動態(tài)硫化EPDM-POE熱塑性彈性體的制備和性能研究.pdf

1、本課題以三元乙丙橡膠(EPDM)和新型聚烯烴彈性體(POE)為主要研究對象，采用動態(tài)硫化技術(shù)在Haake轉(zhuǎn)矩流變儀上制備了EPDM/POE動態(tài)硫化熱塑性硫化膠(TPV)。與EPDM/PP動態(tài)硫化熱塑性硫化膠相比，本實(shí)驗(yàn)以聚烯烴彈性體POE代替熱塑性塑料PP，實(shí)驗(yàn)后期以充油EPDM代替非充油EPDM，降低了材料的硬度并且提高了材料的彈性。采用掃描電子顯微鏡、毛細(xì)管流變儀、橡膠加工分析儀等先進(jìn)儀器研究了加工工藝、硫化體系和填充補(bǔ)強(qiáng)體系對材料

2、硫化特性、力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)形態(tài)、耐老化性能、流變性能和動態(tài)機(jī)械性能的影響。
　　研究結(jié)果顯示，共混溫度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、EPDM/POE共混比、共混時間和模壓溫度對硫化特性的影響均較大。隨共混溫度的增加、共混比的增大，硫化程度先增加后降低，硫化速率加快;隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加，硫化程度逐漸降低，硫化速率加快;延長共混時間不利于材料性能的改善，動態(tài)硫化法可以提高材料的彈性。綜合考慮加工工藝和性能等因素，選擇加工條件為:共混溫度150℃，轉(zhuǎn)速60r

3、·min-1，EPDM/POE共混比40/60，達(dá)最大轉(zhuǎn)矩后1-2min出料，模壓溫度160℃。
　　通過觀察分析充油EPDM的不同充油量對TPV的硫化曲線和性能的影響發(fā)現(xiàn):填充油對硫化反應(yīng)有兩面性。一方面，它有利于硫化反應(yīng)進(jìn)行，提高硫化速率;另一方面，它又起到了增塑作用，使硫化程度降低。強(qiáng)度隨充油EPDM充油量的增加呈降低趨勢，邵氏A硬度和彈性隨之減小。
　　通過考察硫磺硫化體系、過氧化物硫化體系和酚醛樹脂硫化體系對充油E

4、PDM/POE體系性能的影響發(fā)現(xiàn):隨著硫化劑用量增加，交聯(lián)密度提升。硫磺用量為1.0 phr、DCP用量為0.5 phr、酚醛樹脂用量為1.5phr時TPV的綜合性能較好;隨著硫化劑用量的增加，體系的交聯(lián)密度不斷增大。相同用量時，硫磺硫化體系的硫化程度最高。
　　研究補(bǔ)強(qiáng)填充體系對充油EPDM/POE體系的影響發(fā)現(xiàn):滑石粉補(bǔ)強(qiáng)TPV復(fù)合材料的硬度、彈性雖然比較符合要求，但是補(bǔ)強(qiáng)效果較差，不是該體系理想填料;添加白炭黑的TPV復(fù)合材

5、料由于白炭黑的強(qiáng)烈的延遲硫化作用，使材料的硬度過高和彈性太低;在炭黑補(bǔ)強(qiáng)體系中，復(fù)合材料不但有較高的強(qiáng)度，而且有較低的硬度和較高的彈性，在強(qiáng)度足夠的情況下，最佳的炭黑用量為10 phr。
　　流變實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，充油EPDM/POE動態(tài)硫化熱塑性硫化膠是一種切敏性材料，受溫度變化影響不大。在剪切速率達(dá)到一定值后，充油EPDM代替EPDM可以提高材料的加工流動性。老化實(shí)驗(yàn)表明，動態(tài)硫化可以提高彈性體的耐老化性能，所制備的彈性體材料可以進(jìn)行