PP-EPDM-SEBS三元体系的动态硫化研究(二) 过氧化物交联体系
PP_HDPE_弹性体三元共混改性的研究
*吉林省科技厅重大项目(20070308)**通讯作者aoyuhui69@作者简介:敖玉辉,男,1969年生,教授,博士,研究生导师,主要从事高分子材料研究。
PP /HDPE /弹性体三元共混改性的研究*冯芳,敖玉辉**,线欢欢(长春工业大学化学与生命科学学院,吉林长春130012)摘要:用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP )/高密度聚乙烯(HDPE )/弹性体三元共混物,分别探讨了3种弹性体乙烯-辛烯嵌段共聚物(OBC )、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS )、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS )的含量对PP 三元共混物力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜观察其脆断表面形态。
结果表明,OBC 、SBS 、SEBS 和HDPE 都对PP 起到了一定的协同增韧作用,SEBS 对PP 的增韧效果最佳;SEM 表明三元共混力学性能与相形态密切相关;所制备的PP /HDPE /OBC 三元共混物的加工性能较好。
关键词:聚丙烯;高密度聚乙烯;弹性体;增韧;力学性能DOI :10.3969/j.issn.1005-5770.2014.04.007中图分类号:TQ325.1+4文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2014)04-0027-04Research on PP /HDPE /Elastomer Ternary Blending ModificationFENG Fang ,AO Yu-hui ,XIAN Huan-huan(Changchun University of Technology ,Changchun 130012,China )Abstract :PP /HDPE /elastomer ternary blends were prepared through a twin-screw extruder ;the influences of the dosages of three elastomers OBC ,SBS ,SEBS on the mechanical properties of PP ternary blends were investigated respectively.Brittle fracture surface morphology of different blending systems was observed by SEM.The results showed that the three elastomers OBC ,SBS ,SEBS and HDPE played a certain role in synergistic toughening PP ,and the toughening effect of SEBS was the best ;SEM showed that there was a good correlation between morphologies and mechanical properties of ternary blends ;the processing performance of PP /HDPE /OBC ternary blends was excellent.Keywords :PP ;HDPE ;Elastomer ;Toughening ;Mechanical Properties聚丙烯(PP )与其他通用热塑性塑料相比,其屈服强度、拉伸强度、表面强度等力学性能均较优异,耐应力开裂性和耐磨性突出,化学稳定性好,成型加工容易,绝缘性和介电性良好,广泛应用于化工、电器、汽车、建筑、包装等行业,并正向其他热塑性塑料、工程塑料及金属等材料的应用领域扩展[1-5]。
一种EPDM过氧化物硫化体系的橡胶材料及其制备方法[发明专利]
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201410353086.6(22)申请日 2014.07.24C08L 23/16(2006.01)C08K 13/02(2006.01)C08K 5/14(2006.01)C08K 3/04(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08K 5/098(2006.01)C08K 3/06(2006.01)B29B 7/74(2006.01)B29C 35/02(2006.01)(71)申请人宁国市正道橡塑零部件有限公司地址242300 安徽省宁国市宁国经济技术开发区钓鱼台路15号(72)发明人夏礼安(54)发明名称一种EPDM 过氧化物硫化体系的橡胶材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种EPDM 过氧化物硫化体系的橡胶材料及其制备方法,该橡胶材料橡胶材料按照质量份包括:100份的乙丙橡胶;50~70份的炭黑;20~30份的软化剂;4~6份的氧化锌;1~2份的硬脂酸锌;0~1份的硫磺;2~5份的过氧化物硫化剂;2~4助交联剂;4~6份的防老剂。
本发明将使用促进剂双-25(2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷)取代传统的DCP(过氧化二异丙苯)改善并消除EPDM 橡胶必须使用过氧化物硫化的强烈刺激性臭味橡胶制品配方设计和制备方案。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书10页CN 105295201 A 2016.02.03C N 105295201A1.一种EPDM过氧化物硫化体系的橡胶材料,其特征在于:按照质量份包括以下原料组分:2.根据权利要求1所述的EPDM过氧化物硫化体系的橡胶材料,其特征在于:按照质量份包括以下原料组分:3.根据权利要求1或权利要求2所述的EPDM过氧化物硫化体系的橡胶材料,其特征在于:所述软化剂为石蜡油,所述防老剂为防老剂RD,过氧化物硫化剂为促进剂双-25,交联剂为TAIC;所述炭黑为炭黑N-550,所述硫磺为硫磺S-80。
什么是动态硫化及动态硫化橡胶介绍
什么是动态硫化?What is DV?一、动态硫化的定义动态硫化是指将未硫化的生胶与不能硫化的热塑性聚合物如PP、PVC、PA等树脂在高温,强剪切的共混设备中熔融共混,同时在交联剂的作用下将橡胶相硫化,得到大约尺寸在微米级别的硫化橡胶微粒,并均匀的分散于树脂中,并且这种结构非常稳定,在加工过程中不会发生物性变化。
如EPDM/PP、NBR/HPVC、ACM/PA等等。
这正好与传统的橡胶硫化相反,传统橡胶硫化加工,通常采用的是平板硫化机,经过配合的生胶是固定在橡胶模具型腔内,加热到一定温度,然后开始硫化反应,也可以说是一种“静态硫化”。
二、动态硫化弹性体体的优势通过动态硫化制造的热塑性弹性体,因为其中的橡胶分散相得到了交联,所以可大幅提高简单共混型热塑性弹性体的性能,如高温永久变形性、耐热性和耐油性等。
因为连续相基料是热塑性塑料,所以可以采用与通用热塑性塑料一样的成型方法如:注射、挤出、吹塑、压延成型等,所以不需要像传统橡胶制品加工工艺一样,需要炼胶(开炼和密炼)、硫化等工艺,降低了设备投资、劳动力成本,提高了效率。
同时它还可以废料可再生利用,这也是热塑性弹性体共同的特性,对于环保来说是非常有积极意义的。
三、动态硫化工序介绍橡胶生胶、热塑性塑料和适宜的硫化剂体系,在适宜的温度和剪切力作用下熔融共混,熔融共混温度应高于热塑性塑料熔融温度,低于高分子材料热降解温度,而又能使橡胶相发生交联反应。
共混设备应采用能产生可控的最佳温度场和剪切强度的设备,如双螺杆挤出机、密炼机等。
操作时应保持必须的共混和硫化时间,使弹性体组分被高度硫化交联,并被剪切成1~5μm粒子均匀分散在热塑性塑料连续相中。
所以动态硫化是橡胶组分和热塑性塑料在充分熔融共混状态下,橡胶组分能在较短时间呈微米级分散,并同时完成硫化交联的一种共混工艺。
四、动态硫化热塑性弹性体介绍许多塑料和橡胶之间可形成动态硫化热塑性弹性体(因为简称TPV),但仅有个别共混物经过动态硫化后具有实用价值,目前商业化的有PP/PE/EPDM,PP/NBR,PA6/ACM,PP/SEBS, TPEE/AEM。
动态硫化EPDM-PP热塑性弹性体应力松弛的研究
●: 0. 5 g; △: 1. 5 g; ▲: 2. 5 g; + : 7 g.
从 F ig. 4 中 可 看 出, 随 橡 塑 比 增 大, EPDM PP 应力松弛速率变小, 当 PP 含量达 到 30% 时, EPDM PP 应力松弛迅速增大, PP 含量超过 40% , EPDM PP 应力松弛增加不明 显, 这主要是因为 EPDM PP 的应力松弛行为 由 PP 连续相决定, PP 应力松弛较大, PP 的含 量越高, EPDM PP 应力松弛速率越大, EPDM 橡胶因交联作用, 对 EPDM PP 应力松弛贡献 相对较小。
1 实验部分 1. 1 主要原料 EPDM : 牌号 3080 粒料, M L
3 121 ℃ 1+ 4
胶机制备, 共混温度 180±10 ℃, 先将 PP 在辊 筒上熔融, 然后加入 EPDM , 混合均匀后加入 各种添加剂, 待试样在辊筒上形成均匀、 光滑的 平整薄片后卸片, 共混时间 15 m in。 将制得的 共混物模压成片后裁成标准拉伸样条。 应力松 弛, 按 D 45 1683 标准测试, 在岛津力学材料试 验机 A G 210KNA 上测定常温时试样 5% 应变 下 15 m in 应力松弛。 1. 3 透射电镜观察 透射电镜样品用 V 型 L KB 冷冻附件, 在 - 100 ℃左右冷冻超薄切片, 为了增加两相反 差, 用 O sO 4 染色, O sO 4 与 ENB 双键反应使 EPDM 相变黑。 透射电镜为日本 H 2806 型。 1. 4 W AXD 测试 X 射线衍射仪为日本理学公司 D M ax 3 C, 铜靶辐射源, N i 滤光片, 工作电压 35 kV , 工 作电流 15 mA 。
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动态硫化SEBS_EPDM共混型热塑性弹性体的制备及性能研究
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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
动态硫化三元乙丙橡胶聚丙烯热塑性弹性体的研究进展
动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的研究进展汤 琦,孙 豪,宗成中(青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛 266042)摘要:介绍动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体(TPV)的发展历程、配合体系、动态硫化工艺、应用领域和发展前景。
相较于传统橡胶,动态硫化TPV作为新一代橡胶产品的典型代表,无论在生产工艺还是性能上均具有较大优势,且TPV对环境的影响较小,符合绿色环保理念。
未来EPDM/ PP TPV的研究方向将主要集中在环保、低挥发性有机物、高性能化和多功能化等方面。
关键词:三元乙丙橡胶;聚丙烯;动态硫化;热塑性弹性体;配合体系;工艺;研究进展中图分类号:TQ334 文章编号:2095-5448(2021)01-0005-06文献标志码:A DOI:10.12137/j.issn.2095-5448.2021.01.0005动态硫化热塑性弹性体(TPV)是一类特殊的TPV,是橡胶和树脂在熔融共混时,橡胶相被硫化破碎为岛相分散在连续相(树脂)中而形成的[1]。
三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)TPV是开发最早、技术比较成熟的一种TPV。
EPDM具有合成工艺简单、耐候性能和耐臭氧性能好等特点,但其硫化胶不易回收利用;PP是一种通用型塑料,具有加工性能、耐腐蚀性能、耐热性能和耐磨性能好等优点,但弹性较差。
通过动态硫化制得的EPDM/PP TPV不仅可以弥补EPDM的不足,同时在原料、性能以及产品价格方面具有竞争优势[2-3]。
本工作根据近年来国内外对EPDM/PP TPV的研究情况,详细介绍其发展历程、配合体系、动态硫化工艺、应用领域以及发展前景。
1 发展历程从简单机械共混到动态部分硫化共混,又从动态部分硫化共混到动态完全硫化共混,EPDM/ PP TPV的发展经历了几代研究者的研究,其发展历程如下。
第1阶段:简单机械共混。
通过物理共混的方法将橡胶和塑料在一定的设备中进行简单混合,得到的共混物的弹性、物理性能以及耐介质性能较差,橡胶相未发生交联反应[4]。
三元乙丙橡胶过氧化物硫化过程
三元乙丙橡胶过氧化物硫化过程三元乙丙橡胶是一种乙烯、丙烯和非共轭二烯烃单体的共聚物。
由于其分子结构中双键含量相对较低,传统的硫磺硫化体系对于EPDM并不十分有效。
因此,通常采用过氧化物作为硫化剂来对三元乙丙橡胶进行硫化。
过氧化物硫化过程主要包括以下几个步骤:
1.选择过氧化物:最常用的过氧化物有过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化叔丁基等,它们在受热条件下能分解生成自由基。
2.硫化反应:
-过氧化物在高温下分解成自由基。
-自由基能够攻击EPDM中的不饱和双键,引发链增长反应和交联反应。
-通过与橡胶分子内部或添加的助交联剂(如三烯丙基氰尿酸酯)反应,形成C-C交联键,使橡胶网络结构形成并硬化。
3.促进剂和助剂作用:
-为了提高硫化速度和硫化效率,常会加入某些过氧化物硫化促进剂,例如某些酚类化合物或金属皂类。
-矿物操作油和其他加工助剂也可能影响硫化过程,优化硫化胶料的性能,比如降低门尼黏度,改善流动性,同时不影响最终硫化产品的物理性能。
4.硫化温度与时间:
-过氧化物硫化的硫化温度通常较高,需要根据具体配方和产品要求设定,一般在140°C至190°C之间。
-硫化时间根据制品厚度、硫化温度以及所使用的过氧化物类型等因素确定,以确保达到充分的交联程度。
5.硫化后产物:
-经过过氧化物硫化的三元乙丙橡胶具有良好的耐候性、耐臭氧性和耐化学介质性能,广泛应用于汽车密封件、建筑防水材料、电线电缆绝缘层等领域。
三元乙丙橡胶(EPDM)耐热氧老化性能的研究
毕业论文三元乙丙橡胶(EPDM)耐热氧老化性能的研究院系名称:机电工程学院专业名称:材料科学与工程学生姓名:孙永娜学号: 2006042106指导教师:丛川波(讲师)完成日期 2010年 6 月 20日中国石油大学(北京)本科毕业论文第I页三元乙丙橡胶(EPDM)耐热氧老化性能的研究摘要为了考察EPDM的耐热氧老化性能,本文通过对不同硫化体系、不同防护体系和不同补强填充体系的EPDM配方进行热氧老化进而优选配方,同时对其溶胀度和断口形貌进行了研究。
结果表明:过氧化物硫化体系比硫磺硫化体系耐热性好,压缩永久变形小;防老剂RD+MB比防老剂4020、NAPM的防护作用好;炭黑N330的补强效果最好;无机填料MgO和MDMA的并用能够提高耐热氧老化性能;并且随着老化时间的延长,橡胶的拉伸强度、断裂伸长、溶胀度的变化趋势总体是下降的,并且对不同硫化体系和不同炭黑种类的配方进行了寿命推算。
关键词:三元乙丙橡胶;热氧老化;溶胀度;断口形貌;寿命推算The aging study of ethylene-propylene-diene terpolymer(EPDM) under the conditions of high temperatureAbstractIn order to investigate the aging property of ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM) rubber in the high temperature,we choose the optimal design of EPDM by changing curing system, antioxidant and reinforcing and filling system. The mechanical properties, swelling degree and SEM were used to assess aged properties of EPD- M. Resulted indicated that for the EPDM,peroxide cure systems is better than su1ph- er cure systems in heat resistance; antioxidant RD and antioxidant MB is better than antioxidant 4020 and antioxidant NAPM in protective effect; Charcoal black N330 has the best reinforcement effect;MgO and MDMA can improve the thermal-oxydattive ageing property ;And the tensile strength, elongation at break and swelling degree of EPDM compound decreased with the aging time generally. The life of different cure systems and different charcoal black was calculated too.Key words: EPDM; thermo-oxidative ageing; swelling degree; fracture apperance; life calculation目录第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 EPDM的结构 (1)1.1.2 EPDM的性能 (2)1.1.3 EPDM的配合与加工 (3)1.1.4 EPDM的应用 (4)1.2 橡胶的热氧老化及寿命预测 (4)1.2.1 橡胶热氧老化机理及提高耐热性的方法 (4)1.2.2 橡胶加速老化实验 (6)1.2.3 橡胶老化性能的评定方法 (7)1.2.4 寿命预测方法 (7)1.3 三元乙丙橡胶热氧老化的国内外研究现状 (10)1.3.1 国内研究现状 (11)1.3.2 国外研究现状 (11)1.4 本课题的研究意义及主要内容 (13)第2章实验部分 (14)2.1 原材料及设备 (14)2.1.1 原材料 (14)2.1.2 主要设备与仪器 (15)2.2 实验主要内容及性能测试 (15)2.2.1 实验步骤 (15)2.2.2 老化实验 (16)2.2.3 性能测试 (17)第3章结果与讨论 (19)3.1 引言 (19)3.2 EPDM的配方筛选 (19)3.2.1 EPDM硫化体系的筛选和优化 (19)3.2.2 EPDM不同防老剂配方的筛选 (27)3.2.3 EPDM不同炭黑配方的筛选 (29)3.2.4 EPDM不同填料配方的筛选 (31)3.3 EPDM的寿命预测 (33)3.3.1 不同硫化体系的寿命预测 (34)3.3.2 不同炭黑种类的寿命预测 (38)3.4 溶胀度分析 (42)3.5 EPDM断口形貌分析 (44)第4章结论 (48)参考文献 (49)致谢 (4)第1章绪论第1页第1章绪论1.1 概述三元乙丙橡胶(EPDM)是以乙烯和丙烯为主要原料,并用少量的非共轭二烯烃在zeigler一Netta催化剂作用下聚合而成的一种通用合成橡胶。
硫黄硫化体系对EPDM硫化特性及硫化胶性能的影响
摘要: 研究了促进剂与硫黄的质量比 ( A / S) 对硫黄硫化体系三元乙丙橡胶 ( EPDM ) 的硫化特性 、 EPDM 交联网络结构 、 动态力学性能以及物理机械性能的影响 。 结果表明 , 随着有效硫含量的增加 , 混炼胶的焦烧时间和正硫化时间缩短 ; 在有效硫含量相同时 , 焦烧时间随着促进剂用量的增加而逐渐 EPDM 硫化胶的交联密度增大 , 硫化程度无明显差别 。 随 A / S 值增大 , 相应地力学性能得以改 减小 , A / S 为 3. 7 时 交 联 密 度 达 到 最 佳 。 动 态 力 学 性 能 分 善 ; 但促进剂用量较高时交联密 度 反 而 下 降 , , , 析结果显示 随着单硫和双硫键含量的升高 储能模量下降得越发明显 , 损耗因子对应变的依赖性 越大 。 关键词: 三元乙丙橡胶; 硫黄; 硫化体系; 有效硫含量; 硫化特性; 交联密度; 物理机械性能 中图分类号: TQ 333. 4 文献标志码: B 文章编号: 1000 - 1255 ( 2014 ) 04 - 0299 - 05
三元乙丙橡胶( EPDM ) 通常是采用硫黄硫化 过氧化物硫化体系及树脂等硫化 体系、
[1 ]
1 1. 1
试验部分
。 其中
用硫黄硫化 EPDM 时硫化速率适宜, 硫化胶的综 合性能较好, 成本较低, 因此在 EPDM 的加工工 业中约 80% 都采用硫黄硫化体系。 但通常用硫 黄硫化 EPDM 时要求第 3 单体的含量高且只用硫 性能也不好, 因此需加入 黄硫化所需的时间较长, 助硫化剂及配合剂以提高硫化效率、 改善硫化胶 的物理机械性能。 杨坤民等
[2 ]
原材料 EPDM, 牌号 Keltan 2750 , 第 3 单体亚乙基降 德国 Lanxess 化学公 冰片烯的质量分数为 7. 8% ,
SEBS
1. 在基材上加扣位或做一些设计得当的较深的凹凸部份,对提高TPE 的黏接效果很有帮助。
2. 模具表面的处理:模具应经过抛光,以获得光滑或清晰的表面。
为了产生热固性橡胶表面那种无光泽的外观,需要一种较粗糙的模具表面。
一般说来,模腔经放电加工(EDM)后所产生的粗糙表面将产生很好的工件外观而且使脱模比较容易。
蒸汽喷射、喷沙或喷丸等研磨方法以及化学蚀刻等也可用来产生具有不同光泽和外观的表面。
为了便于脱模,可以在模腔或型芯上涂一层脱模涂层,例如,在其经过喷沙处理或放电加工处理(EDM)之后,再涂上一层PTFE(聚四氟乙烯)浸渍的镍。
3. 基材要避免使用脱模剂。
基材表面要清洁,尽量避免接触灰尘。
4. TPE胶料的加工温度应以实测的胶料熔融温度为准,而不是以注塑机的显示温度为准。
5. 如要求TPE包覆在金属制件上,可以用适当的黏合剂作为辅助。
一、SEBS概述SEBS是以聚苯乙烯为末端段,以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。
SEBS不含不饱和和双键,因此具有良好的稳定性和耐老化性。
[编辑本段]二、SEBS的用途1.SEBS具有较好的紫外线稳定性、抗氧性和热稳定性,所以在屋顶和修路用沥青中也可以使用。
2.SEBS与石蜡之间有比较好的相溶性,因此可用作纸制品较柔韧表面涂层。
3.SEBS在加热时没有明显的剪切流动时温度不敏感,因此它可以作为IPN的模板。
(IPN的基本原理:两种不相溶的聚合物,可达到缠结链段的相互贯穿,如第就可以通过共价键交联将两种不相溶聚合物"锁定"在一起。
)4.SEBS油共混物的有机溶液可替代天然胶乳制造外科手套等制品,由于SEBS 不含不饱和双键且纯度较高,在此且有以下两种优点:(1)抗氧性、抗臭氧性较好;(2)天然橡胶中含有蛋白质,会使某些病人产生危险的过敏反应,而这个共混物就不会。
[编辑本段]三、SEBS的具体性能SEBS具有优异的耐老化性能,既具有可塑性,又具有高弹性,无需硫化即可加工使用,边角料可重使用,广泛用于生产高档弹性体、塑料改性、胶粘剂、润滑油增粘剂、电线电缆的填充料和护套料等。
EPDM-PP共混物老化性能的研究.
EPDM/PP共混物老化性能的研究赵永仙Ξ任巍王晓军(青岛化工学院,266042研究了三元乙丙橡胶(EPDM改性聚丙烯共混物的性能,探讨了不同含量的EPDM对共混物的力学性能、热性能、流变性能的影响,还探讨了不同品种、不同含量的抗氧剂对共混物耐老化性能的影响。
经EPDM改性的PP,拉伸强度降低,冲击强度和断裂伸长率提高,耐热性、熔点随EPDM含量增加而降低,熔体粘度增大,假塑性增强,添加抗氧剂大大提高了共混物的耐老化能力,主辅抗氧剂并用效果更好。
获得了能在高温下长期工作的改性PP共混物。
关键词:EPDM共混物抗氧剂耐老化为了提高PP的使用价值,制备EPDM/PP共混物已有较长的历史,对其性质的研究国内外均有报道〔1〕,但对其综合性能,特别是抗氧剂的品种和用量对老化前后性能的影响报道较少。
为了提高聚丙烯的韧性和耐老化性,提高使用档次和扩大使用范围,我们进行了耐老化性等多项研究。
制得了力学性能,耐热性,耐老化性能较好的改性PP材料,可以广泛的用作耐高温的工业材料,如油泵电缆、高温管道、密封材料等。
1实验部分111原材料PP,M I=2.5,北京燕山石化公司;EPDM,日本三井公司;抗氧剂,1010,1076,264,DSTP;112仪器和设备XRZ熔体指数仪,长春第二材料实验厂;XCT-40冲击实验机,承德材料实验机厂;维卡软化点实验机,承德材料实验机厂;SR-1差示扫描量热器,北京光学仪器厂;热老化箱,国产;SK-160B双辊筒炼胶机,上海橡胶机械厂;XXL-100A型拉力实验机,广州材料实验机厂;QLB-025吨平板硫化机,上海第一橡胶机械厂。
113试样制备按配方准确称量配料,在双辊上混炼,再在平板硫化机上模压,然后经机加工,制得试样。
1.4性能测试拉伸强度和断裂伸长率按G B1042-92进行;冲击强度按G B1043-7进行;维卡软化温度按G B1633-79进行;熔体指数按G B133682-83进行;老化实验按G B7141-86进行。
过氧化物交联HDPE/硅橡胶/EPDM的研究
Ab ta t Th e h oo ya dp o e te fHDP S u b r EP src : etc n lg n r p riso E/ i b e / DM ln swe es u id r b e d r t de
了过 氧 化 物 用量 对 共 混 材 料 的 力 学性 能 和凝 胶 含 量 的 影 响 。结 果 表 明 , 混 体 系 的 力学 性 能 有 明显 的 提 高 。 随 着 过 氧 化 二 共 异 丙 苯 ( C ) 量 的增 加 , 系 的 凝 胶 含量 提 高 , 伸 强 度 先 增加 后 降低 且 在 D D P含 体 拉 CP含 量 为 0 5 ( 量 分 数 ) 出 现 最 大 值 , . 质 时 而 断 裂 伸 长 率则 呈 下 降 的 趋 势 。 采用 复 合 抗 氧 剂 可 以使 材 料 得 到 较 好 的 耐 老 化性 能 。硅 橡 胶 的 加 入 和 交 联 , 善 了 体 系 的 改
by pe o i r s i i . The e f c p r xi c t n c a c lpr pe te a g l r x de c os lnk ng fe t of e o de on e t on me h nia o r i s nd e f a ton wa s u s d The r s ls s w ha t e m e h nia o r i s of b e s r i — r c i s dic s e . e u t ho t t h c a c lpr pe te l nd a e m
热塑性弹性体TPV
热塑性弹性体TPVEPDM/PP型热塑性动态硫化橡胶(TPV)是以EPDM作橡胶相,PP作连续相,动态硫化后得到的稳定的弹性体。
动态硫化是指在橡胶相与不能硫化的热塑性聚合物熔融密炼过程中,将橡胶进行硫化,得到粒状的硫化橡胶相,并且橡胶微区形态非常稳定,在加工过程中不会发生物化变化。
EPDM/PP型热塑性动态硫化橡胶(TPV)具有优异的物化性能。
其耐环境性能相当于通用性三元乙丙橡胶材料,耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下。
EPDM/PP型热塑性动态硫化橡胶(TPV)成功地把硫化橡胶的一些特性,如耐热性能和低压缩变形性能与热塑性塑料的易加工特性结合在一起。
具有优异的抗动态疲劳性、很高的抗撕裂性、极好的耐候性、良好的耐磨性,对水基酸碱液体、极性油品具有出色的抗侵蚀能力,在-40℃~150℃范围内均具有使用可能性。
EPDM/PP型热塑性动态硫化橡胶(TPV)所具有的耐环境性能相当于通用性三元乙丙橡胶材料,同时其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下。
这样的极优耐环境性能独一无二的结合,使得这种热塑性橡胶适用于广泛的用途。
EPDM/PP型热塑性动态硫化橡胶(TPV)的使用性能与许多种常见的硫化特种橡胶的特性相似。
这些特性向产品设计师及材料工程师们提供了这样的机会,就是可以利用成本较低的热塑性塑料加工方式,但又不会使所希望的产品受到影响。
EPDM/PP型热塑性动态硫化橡胶(TPV)的性能特点包括以下几个方面:1、橡胶的触感,塑料的加工方法。
2、在-40℃至+150℃的有效操作范围内具有机械性能。
3、对于水基的液体、油类及碳氢化合物类具有氯丁橡胶品级的耐油耐溶剂性能。
4、压缩变形及永久变形小。
5、在150℃暴露两星期或在125℃暴露更长时间,显出其极优的耐热空气老化性能。
6、卓越的抗动态疲劳性能。
7、很高的抗撕裂强度。
8、极优的耐臭氧及耐侯性9、与聚丙烯(PP)或尼龙(PA)有极佳的粘结性。
耐油耐环境性能的良好结合,使得TPV适用于广泛的用途。
三元乙丙橡胶过氧化物硫化体系的特点
三元乙丙橡胶(EPDM)在工业应用中广泛用于制作密封件、管道、防水膜等产品,其优异的耐老化性能和耐候性使其成为一种理想的橡胶材料。
在EPDM的生产过程中,硫化是至关重要的工艺环节,而过氧化物硫化体系正是一种常用的硫化方法。
下面将从以下几个方面探讨三元乙丙橡胶过氧化物硫化体系的特点。
一、过氧化物硫化体系的组成1. 过氧化物传统上使用过氧乙酸乙酯(Perester)或对苯二酚过氧化物(DTBP)作为过氧化物引发剂。
2. 促进剂通常使用二磷酸铅(Dibasic lead phosphite)或三羰基铅(Tri-basic lead sulfite)作为促进剂,辅助过氧化物发挥最佳的硫化效果。
二、硫化反应的过程1. 过氧化物的分解在硫化体系中,过氧化物首先分解成自由基活性物种,它们是硫化反应的起始物。
2. 自由基的作用自由基通过与EPDM的饱和键反应,引发链的剪切和重新组合,形成硫化交联结构。
三、硫化产物的性能1. 交联密度高由于过氧化物硫化体系能够提供较高活性的自由基,因此可以形成交联密度更高的硫化网络,从而提高EPDM的硬度和强度。
2. 硫化速率快过氧化物硫化体系的硫化速率比传统硫化体系更快,可以加快硫化反应的进行,提高生产效率。
3. 耐热性优良由于过氧化物硫化体系所形成的交联结构较为稠密,因此硫化后的EPDM具有较好的耐热性能,能够耐受较高温度的工作环境。
四、过氧化物硫化体系的优势1. 无臭气排放与传统硫化体系相比,过氧化物硫化体系在硫化过程中不会产生硫化气味,有利于改善生产环境。
2. 无污染过氧化物硫化体系对环境友好,硫化产物不会对环境造成污染的影响。
3. 不影响色泽由于过氧化物硫化体系的反应产物中不含硫,不会引起其它颜料和填料的不良反应,因此不会影响EPDM的色泽。
三元乙丙橡胶过氧化物硫化体系具有硫化速率快、硫化产物性能优良、环保无污染等诸多优势,已在EPDM的生产中得到了广泛应用。
未来随着技术的不断进步,过氧化物硫化体系在EPDM生产中的应用前景将更加广阔。
过氧化物硫化体系
过氧化物硫化体系 peroxide cure system过氧化物交联的机理主要是:过氧化物与橡胶共热时均裂产生自由基,然后通过自由基加成反应或夺取橡胶分子链上的ɑ-亚甲基活泼氢进行交联反应,从而在反应过程中不断形成C-C交联键。
过氧化物对弹性体的硫化过程,主要是分三步:(1)过氧化物发生均裂,形成两个烷氧自由基;(2)烷氧自由基从聚合物链上夺取氢原子;(3)两个邻近聚合物链的自由基结合, 形成碳-碳键。
用于橡胶硫化的过氧化物是一类含有O-O键的物质。
目前主要工业化生产的五类过氧化物是:二酰基过氧化物,叔烷基过氧酸酯,烷基氢过氧化物,二烷基过氧化物,二烷基过氧缩酮。
其中最常用的是过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)、1, 1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷(BPMC)、2,5-二甲基- 2,5-双(叔丁基过氧基) 己烷(DBPMH)、1,3-双(叔丁过氧异丙基)苯(BIPB)等助交联剂与硫黄硫化相比,单用过氧化物硫化胶的耐磨性能和动态性能等比较差。
在过氧化物硫化体系中添加某些具有自由基聚合性能的多官能单体,在一定程度上能够克服这些缺点,同时提高过氧化物的交联效率,加快硫化的速度,降低过氧化物的分解温度,保持了硫化胶的优良的性能,某些助交联剂还能有效减少硫化胶的臭味。
常用的活性助交联剂包括两类:第一类助交联剂通常是具有极性的多官能团低相对分子质量化合物,这些单体可以均聚或接枝到聚合物链上。
如三丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTA),三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯(TMPTAMA),二丙烯酸乙二醇酯(EGDA),二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA),N ,N′- 对苯基双马来酰亚胺(PDM或者HVA-2),二丙烯酸锌(ZDA),二甲基丙烯酸锌(ZDMA)等。
其中,TMPTMA和TMPTA又称为增硬剂,在用过氧化物硫化时,能有效增加硫化胶的硬度,一般用量1份就能增加1单位硬度;PDM是一种多功能硫化助剂,在硫黄硫化、过氧化物硫化或树脂肟硫化中均能增加交联效率,提高硫化胶定伸应力。
热塑性弹性体
共混组分熔体粘度与配比 对共混物形态的影响
• 1.某一组分的体积分数大于74%,一般 是连续相,某一组分体积分数小于26% 时,一般是分散相。
• 2.聚合物共混相态行为---“软包硬”规 律。
• 3.刚开始塑料为分散相,橡胶为连续相
• 4.可在共混过程中,橡胶发生原 位交联反应(动态硫化),粘度 大增。在机械剪切力(双螺杆挤 出机的剪切作用比较明显)的作 用下被破碎为微米级颗粒。
• 1.TPV百科 • 2.原料及配方 • 3.工艺流程 • 4.硫化体系 • 5.TPV相结构 • 6.由动态硫化法制备TPV 的技术特点 • 7.应用
TPV
• 热塑性硫化橡胶简称为TPV,如果再说的详 细一点,那应该是热塑性动态硫化橡胶,加了 “动态”2字是更具体说明了生产这种热塑性 硫化橡胶的工艺---动态硫化,这种工艺指在 橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化, 当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料 相混合,因此被硫化了的橡胶是作为分散相分 布在热塑性塑料连续相中。
• 5.同时发生相反转,塑料变为连 续相,交联橡胶颗粒变为分散相。
相反转
蓝色橡胶相 红色塑料相 黄色助剂填料
由动态硫化法制备TPV 的 技术特点如下:
• 1.要有适当的温度和剪切效果,共混温度必须 高于树脂的熔点或软化温度,以保证流动性,同 时不能过高,以免发生氧化降解。
• 2橡胶颗粒的直径越小,机械性能越好。
陷,加工流动性好。一般采用的过氧化 物有双25、无味DCP,但缺陷是采用过 氧化物动态硫化的TPV 熔体强度相对要 差,另外要做到全硫化有一定的难度。
• 3.硅烷交联体系 • 该体系目前商业化的也是本白、不吸湿
的,基本可达到酚醛树脂一样的机械性 能。但涉及一个铂催化剂,整个硫化工 艺国内还在摸索阶段。
PP_SEBS共混物的相形态_光学及力学性能
2010年第29卷第7期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1281·化工进展PP/SEBS共混物的相形态、光学及力学性能张德强,丁雪佳,褚文娟,袁园,韩海军,张丽娟(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 100029)摘 要:将聚丙烯(PP)与氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)在双螺杆挤出机中熔融共混,制备得到透明PP/SEBS共混物,并利用透光率雾度测定仪、广角X射线衍射仪、偏光显微镜、ARES流变扩展系统等进行表征。
结果表明,随着SEBS含量的提高,聚丙烯的结晶性下降,共混物的透明性和低温冲击强度明显提高,而拉伸强度随之降低。
流变学研究表明,随着SEBS含量的增加,PP/SEBS共混物形态由海岛结构逐渐演变为双连续相结构。
关键词:聚丙烯;氢化聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物;透明;结晶中图分类号:TQ 325.14;TQ 334.3 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(2010)07–1281–05 Phase behavior,optical and mechanical properties ofPP/SEBS binary blendZHANG Deqiang,DING Xuejia,CHU Wenjuan,YUAN Yuan,HAN Haijun,ZHANG Lijuan(The Key Laboratory of Preparation and Processing of Novel Polymer of Beijing City,Beijing University ofChemical Technology,Beijing 100029,China)Abstract:The blends of polypropylene(PP)and styrene-ethylene/butylene-styrene elastomer(SEBS)were prepared by melt blending with a twin screw extruder. The phase behavior of the blends was investigated by means of wide angle X-ray diffraction,optical microscopy and a rheometer.Crystallizability of the blends was decreased as the increase in SEBS content,for which the haze values of injection-molded plaques decreased. The PP/SEBS blends showed a decreased tensile strength and and a increased impact strength as compared with PP. Results of rheological study showed that the blends turned to be co-continuous phase behavior as the increase in SEBS content.Key words:polypropylene;styrene-ethylene/butylene-styrene elastomer;transparent;crystallization聚丙烯(PP)以其优异的力学性能、价格低廉、耐热性以及易加工成型等特点,近年来已成为五大通用合成树脂中增长速度最快的品种[1-2]。
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。
219522848_交联网络对EPDM
作者简介:公维颖(1999-),男,在读硕士研究生,主要从事橡胶共混与改性方面的研究。
收稿日期:2022-03-15三元乙丙橡胶(EPDM )是乙烯、丙烯及再加有少量的非共轭二烯烃作为硫化点的三元无规共聚物。
根据配用的第三单体的种类不同,可以将EPDM 分为三类[1]。
如:配用亚乙基降冰片烯(ENB )生产的E 型EPDM ;配用双环戊二烯(DCPD )生产的D 型EPDM ;配用1,4-己二烯(HD )生产的H 型EPDM 。
目前,我国生产的以亚乙基降冰片烯和双环戊二烯为第三单体的三元乙丙橡胶较为普遍。
三元乙丙橡胶主链饱和,不饱和在侧基上,具有优异的耐热老化、耐热氧老化、耐臭氧老化性能,但由于其特定的分子结构特点,却存在着黏合性能差、不耐油、硫化速度慢等缺点[2]。
而POE 是乙烯-辛稀的共聚物,其中,乙烯和辛烯无规共聚,辛烯质量占比一般大于20%。
聚乙烯分子链段是结晶的,但由于共聚单体辛烯的无规分布,破坏了与其相邻的部分聚乙烯链段的结晶,辛烯链段和结晶被破坏的聚乙烯链段共同形成具有无定型结构的橡胶区,而剩余的聚乙烯微结晶区构成树脂区,起到一定的物理交联点作用[3]。
分子结构与EPDM 相似,并且POE 可通过辐射交联法、过氧化物交联法、硅烷交联法进行交联。
因此,POE 同样也具备优异的弹性、耐热老化、耐热氧老化、耐臭氧老化等性能。
EPDM 和POE 两者都是非极性的弹性体,分子结构相似,具交联网络对EPDM /POE 共混胶耐老化及耐高温性能的影响公维颖1,张勇2,邓涛*(1.青岛科技大学 高分子科学与工程学院,山东 青岛 266042;2.漯河利通液压科技股份有限公司,河南 漯河 462000)摘要:研究了通过调控硫载体(TMTD )和过氧化物(DCP )的比例,在三元乙丙橡胶(EPDM )/聚烯烃弹性体(POE )共混胶硫化和热氧老化过程中交联网络结构的变化,对共混胶热氧老化前后常温及高温拉伸力学行为的影响。
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PP/EPDM/SEBS三元体系的动态硫化研究(二)——过氧化物交联剂对性能的影响阳范文陈晓明(广州医学院生物医学工程系广东广州510182)摘要:本文系统研究过氧化物交联剂对PP/EPDM/SEBS动态硫化弹性体性能的影响:随着交联剂用量增加,材料的拉伸强度和MI增加,断裂伸长率和撕裂强度降低大;压缩永久形变呈现先降低然后略有增加的变化趋势,当交联剂用量为8phr时达到最小值(70℃和125℃分别为21.9%和28.6%),比未添加SEBS时分别降低12%和23.1%,复配SEBS对弹性改善效果明显;表观粘度随着剪切速率的增加而降低,呈现剪切变稀现象,动态硫化后的表观粘度比未硫化时有明显降低。
采用过氧化物动态硫化所得产品中检测不到卤素和重金属,符合无卤化和绿色环保要求。
关键词:聚丙烯、EPDM、SEBS、动态硫化、过氧化物交联剂Research on PP/EPDM/SEBS Dynamic Vulcanization (2): The Effectof Peroxide Content on PropertiesYang Fanwen Chen Xiaoming(Department of Biomedical Engineering, Guangzhou Medical University. Guangdong, Guangzhou 510182)Abstract:The effect of peroxide content on properties of PP/EPDM/SEBS dynamic vulcanization was studied. With increase of peroxide content, tensile strength and melt flow index (MI) increased,elongation and tear strength decreased, compression set first decreased then increased. The vulcanization with 8phr peroxide was characterized with excellent compression set, which were respectively 21.9%at 70℃and 28.6%at 125℃.It was lower about 12% and 23.1% than that without SEBS, which showed SEBS had good effect on elastic recovery. The viscosity of vulcanization decreased with increase of shear rate, which was characterized with shear thinning. The viscosity of vulcanization was lower than un-crosslinked blend. Halogen and heavy metal of product was not detected, which could meet non-halogen and environment friendly requirement.Keywords: Polypropylene, EPDM, SEBS, Dynamic Vulcanization, Peroxide Crosslink Agent动态硫化热塑性弹性体(TPV)具有加工简单、使用方便、节能环保等优点,在车用密封中的应用日益广泛[1-3]。
随着汽车对舒适性和降噪要求的不断提高,市场迫切需要一种弹性优异、压缩永久形变小、可承受持续高温的密封新材料[4-5]。
目前,生产密封TPV材料主要有酚醛树脂交联和过氧化物交联两大体系。
酚醛交联体系必须采用氯化亚锡或卤化酚醛树脂对橡胶相进行交联,材料和最终制品中含有一定的重金属锡和卤素,无法满足无卤或重金属管控严格如玩具、食品容器等要求。
过氧化物交联体系一般采用DCP、BIPD和双二五等交联剂[6-8],产品中基本不含重金属或卤素,应用范围相对更广。
作者在采用酚醛树脂动态硫化PP/EPDM/SEBS三元体系的研究中发现,添加一定的SEBS有利于降低材料的压缩永久形变。
本文采用过氧化物动态硫化PP/EPDM/SEBS三元体系,探讨过氧化物用量对硬度、拉伸性能、撕裂性能、压缩永久形变和流变等性能的影响,对比两种交联体系的差异,旨在研究一种环保、无卤、耐高温、高弹性的TPV新材料。
1 实验部分1.1 原材料PP T30S (聚丙烯,茂门石化公司生产)、EPDM(三元乙丙橡胶,美国陶氏公司)、SEBS(美国科腾公司)、过氧化物交联剂(以下简称“交联剂”,阿克苏诺贝尔公司)、软化油和填料均为市售产品。
1.2主要设备、仪器Haake转矩流变仪器:RC300P,Thermo Haake公司;注塑成型机:HTB80型,宁波海天机械有限公司。
硬度计:日本得乐公司GS-706G TYPE A;冲片机:CP-25型,上海化工机械四厂;万能试验机:CMT40204(20KN),深圳三思公司;高压毛细管流变仪:Rheoflixer,毛细管直径φ=1mm、L/D=30:1,Thermo Haake公司。
1.3 试样制备将PP、EPDM、SEBS、软化油和填料按照表1配方混合,温度设定190℃,采用Haake转矩流变仪的密炼机进行熔融共混2min,然后添加过氧化物交联剂动态硫化3min制备样料。
样料采用注塑成型机在200℃温度注塑硬度圆片、2mm厚度的方板。
拉伸强度、100%定伸模量和断裂伸长率测试样条在2mm方板上用裁刀裁取哑铃形试样。
撕裂强度样条在2mm方板上用裁刀裁取直角裤形试样。
1.4 性能测试时间15s。
熔体流动速率按ISO 1133有关规定测试:温度230℃、载荷5kg。
拉伸强度、100%定伸模量和断裂伸长率按ISO 37测试,拉伸速率为500mm/min。
撕裂强度按ISO 34B测试,拉伸速率为500mm/min。
压缩永久形变按ISO 815执行,压缩率25%,测试条件为70℃×22h、125℃×22h。
表观粘度采用毛细管流变仪进行测定,温度设定190℃,恒温20min后,装料压实预热5分钟,在一定的压力下稳定1min,分别测定剪切速率为100、316、1000、3162和10000s-1的表观粘度。
2 结果与讨论2.1 交联剂用量对拉伸性能的影响交联剂用量对拉伸强度、100%定伸强度和断裂伸长率的影响如图1和图2所示。
随着交联剂用量增加,材料的拉伸强度先增加然后基本保持不变,100%定伸强度先略有降低然后增加,断裂伸长率呈下降趋势。
产生上述现象的原因在于过氧化物交联剂在引发橡胶相交联的同时引起PP 降解所致,材料性能的变化是橡胶交联和PP 降解的综合结果,橡胶相的交联能增强材料抵抗外力形变能力,PP 分子量降低导致物性恶化。
当交联剂用量较低时,橡胶相的交联度不高,PP 降解的程度不大,故在交联剂含量较低时拉伸强度略有增加;当交联剂含量较高(>4phr )时,PP 降解比较严重,材料性能恶化加剧,故拉伸强度不再提高,断裂伸长率反而下降。
T e n s i l e S t r e n g t h (M P a )Crosslink agent (phr)E l o n g a t i o n a t B r e a k (%)Crosslink ageng (phr)图1 过氧化物交联剂用量对拉伸强度的影响 图2过氧化物交联剂用量对断裂伸长率的影响 Figure 1 The effect of peroxide content on tensile strength Figure 2 The effect of peroxide content on elongation at break2.2 交联剂用量对硬度的影响交联剂用量对硬度的影响如图3所示。
添加交联剂后,材料的硬度呈现先减小然后增加的变化趋势。
原因在于交联剂用量较低时,橡胶相发生部分交联,体系可能以共连续相并存,在一定程度上破坏了PP 结晶,材料的硬度有所降低。
随着交联剂用量增加,橡胶相交联度增大,分子运动能力减弱,抵抗外力能力增强;当橡胶相交联度提高到一定程度时发生相态结构反转,橡胶相以分散相分布在连续的PP 相中,对PP 的结晶干扰减少,PP 降解加剧导致分子量降低,PP 结晶度反而增加,故硬度随之增加。
Crosslink agent (phr)H a r d n e s s (S h o r e A )Crosslink agent (phr)T e a r S t r e n g t h (k N /m )图3 过氧化物交联剂用量对硬度的影响 图4 过氧化物交联剂用量对撕裂强度的影响 Figure 3 The effect of peroxide content on hardness Figure 4 The effect of peroxide content on tear strength2.3 交联剂用量对撕裂强度的影响交联剂用量对撕裂强度的影响如图4所示。
随着交联剂用量增加,撕裂强度呈逐步降低趋势;当其用量超过4phr 时,撕裂强度有明显下降。
产生上述现象的原因与动态硫化过程中PP 的降解、橡胶相交联和相态结构变化有关。
未交联之前,共混物呈现以橡胶相为连续相、PP 为分散相的形态结构,材料抵抗外力的主体是橡胶相,橡胶相的分子量高,撕裂强度也较高。
动态硫化后,体系发生相反转,即橡胶相发生交联并均匀分散在塑料相基体中,承受外力破坏的主体由橡胶相变为塑料相。
由于塑料相的分子量相对较低,交联的橡胶相与连续的塑料相之间存在界面,在外力作用下容易受到破坏。
过氧化物用量越高,PP 降解越严重,故撕裂强度不断下降。
2.4 交联剂用量对压缩永久形变的影响交联剂用量对压缩永久形变的影响见图5,二元和三元体系的对比见表2。
随着交联剂用量增加,压缩永久形变降低;当交联剂用量为8phr 时,压缩永久形变达到最小值,70℃和125℃下分别为21.9%和28.6%;继续增加交联剂用量,压缩永久形变反而增大。
从表2可知,三元动态硫化体系在70℃和125℃的压缩永久形变比二元体系分别降低了12.0%23.1%。
说明SEBS 的加入可降低材料的压缩永久形变,特别对高温125℃条件下的改善效果明显,与酚醛交联体系结论基本一致。