0604 2011 Softening point(ring and ball method)/ħȡ4648.0JTG T0606 201160ħdynamic viscosity/(Pa㊃s)ȡ180208JTG T0620 2000 10ħductility/cmȡ1531.8JTG T0605 201115ħductility/cmȡ100>100JTG T0605 2011表2㊀SBS基本技术指标Table2㊀Basic technical index of SBSStructure S/B(mass ratio)Tensile strength/MPa300%constant stress/MPa Tensile elongation/%Tensile permanent deformation/% Linear30/7015.0 2.070030㊀㊀注:S/B为嵌段比㊂表3㊀纳米碳粉基本技术指标Table3㊀Basic technical index of nano carbon powderAnalisis item Parcitlesize/nmSpecific surface/(m2㊃g-1)Apparentdensity/(g㊃cm-3)Impurity/%Fe Mn Al MgTechnical index20318.260.860.0120.0120.0050.0052446㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷1.2㊀样品制备及试验所用改性沥青试样的制备工艺流程如图1所示,制备改性沥青所用高剪切分散乳化机为YULDOR (Y300型)㊁搅拌器为电动搅拌器,其所有试验样品经过基本物理性能试验后,进行动态剪切流变试验,主要包括应变扫描㊁频率扫描㊁温度扫描,其相关试验参数的设置如表4所示㊂文中:Matrix asphalt代表基质沥青,NcP代表纳米碳粉,RP代表橡胶粉,MA代表改性沥青,如NcP-RP MA代表纳米碳粉-橡胶粉改性沥青㊂图1㊀沥青制备工艺Fig.1㊀Preparation technology of asphalt表4㊀参数设置Table4㊀Setting of parametersTest type Temperature/ħLoad pattern Loading frequency/HzStrain scanning60Strain control(0.1%~100%) 1.59Temperature scanning40~80Strain control(2%) 1.59Frequency scanning40,60,80Strain control(2%)0.1~10.02㊀结果与讨论2.1㊀物理性能试验通过物理性能试验,以延度㊁软化点㊁针入度指数㊁当量软化点(T800)及当量脆点(T1,2)性能指标作为沥青评判依据,阐明各改性剂对基质沥青物理性能的影响,为改性沥青相态结构分析提供铺垫,试验结果见图2㊂由图2可知:添加纳米碳粉后,改性沥青软化点及当量软化点明显提高,较基质沥青增加33%和11%,说明碳粉颗粒可以增强沥青的高温抗变形性能;橡胶粉加入后,沥青高低温性能均有所改善,尤其低温抗拉性能显著增加,5ħ延度较基质沥青提高56%,当量脆点下降23%,说明胶粉的加入增加了沥青的弹性成分,提高了沥青在外力作用下的抗拉伸能力;纳米碳粉与橡胶粉复合后,各沥青性能均得到进一步改善,尤其加入少量SBS后沥青性能达到最佳,5ħ延度和当量脆点较其他沥青明显改善,其主要原因是橡胶粉颗粒处于高弹性状态,与纳米碳粉㊁SBS相互共混在一起,即增加改性剂与沥青的接触面积,黏结性能进一步提高,低温性能显著改善,而软化点及当量软化点指标达到74.5ħ㊁59.7ħ,较基质沥青提高55%㊁26%,主要原因是橡胶粉和SBS颗粒在剪切过程中发生了强烈的溶胀反应,沥青稠度增加,阻碍了沥青分子流动,添加纳米碳粉后,使改性剂与沥青界面的摩擦力急剧增强,高温稳定性显著提高㊂由不同温度下的针入度值回归得到针入度指数,主要反应沥青的感温性能,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青的针入度指数为2.47,较其他改性沥青均有所提高,其原因是几种不同粒径的改性剂共混在一起,高温下发生相互交融反应,增加了沥青结构体系的稳定性,减缓了温度变化时对沥青形态造成的影响㊂2.2㊀应变扫描试验为了验证所有改性沥青的线性黏弹性范围,首先对所有沥青试样进行应变扫描㊂试验结果见图3~图4㊂由图3可知,复合剪切模量随应变变化趋势相同,掺有橡胶粉的改性沥青线黏弹性范围大于基质沥青和纳米碳粉改性沥青,以纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青线黏弹性范围最大,在高温条件下,沥青的相位角越小则说明该沥青中弹性成分所占的比例就越大,则该沥青具备良好的抵抗高温变形的性能㊂由图4可知,改性剂可以显著降低沥青的相位角,以纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相位角最小,橡胶粉改性沥青次之,说㊀第7期王明伟等:基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析2447明加入改性剂后增大了沥青中弹性成分比例,增强了沥青抵抗高温变形能力㊂图2㊀不同改性条件下各指标变化规律Fig.2㊀Rule of index change under each modified conditions图3㊀复合剪切模量随应变变化Fig.3㊀Relationship between composite shear modulus and strain图4㊀相位角随应变变化Fig.4㊀Relationship between phase angle and strain 2.3㊀温度扫描试验在上述应变扫描试验的基础上,为探究不同温度下沥青高温性能变化规律,在40~80ħ温度区间内对所有沥青试样进行温度扫描试验,试验采用应变控制模式,应变值为2%,试验频率为10rad/s(1.59Hz),采用25mm金属平行板,沥青试样厚度为1mm㊂试验结果见图5~图6,为了进一步分析上述样品的抗车辙能力,将车辙因子G∗/sinδ取对数后研究其随温度变化规律,试验结果如图7所示㊂由图5可知,加入改性剂后均可提高沥青复合剪切模量,经过对比观察,加入橡胶粉后沥青高温性能显著提升,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相比于其他的沥青有着更好的高温抗变形能力,50ħ复合剪切模量相比基质沥青㊁纳米碳粉改性沥青㊁橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉改性沥青分别增大8.74倍㊁5.05倍㊁2448㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷1.03倍㊁1.04倍,高温稳定性有明显改善㊂这是因为橡胶粉加入能吸附沥青中的轻组分,沥青轻组分进入橡胶网络中,使沥青由溶胶结构转变为溶-凝胶型结构,高温稳定性明显改善㊂再加上纳米碳粉与SBS共同作用,沥青整体结构进一步得到填充,沥青高温性能自然增大㊂同时,随着温度的升高,不同沥青复合剪切模量均呈现出下降趋势,说明随着温度升高,沥青的流动性增强㊂图5㊀复合剪切模量随温度变化Fig.5㊀Relationship between composite shear modulus andtemperature图6㊀相位角随温度变化Fig.6㊀Relationship between phase angle and temperature㊀㊀由图6可知,随着温度升高,沥青相位角均呈上升趋势㊂这说明升高温度会加速沥青分子热运动,使沥青逐渐进入黏流状态㊂通过对比发现,在相同温度条件下,改性沥青的相位角相比基质沥青来说均有明显降低,但以橡胶粉改性沥青下降最多,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青次之㊂原因在于橡胶粉加入沥青后,橡胶粉分子在沥青芳香分作用下以丝状或微粒分布在沥青中,在沥青体系中起到了增强作用,同时橡胶粉表面的网状结构可以和沥青㊁SBS㊁纳米碳粉紧密的吸附在一起,形成完整骨架结构,共同作用使纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青在高温条件下具备完好的整体结构㊂图7㊀车辙因子对数随温度变化Fig.7㊀Relationship between rut factor andtemperature图8㊀复合剪切模量随频率变化Fig.8㊀Relationship between composite shearmodulus and frequency㊀㊀由图7可知,所有沥青样品车辙因子G∗/sinδ均随温度升高呈下降趋势,说明温度升高加快了沥青分子热运动,出现高温不稳定现象㊂与基质沥青相比,同一温度下改性沥青车辙因子G∗/sinδ均高于基质沥青,60ħ下纳米碳粉改性沥青㊁橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青车辙因子相比基质沥青分别提升了6.0%㊁36.8%㊁37.7%㊁39.0%㊂这说明各改性剂对沥青高温抗车辙能力均有不同程度提升,由增幅效果来看,添加橡胶粉和少量SBS可大幅提升沥青高温抗车辙性能,表明橡胶粉㊁SBS的加入提高了高温下沥青中弹性成分所占比例,呈现出较好的抗车辙性能㊂2.4㊀频率扫描试验频率扫描可以用来模拟路面行车速度快慢,高频相当于车辆高速行驶,低频相当于车辆低速行驶[10]㊂为㊀第7期王明伟等:基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析2449研究各沥青在不同加载频率下性能变化,控制应变为2%,加载频率为0.1~10Hz,对各沥青进行频率扫描试验,试验结果见图8和图9㊂同时,将车辙因子G∗/sinδ取对数以便研究其随温度变化规律,如图10所示㊂由图8和图9可知,复合剪切模量随着频率增大均呈上升趋势,而相位角则逐渐减小㊂这说明在车辆高速行驶时,改性沥青抵抗永久变形能力增强,这主要归因于各沥青变形中弹性变形所占比例增大㊂沥青抵抗永久变形能力随纳米碳粉㊁橡胶粉㊁SBS的加入逐渐提升,其中橡胶粉对沥青抵抗永久变形能力提升最为显著,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青抵抗永久变形能力最强㊂在车辆低速行驶时,沥青相位角急剧下降,说明在高温条件下,停车场㊁车辆刹车点等场合易出现车辙现象㊂图9㊀相位角随频率变化Fig.10㊀Relationship between rut factor and frequency Fig.9㊀Relationship between phase angle and frequency图10㊀车辙因子对数随频率变化㊀㊀由图10可知,随频率增大,车辙因子呈增长趋势,但车辙因子在低频情况下增长较快,在0~1Hz内,纳米碳粉改性沥青㊁橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青车辙因子对数相比基质沥青分别增加了7.5%㊁46.8%㊁48.0%㊁49.3%,在高频情况下增长比较缓慢,说明纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青可以有效改善高温条件下车辆低速行驶时抗车辙性能㊂2.5㊀Han图分析1984年Chang等[14-15]基于均相聚合物分子黏弹性理论研究了相容和不相容聚合物共混体系的流动特性,提出了采用储能模量(Gᶄ)与损耗模量(Gᵡ)的双对数曲线来判断共混体系相容性,又称为Han曲线㊂用Han曲线来判断相容性,需要满足两个条件:(1)不同温度下的Gᶄ-Gᵡ曲线可以叠加在一起;(2)低频端曲线的斜率等于或接近2[16]㊂因此,根据温度扫描和频率扫描的试验结果,依照Han曲线方法,分别对基质沥青及各改性沥青进行Han曲线分析,并对Han曲线进行线性拟合㊂各沥青在温度扫描及频率扫描下的Han曲线见图11㊁图12,拟合曲线斜率如表5㊁表6所示㊂2450㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷图11㊀温度扫描下沥青的Han曲线图Fig.11㊀Han diagrams of each asphalt under temperature scanning图12㊀频率扫描下沥青Han曲线图Fig.12㊀Han diagrams of each asphalt under frequency scanning表5㊀温度扫描下各沥青Han曲线图拟合参数Table5㊀Han diagrams fitting parameters of each asphalt under temperature scanningAsphalt type Slope(k)R2Matrix asphalt 1.451940.99876NcP modified asphalt 1.386680.99626RP modified asphalt 1.167670.99697NcP-RP modified asphalt 1.203790.99637NcP-RP-SBS modified asphalt 1.292320.99526㊀第7期王明伟等:基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析2451表6㊀频率扫描下沥青材料Han曲线图拟合参数Table6㊀Han diagrams fitting parameters of each asphalt under frequency scanningAsphalt type Slope(k)R2Matrix asphalt 1.323250.99955NcP modified asphalt 1.285820.99753RP modified asphalt 1.101300.99801NcP-RP modified asphalt 1.127530.99752NCP-RP-SBS modified asphalt 1.221000.99666由图11和表5可知:在温度扫描下,基质沥青Han曲线斜率(k)最大为1.45194,与基质沥青相比,纳米碳粉改性沥青㊁橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青的斜率分别减小了2.83%㊁16.7%㊁14.8%㊁7.73%㊂纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青Han曲线斜率大于橡胶粉改性沥青和纳米碳粉-橡胶粉改性沥青,说明橡胶粉作为单一改性剂以及纳米碳粉-橡胶粉共同作为改性剂时在沥青中的分布都比较分散,但SBS改性剂加入后可以改善纳米碳粉-橡胶粉与沥青的相容性,减弱其微观相分离现象㊂2.6㊀van Gurp-Palmen图分析van Gurp-Palmen(vGP)[17]图是将各沥青的相位角(δ)与相对应的复数剪切模量(G∗)作图㊂最初是用来检验时温叠加规则(tTS)的有效性[18],因此,本文在频率扫描试验的基础上对基质沥青及各改性沥青分别进行了vGP图分析,如图13所示㊂图13㊀各沥青vGP图Fig.13㊀vGP diagrams of each asphalt由图13(a)可知,基质沥青δ-G∗曲线变化趋势近似一致,相位角随复数剪切模量减小而逐渐增大,最后接近90ʎ,说明基质沥青在试验温度区间内分子分布均匀,符合时温等效原则㊂与图13(a)相比,图13(b)中纳米碳粉改性沥青δ-G∗曲线在60ʎ有分离现象,原因在于纳米碳粉在高温下易团聚,与沥青的相容性变差,说明高温条件下纳米碳粉与沥青间的交互作用能力较弱㊂比较图13(c)㊁(d)㊁(e)可知:三种改性沥青δ-G∗曲线变化趋势整体一致,相位角均低于基质沥青与纳米碳粉改性沥青,在45ʎ相位角附近出现反弯点,说明低温条件下纳米碳粉㊁橡胶粉㊁SBS与沥青的相容性较弱㊂同时纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青δ-G∗曲线在高温条件下分离程度小于橡胶粉改性沥青㊁纳米碳粉-橡胶粉改性沥青,说明高温下SBS可以有效改善纳米2452㊀道路材料硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第40卷碳粉㊁橡胶粉与沥青的相容性,即高温条件下纳米碳粉㊁橡胶粉㊁SBS与沥青的相容性较好㊂2.7㊀机理分析通过SEM扫描电镜来观察改性剂在沥青中的分布情况,从微观角度阐释改性剂与沥青相容后的相态结构,如图14所示㊂由图14(a)可见,基质沥青表面光滑无杂质,形貌呈线条状,接近于均相结构㊂由图14(b)㊁(c)可知,添加纳米碳粉后,橡胶粉与基质沥青之间的接触面较橡胶粉改性沥青有明显改善,说明纳米碳粉加入对改性沥青整体黏结性能有促进作用,但由于二者在粒径上的悬殊差距,颗粒间难以构成稳定的结构体系,难以达到较好改性效果㊂与图14(c)相比,图14(d)中改性剂颗粒分布更加致密,界面形成较厚的凝胶状物质,说明胶粉与SBS在沥青中发生了充分的硫化反应及溶胀反应,增强了沥青在外力作用下的抗拉伸变形能力及弹性恢复能力;加入SBS后沥青骨架结构更加清晰,构成一种粒径相对较连续的结构体系,可知改性剂SBS在橡胶粉和纳米碳粉间起到了 桥梁 的作用,使改性剂与沥青之间界面结合过渡更加平缓,改善了其相容性㊂图14㊀各沥青扫描电镜照片Fig.14㊀Scanning electron microscope images of each asphalt3㊀结㊀论(1)综合物理性能试验以及动态剪切流变试验结果,纳米碳粉㊁橡胶粉㊁SBS的加入可以显著提升沥青的高温性能以及增大沥青中弹性成分比例,在相同条件下,纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青的高温稳定性能及低温抗裂性能最佳㊂(2)相较于其他改性沥青,基质沥青Han曲线斜率更接近于2,更接近均相体,在整个温度区间内符合时温等效原理㊂加入各改性剂使沥青材料出现微观相分离现象,但SBS改性剂可以改善纳米碳粉和橡胶粉在沥青中相容性㊂高温条件下纳米碳粉㊁橡胶粉㊁SBS与沥青的相容性较好㊂(3)改性剂加入后沥青断面微观形貌更加丰富,SBS改性剂可以改善纳米碳粉-橡胶粉在沥青中骨架结构,形成较为连续的结构体系㊂参考文献[1]㊀ALONSO S,MEDINA-TORRES L,ZITZUMBO R,et al.Rheology of asphalt and styrene-butadiene blends[J].Journal of Materials Science,2010,45(10):2591-2597.㊀第7期王明伟等:基于动态力学的纳米碳粉-橡胶粉-SBS改性沥青相态结构分析2453 [2]㊀ORTEGA F J,ROMAN C,NAVARRO F J,et al.Physico-chemistry control of the linear viscoelastic behaviour of bitumen/montmorillonite/MDIternary composites:effect of the modification sequence[J].Fuel Processing Technology,2016,143:195-203.[3]㊀NAVARRO F J,PARTAL P,MARTÍNEZ-BOZA F J,et al.Novel recycled polyethylene/ground tire rubber/bitumen blends for use in roofingapplications:thermo-mechanical properties[J].Polymer Testing,2010,29(5):588-595.[4]㊀ROOHOLAMINI H,IMANINASAB R,VAMEGH 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[7]㊀刘㊀锋,王㊀宏.抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青及混合料性能研究[J].公路,2017,62(1):209-214.LIU F,WANG H.Research on technical performance of high modulus additive and SBR composite modified asphalt and its mixture[J].Highway,2017,62(1):209-214(in Chinese).[8]㊀姚㊀辉,李㊀亮,杨小礼,等.纳米材料改性沥青的微观和力学性能研究[J].建筑材料学报,2011,14(5):712-717.YAO H,LI L,YANG X L,et al.Mechanics performance research and microstructure analysis of nanomaterials modified asphalt[J].Journal of Building Materials,2011,14(5):712-717(in Chinese).[9]㊀ZHANG L,XING C,GAO F,et ing DSR and MSCR tests to characterize high temperature performance of different rubber modified asphalt[J].Construction and Building Materials,2016,127:466-474.[10]㊀谭㊀华,胡松山,刘斌清,等.基于流变学的复合改性橡胶沥青黏弹特性研究[J].土木工程学报,2017,50(1):115-122.TAN H,HU S S,LIU B Q,et al.Study on viscoelastic properties of rubber modified asphalt based on rheology[J].China Civil Engineering Journal,2017,50(1):115-122(in Chinese).[11]㊀崔亚楠,邢永明,王㊀岚,等.复合胶粉改性沥青的微观结构与流变特性[J].高分子材料科学与工程,2012,28(2):41-44.CUI Y N,XING Y M,WANG L,et al.Micro-structure and rheological behavior of composite crumb rubber modified asphalt[J].Polymer Materials Science&Engineering,2012,28(2):41-44(in Chinese).[12]㊀何立平,魏建国,刘乐平,等.基于Han曲线的橡胶沥青结合料相态结构研究[J].公路交通科技,2017,34(5):10-18+94.HE L P,WEI J G,LIU L P,et al.Study on phase structure of rubber asphalt binder based on Han curve[J].Journal of Highway and Transportation Research and Development,2017,34(5):10-18+94(in Chinese).[13]㊀郭㊀猛.沥青胶浆的界面行为与机理分析[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.GUO M.Interfacial behavior of asphalt mastics and its mechanism[D].Harbin:Harbin Institute of Technology,2012(in Chinese). 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超细全硫化粉末丁苯橡胶改性沥青的性能研究
力＿ 。相 对 于普 通 沥青 ， 】 ］ 聚合 物 改性 沥 青 的 高温 抗 流 淌和低 温抗 开裂 能 力 大大 提 高 ， 耐老 化 和 耐
候 性 能增 强 ， 性 较 大 ， 石 料 的粘 附能 力较 强 。 弹 与
沥青 的基 本性 能 和热 储存 稳 定 性 ， 采 用差 示 扫 并
久 变 形 能 力 、 温 缩 裂 缝 能 力 和 抗 疲 劳 开 裂 能 抗
性沥青有 时会得 出不 准确 的结论 ｌ 。本工 作采 用 ７ ］ 低 温高剪 切原位 改性 工艺 制备超 细全硫 化粉末 丁 苯橡 胶 （ Ｐ Ｂ 改性 沥 青 ， 究 ＵＦ Ｓ Ｒ改 性 ＵＦ ｓ Ｒ） 研 Ｐ Ｂ
描 量 热 （ Ｓ ） 从 微 观 上 探 讨 ＵＦ Ｓ Ｒ 改 性 沥 Ｄ Ｃ法 ＰＢ 青 的热储存 稳定 性 。
目前主要 的 聚合物类 改性剂 有 Ｓ Ｒ、 乙烯一 Ｂ 苯 丁二 烯 一 乙烯嵌 段共 聚物（ Ｂ ） 乙烯一 苯 ＳＳ、 醋酸 乙烯 酯共 聚物 （ ＶＡ） Ｅ 和聚 乙烯 （ Ｅ 等 ， Ｐ ） 近年来废 胶粉 改性 沥 青也广 泛用 于道路 建设 。 纳米 级全硫 化粉末 橡胶是 在橡胶 乳液 中加入
辐 照 敏 化 剂 ， 后 经 过 特 殊 光 辐 射 作 用 制 成 的 超 然
１ 实 验 １ １ 主 要原材料 ． ＵＦ Ｂ 牌 号 为 ＶＰ １ ８（ ） 粒 径 为 ８ ＰＳ Ｒ， 一０ ５ ， Ｏ～
２ ０ｎ ． 胶 质 量 分 数 大 于 ０ ８ ， 石 化 北 京 化 ０ ｍ ， 凝 ．０ 中
１ ２ 试 样 制 备 ．
发 挥橡胶 的共性 优 势 ， 能 回避 分散 方 面 的工 艺 又
难题 。
目前 ， Ｓ Ｓ等 改 性 沥 青 热 储 存 稳 定 性 的 研 对 Ｂ
SBR／PP动态硫化热望性弹性体的制备及其力学性能的研究
炭 黑 和 滑 石 粉对 Ｓ Ｒ Ｐ Ｂ ／ Ｐ动 态 硫 化 热 塑 性 弹性 体 力学 性能 的材 料 ．
目前研 究最 多 、 量最 大 的聚 烯烃 类 热 塑 性 产 弹性 体 是 三 元 乙丙 橡 胶 ／ 丙 烯 （ Ｐ Ｍ／ Ｐ） 聚 Ｅ Ｄ Ｐ 共 混物 。这 种采 用动态 硫化 的热塑 性弹 性体 因其具 有优 异 的高温性 能 、 耐氧性 、 冲击性 能 以及加 工 耐 简单 、 可连 续性 生产 、 工 成本 低 等特 点 ， 汽 车 加 在 工业、 电线 电缆 、 种特 种 胶 管 、 业 部 件 聚合 物 各 工 改 性 、 电等 方 面都 获 得 了广泛 的应 用 ， 家 而且其 应 用领域 还在 不断 地拓 宽 ， 用量 在不 断增大 ｌ 。 ２ 叫ｊ
Ｈａｋ 流 变仪 ： ａ ｅＰ ｌｌｂＳ ｓｅ 美 国 ａｅ Ｈａｋ ｏｙａ ｙｔｍ， Ｔｈｒ ｌｃｒｎＣ ｒｏａｉｎ公 司 ； ｅｍｏＥｅｔｏ ｏｐ ｒｔ ｏ 开放 式 炼 胶
机 ： Ｋ一１０ 广东 省 湛 江 机 械 厂 ； 胶 平 板硫 化 Ｘ ６， 橡 机： ＱＩ Ｂ—Ｄ ３ ０ｍｍ×３ ０ｍｍ×２ ， 海 第一 ５ ５ ５ｔ 上
磺 ０ ５ 防老剂 Ａ ， ．； １ 沉淀 白炭黑 ０ ０ Ｐ Ｏ 硬 ～４ ， Ｐ ３ ，
收 稿 日期 ：０ ７ ２ ３ ２ ０ —１ ～２
作 者 简 介 ： 谆 谆 （ ９２一 ， ， 东 佛 山人 ， 南 理 工 大 何 １８ ）男 广 华
学在读硕士研究生 ， 主要研究方向为高分子材料改性 。
（ 华南理工大学 高 分子系 ， 广东 广州 ５０ ４ ） １６ ０
摘
要 ： 究了聚丙烯 （ Ｐ 牌号 、 塑比、 研 Ｐ） 橡 硫化体 系和 不同填料对丁苯橡胶 ／ 聚丙烯 （ Ｂ ／ Ｐ 动 态 ＳＲ Ｐ ）
SBR_PP动态硫化热塑性弹性体的制备及其力学性能的研究
研究#开发弹性体,2008-06-25,18(3):36~40CH IN A EL A ST O M ERICS收稿日期:2007-12-23作者简介:何谆谆(1982-),男,广东佛山人,华南理工大学在读硕士研究生,主要研究方向为高分子材料改性。
SBR/PP 动态硫化热塑性弹性体的制备及其力学性能的研究何谆谆,章永化,张运生,刘宝玉(华南理工大学高分子系,广东广州510640)摘 要:研究了聚丙烯(PP)牌号、橡塑比、硫化体系和不同填料对丁苯橡胶/聚丙烯(SBR/P P)动态硫化热塑性弹性体力学性能的影响。
研究结果表明:选用牌号为EPC-30R-H 的PP 与SBR 共混,橡塑比为70/30(质量比),硫磺的用量为1.25份左右(或DCP 的用量为1.5份左右),沉淀白炭黑用量为30份,而滑石粉用量为30份时,共混物的综合力学性能较好。
关键词:丁苯橡胶;聚丙烯;动态硫化;热塑性弹性体中图分类号:T Q 334 文献标识码:A 文章编号:1005-3174(2008)03-0036-05热塑性弹性体是指在高温、高剪切以及机械混合的作用下,橡胶均匀地与塑料混合并均匀地分散于塑料组分之中。
这种弹性体的主要特征是同时具有橡胶和塑料的特点,即高温下具有塑料的可塑化成型的特性,常温下又具有橡胶的弹性,而且可重复性加工[1]。
目前研究最多、产量最大的聚烯烃类热塑性弹性体是三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)共混物。
这种采用动态硫化的热塑性弹性体因其具有优异的高温性能、耐氧性、耐冲击性能以及加工简单、可连续性生产、加工成本低等特点,在汽车工业、电线电缆、各种特种胶管、工业部件聚合物改性、家电等方面都获得了广泛的应用,而且其应用领域还在不断地拓宽,用量在不断增大[2~4]。
我国EPDM 的研究起步晚,由于技术的差异,导致产量少而且性能比不上进口的,每年仍需从外国进口来满足国内市场的需求。
本实验以丁苯橡胶(SBR)来代替EPDM 与PP 共混,希望研究制备出满足实际应用要求的热塑性弹性体,提高SBR 的使用范围,从而用SBR 取代EPDM 等作为EPDM /PP 共混物使用,降低成本。
动态硫化PP／POE／胶粉热塑性弹性体的性能研究
防老 剂 ， 有 一 定 的 弹性 和 耐 磨 、 滑 等性 能 ， 具 抗 可
用 于铺 路 材 料 、 震材 料 、 防 密封 材 料 、 合 剂 及 各 粘 种橡 胶制 品 等 的制 备 ， 产 及 应 用 展 现 出 良好 的 生 前景 。胶 粉改 性树 脂 因具有 很 高 的性价 比和突 出 的环保 效 应而越 来 越受 到重 视 。 本 工 作 采 用 胶 粉 部 分 替 代 聚 烯 烃 弹 性 体 （ ＯＥ 与 聚 丙 烯 （ Ｐ 动 态 硫 化 制 备 热 塑 性 弹 性 Ｐ ） Ｐ ）
１ ２ 主 要 设 备 与 仪 器 ．
Ｘ Ｂ型 平板硫 化 机 ， 岛第 三 橡 胶 机 械 厂 产 Ｌ 青
作 者 简 介 ： 晓飞 （ ９ ４ ） 女 ， 东青 岛 人 ， 岛科 技 大 学 在 燕 １８ 一 ， 山 青
按 照 Ｇ ／ ０ ０ ２０ Ｂ Ｔ ６ ３ － ０ ６在 炭 黑 分 散 仪 上 测 试 炭黑 分散 性 ， 样厚 度 为 １ｃ 试 ｍ。 （ ） 热氧 老化性 能 ４耐
第 １ 期
燕 晓 飞 等 ． 态 硫 化 Ｐ ／ ＯＥ 胶 粉 热 塑 性 弹 性 体 的 性 能 研 究 动 ＰＰ ／
３ ９
动 态 硫 化 Ｐ ／ ＯＥ 胶 粉 热 塑 性 弹 性 体 的 性 能 研 究 ＰＰ ／
燕 晓 飞 ， 桂 学 ， 全 才 ， 建 强 邱 梁 成
（ 岛 科 技 大 学 橡 塑材 料 与 工程 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 青 山东 青 岛 ２６４） ６ ０ ２
品 ；Ｃ９ Ｒ 一０型 哈 克 流 变 仪 ， 国 耐 驰 公 司 产 品 ； 德 Ｇ ＡＩ ０ Ｍ 型 电子 拉 力 机 ， 国 台湾 高铁 科 技 Ｔ— 一 ０ ７ 中
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开发
பைடு நூலகம்
弹性体 , 2010 12 25, 20( 6) : 41~ 44 CH IN A EL A ST O M ERICS
粉末丁苯橡胶改性聚乙烯动态硫化性能的研究
梁 滔, 郑聚成 , 白竞冰 , 艾纯金, 魏绪玲 , 龚光碧
( 中国石油兰州化工研究中心 , 甘肃 兰州 730060)
摘
要 : 介绍了粉末丁苯橡胶改性聚 乙烯的 动态硫 化性能 , 采用 开炼工 艺和双 螺杆工 艺考察 了不
表 1 不同种类的 PE 性能对比 性能 拉伸强度 / M Pa 断裂伸长率 / % M I/ [ g ( 10 mi n) - 1 ] H DPE ( 2911) 26. 1 580 18. 00 m LLD PE ( 1520) 30. 4 613 8. 03 LLDPE ( 7042) 20. 2 456 2. 33
20/ 80 30/ 70 40/ 60 50/ 50 60/ 40 70/ 30 80/ 20 邵 A 硬度 93 92 90 89 85 74 65 拉伸强度 / M Pa 20. 0 14. 5 10. 3 11. 0 10. 1 7. 8 8. 2 断裂伸长率 / % 910 789 734 770 776 817 765 300% 定伸 强度 / M Pa 200% 定伸 形变 / % 7. 1 30 6. 7 25 5. 4 25 4. 7 15 3. 9 10 2. 7 5 2. 1 5
表 3 双螺杆工艺下不同 R / P 比的 TPO 性能 性能 R/ P
20/ 80 30/ 70 40/ 60 50/ 50 60/ 40 73/ 30 80/ 20 邵 D 硬度 50 47 45 43 41 38 34 拉伸强度 / M Pa 14. 1 12. 3 11. 3 10. 9 10. 8 9. 6 8. 4 断裂伸长率 / % 640 635 626 570 590 642 565 100% 定伸 强度 / M Pa 300% 定伸 强度 / M Pa 200% 定伸 形变 / % 6. 5 7. 2 31 5. 6 6. 8 28 4. 5 5. 6 24 3. 8 4. 7 16 2. 8 3. 9 12 2. 2 3. 1 10 1. 8 2. 0 5
2 结果与讨论
2. 1 不同 m ( PSBR) / m ( PE) 的动态硫化体系 由于 P E 种类很多 , 不同牌号的 PE 其结构、 平均 相对分子质量及其分布皆不同 , 一般说来, H DPE 作为 T P O 的 基质 强度 高, 但柔 韧性 差, LL DPE 基质柔韧性较好 , 但强度低。此外, 还应 选取熔体流动性高的 PE 作为基 质, 有利于提高 T P O 的成型加工性。为综合基质 PE 的性能, 本 文采 用 不 同 PE 并 用, 即 m ( 2911 ) / m ( m L L DPE) / m ( L L DPE) = 1 ∀ 1 ∀ 1, 3 种 PE 的有关性 能参数如表 1 所示。开炼工艺下不同橡塑质量比 ( R/ P) 的动态硫化体系性能如表 2 所示。
表 4 硫化体系对 TPO 性能的影响 S 用量 1) / 份 邵 D 硬度 拉伸强度 / M Pa 断裂伸长率 / % 100% 定伸强度 / M Pa 300% 定伸强度 / M Pa 200% 定伸形变 / % 0. 5 81 9. 2 517 2. 1 2. 8 18 0. 8 83 13. 5 611 2. 6 3. 5 13 1. 1 84 10. 3 547 2. 9 4. 1 11 1. 4 86 10. 6 519 3. 1 4. 3 9
H DPE: 2911, 抚顺石化公司生 产, 熔体流动指数 ( M I) 为 19. 2 g/ 10 m in; m LL DPE: SP 1520, 日本 三井 公 司 生 产, M I 为 2. 3 g/ 10 m in; L L DP E: L L101AA, 兰化公司生产 , M I 为 1. 2 g/ 10 min; 白炭黑 : 广州市华力森贸易有限公 司提供; 高岭 土: 济宁高新区泰丰化轻技 术装备研究所提供; n CaCO 3 : 粒径为 30~ 60 nm, 山东盛大纳米材料 有限公司生产 ; 其它助剂均为市售。 1. 2 设备和仪器 高速混合釜: GH 10 型, 北京塑料机械厂 ; 塑 炼机 : SK 160B 型, 上海橡胶机械厂; H AAKE 转 矩流变仪 ( 密炼 ) : RH EOCORD90 型, 德国哈克公 司; 双 螺 杆 挤出 机 : SH J 36 型, 螺 杆 直 径为 35 mm, 长径比为 35/ 1, 积木式 , 南京杰恩特机电有 限公司; 万能材料试验机: GT T CS 2000 型 , 台湾 高铁科技股份有限公司 ; 注塑机 : F2V130 型, 上 海华东机械公司 ; 平板硫化机 : XL 40 型, 上海橡 胶机械厂 ; 熔融指数 测定仪: GT 7100 MI 型, 台 湾高铁公司科技有限公司 ; 维卡热变形湿度试验 机: GF H V2000 型 , 承德精密试验机有限公司; 简 支梁冲击试验机: JC 型, 承德精密试验机有限 公 司; 悬臂梁冲击试验机 : XC 型, 承德精密试验机有 限公司; 偏光显微镜: XPT 7 型, 放大倍数 200, 南 京江南光学仪器厂; 电子显微镜: JSM 6700 型, 陕 西科仪科技有限公司; 硬度计: LX A 型, 上海六菱 仪器厂; 硬度计: LX D 型, 上海六菱仪器厂 ; 老化试
小时 , 则软化不足 , 在塑炼时, 胶料中的各组分不 能均匀分散 , 混炼胶质量粗糙 , 并要延长混炼时 间, 还会引起配合剂飞扬。反之, 溶胀作用过大则 会由于软化过度而引起溶解现象, 胶料会粘附在 炼胶机辊筒上 , 降低辊筒的剪切力 , 造成填充剂分 散不均, 同样会降低混炼效果。 2. 4 补强剂对 TPO 性能的影响 分别采用白炭黑、 高岭土、 n CaCO3 3 种补强 体系, 其用量为 6~ 40 份 , 在 R/ P 比为 60/ 40 条 件下 , 比较了 3 种补强体系对 T P O 的性能影响, 结果如图 2 所示。
/% 图 1 TPO 的应力 ! 应变曲线
由图 1 可见, ! 曲线上没有屈服现象, 试 样拉伸时不再出现颈缩阶段, 而是整个样条同时
第6期
梁
滔 , 等 . 粉末丁苯橡胶改 性聚乙烯动态硫化性能的研究
43
被均匀拉细形变 , 完全呈现弹性材料的应变特征。 并且较小应力时出现较大形变的特征 , 充分体现 了动态硫化热塑胶的特点。因此双螺杆工艺可以 制备出综合性能优异的 T PO 专用物料。 2. 2 硫化体系对 TPO 性能的影响 在半有效硫磺 ( S) / 促进剂的动 态硫化体系 中, R/ P 比为 60/ 40 时的 T PO 性能见表 4。
验箱: 401A 型, 上海实验仪器厂有限公司; 厚度计: XH 10 型, 上海险峰电器机械厂。 1. 3 PSBR/ PE 体系工艺条件 开炼工艺 : 辊温 165 , 待原料塑化 后加入 PSBR, 依次加入小料、 补强剂、 软化剂、 硫化促进 剂、 硫磺, 开炼时间为 6 m in。 密炼工艺 : 密炼室温度为 165 , 转速为 30 r/ min 。 挤出工艺: 由加料口到机头温度依次为 155、 165、 170、 175、 170、 160 , 螺杆主机转速 360 r/ min, 熔温 165 。 注塑工艺: 由加料口到喷咀温度依次为 160、 180、 190、 195 , 注塑压力 40 M Pa, 保压 30 MP a、 保压时间 10 s, 冷却 20 s。 1. 4 性能测试 强伸性能: 按 GB1040 ! 79 进行测试, 注件样 品参 照 GB/ T 1040 ! 92, 模 压 制 样 参 照 GB/ T 16421 ! 1996; 简 支 梁 冲击 强 度: 按 GB1043 ! T G, 并参照 GB1043 ! 93 进行测试 ; 悬臂梁冲击 强度 : 按 GB1843 ! 80 进 行 测 试 ; 弯 曲 性 能: 按 GB/ T 16419 ! 1996 进行 测试; 熔 体流动指 数: 按 GB3682 ! 83 进 行 测 试 ; 维 卡 软 化 点: 按 GB1633 ! 79 进行测试 ; 邵 D 硬度 : 按 GB2411 ! 80 进行测试 ; 邵 A 硬度: 按 GB2422 ! 80 进行测 试; 定伸变形率 : 按 AST M D757 进行测试。
1 实验部分
1. 1 主要原料 PSBR: 中国石油兰州化工中心橡胶所提供;
收稿日期 : 2010 10 16 作者简介 : 梁 滔 ( 1963 ) , 男 , 广西南 宁人 , 博士 , 教授 级 高级工程师 , 主要从事合成橡胶的开发研究工 作。
42
弹
性
体
第 20 卷
表 2 开炼工艺下不同 R/ P 比的动态硫化体系性能 性能 R/ P
聚乙烯( P E) 材料用途很广, 分为高密度聚乙 烯( H DPE) 、 低密度聚乙烯( LDPE) 和线型低密度 聚乙烯( L L DP E) , 常用于做成各种塑料薄膜和塑 [ 1~ 3] 料布 。P E 抗多 种有 机溶剂 , 抗多 种酸 碱腐 蚀, 但是不抗氧化性酸, 例如硝酸。在氧化性环境 中 PE 会被氧化。 用粉末丁苯橡胶 ( P SBR) 改性 P E 体系 , 改性 的基本方向是制备共混型热塑弹性体 , 也称热塑 聚烯烃型橡胶( T PO) , 一般需经动态硫化工艺过 程[ 4] 。所谓动态硫化是相对于静态硫化而言, 动 态就是在高温高剪切力作用下实施硫化 , 硫化的 橡胶相, 最终以交联小颗粒 ( 岛相或分散相 ) 存在 于树脂连续相中。 T PO 的热塑性是由热塑树脂 ( PE) 提供, 其弹性由橡胶相 ( P SBR) 提供, 在对橡 胶弹性要求不苛刻的条件下应用, 如各类耐油性 密封条、 带、 电缆护套、 体育运动器材配件等[ 5, 6] 。 本文采用开炼工艺和双螺杆工艺考察了不同 m ( PSBR) / m ( PE) 的动态硫化体系, 并考察了硫 化体系、 软化剂组分、 补强剂组分对改性后 PE 力 学性能的影响。