功能型EVA-SBR TPV及EVA-EVM TPV的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、本研究采用動(dòng)態(tài)硫化法制備出乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/丁苯橡膠(SBR)共混型熱塑性硫化膠(TPV)，對(duì)其力學(xué)性能、微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)硫化過(guò)程中橡膠相的形態(tài)演變、Mullins效應(yīng)及其可逆回復(fù)、壓縮永久變形及其可逆回復(fù)等黏彈行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并考察了橡塑比以及橡膠相的增強(qiáng)對(duì)TPV性能的影響；采用金相砂紙為模板，通過(guò)對(duì)EVA/SBR TPV表面的模壓復(fù)型，獲得了具有微米粗糙結(jié)構(gòu)的表面，接觸角顯著提高。采用熔融共混法制備了EVA-炭

2、黑(CB)/苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)復(fù)合體系，研究了其PTC行為。此外，采用動(dòng)態(tài)硫化法制備了EVA/乙烯-醋酸乙烯酯橡膠(EVM) TPV，研究了其力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)以及拉伸模式下的 Mullins效應(yīng)，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)向橡膠相中引入交聯(lián)聚丙烯酸鈉(CPNaAA)，獲得了吸水膨脹型 TPV，并對(duì)其力學(xué)性能以及吸水性能進(jìn)行了表征。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)采用動(dòng)態(tài)硫化法制備了系列橡塑比的EVA/SBR

3、 TPV，當(dāng)EVA/SBR的質(zhì)量共混比為30/70~40/60時(shí)，所制備的TPV表現(xiàn)出較好的綜合性能；對(duì)動(dòng)態(tài)硫化過(guò)程中的取樣進(jìn)行選擇性刻蝕，之后采用FE-SEM觀察到了動(dòng)態(tài)硫化過(guò)程中橡膠相的形態(tài)演變，隨著動(dòng)態(tài)硫化時(shí)間的增加，橡膠相在交聯(lián)的同時(shí)被逐漸撕裂成碎塊，并最終演變成為分散相，當(dāng)動(dòng)態(tài)硫化時(shí)間為8 min時(shí)，橡膠相呈現(xiàn)出穩(wěn)定的類球狀形貌，其粒徑大小為3~6μm；分散相的尺寸隨著動(dòng)態(tài)硫化時(shí)間的增加而逐漸減小，TPV的力學(xué)性能獲得改善。<

4、br>　　(2)通過(guò)在EVA/SBR TPV的橡膠分散相中填充CB對(duì)TPV進(jìn)行了增強(qiáng)研究，隨著CB填充量的增加，TPV的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度以及邵A硬度均有所增加，但斷裂伸長(zhǎng)率和扯斷永久變形逐漸減小，當(dāng)CB填充量為40 phr時(shí)，拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值；采用聚烯烴彈性體(POE)取代EVA/SBR TPV的部分樹脂相EVA，當(dāng)EVA/POE/SBR的質(zhì)量共混比為25/5/70時(shí)，TPV綜合性能最佳，表現(xiàn)出較低的硬度以及較高的斷裂伸長(zhǎng)率；在EV

5、A/POE/SBR TPV的橡膠相中填充CB，隨著CB填充量的增加，TPV的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度以及邵A硬度逐漸增加，斷裂伸長(zhǎng)率和扯斷永久變形逐漸減小，CB對(duì)EVA/POE/SBR TPV具有較好的增強(qiáng)效果。
　　(3)研究了EVA/SBR TPV在拉伸、壓縮兩種模式下的Mullins效應(yīng)。Mullins效應(yīng)的研究表明，在相同的應(yīng)變下，最大拉伸(壓縮)應(yīng)力及內(nèi)耗的最大值出現(xiàn)在第一次拉伸(壓縮)，但在第二次拉伸(壓縮)過(guò)程時(shí)即出現(xiàn)顯著

6、的下降，而在隨后的拉伸(壓縮)過(guò)程中，僅發(fā)生略微的下降。相同應(yīng)變下的殘留應(yīng)變則隨著拉伸(壓縮)次數(shù)的增加而增大。增大應(yīng)變時(shí)，最大拉伸(壓縮)應(yīng)力、內(nèi)耗及殘留應(yīng)變均顯著增大。EVA/SBR TPV與 EVA/POE/SBR TPV的拉伸 Mullins對(duì)比研究表明， EVA/POE/SBR TPV具有更低的內(nèi)耗值，即POE的加入可以顯著增加TPV的彈性；EVA/SBR TPV與 EVA/SBR/CB TPV的壓縮 Mullins對(duì)比研究表

7、明， EVA/SBR/CB TPV具有更高的內(nèi)耗值。CB增強(qiáng)SBR硫化膠的Mullins效應(yīng)的放大器效應(yīng)的研究表明，增大壓縮應(yīng)變和提高CB含量，均可表現(xiàn)出Mullins效應(yīng)的“放大效應(yīng)”。對(duì)EVA/SBR TPV及EVA/SBR/CB TPV的壓縮Mullins的可逆回復(fù)及其機(jī)制的研究表明，在室溫條件下，特定壓縮比下的最大應(yīng)力僅能部分得以恢復(fù)，提高熱處理溫度有利于促進(jìn)Mullins效應(yīng)的可逆回復(fù)；當(dāng)熱處理溫度為80 oC時(shí)，EVA/SB

8、R TPV的可逆回復(fù)效果最佳。
　　(4)對(duì)系列橡塑比的EVA/SBR TPV的壓縮永久變形及其可逆回復(fù)進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，增加橡膠相含量和提高熱處理溫度，均有利于促進(jìn)TPV的壓縮永久變形的回復(fù)；對(duì)壓縮永久變形可逆回復(fù)的機(jī)制進(jìn)行了探討，并采用廣義Maxwell模型對(duì)壓縮永久變形的可逆回復(fù)過(guò)程進(jìn)行了描述，定量研究了橡塑比和熱處理溫度對(duì)可逆回復(fù)各階段松弛時(shí)間以及松弛活化能的影響。
　　(5)采用不同目數(shù)的砂紙為模板，對(duì)EV

9、A/SBR TPV的表面進(jìn)行模壓復(fù)型，構(gòu)建了具有微米級(jí)結(jié)構(gòu)的粗糙表面，對(duì)其接觸角進(jìn)行了測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，構(gòu)建的粗糙表面可以顯著提高接觸角。
　　(6)采用動(dòng)態(tài)硫化法制備了系列橡塑比的 EVA/EVM共混體系，對(duì)其力學(xué)性能、微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)以及拉伸 Mullins進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng) EVA/EVM的質(zhì)量比為30/70~40/60時(shí)，TPV具有較好的綜合力學(xué)性能。通過(guò)向橡膠相EVM中引入吸水材料 CPNaAA，制備吸水膨脹型

10、TPV，隨著 CPNaAA含量的增加， TPV的力學(xué)性能下降明顯，但吸水率獲得顯著提高，當(dāng) CPNaAA含量為60 phr時(shí)，288 h時(shí)TPV的吸水率可高達(dá)756％。
　　(7)采用熔融共混法制備了不同質(zhì)量比的 EVA/CB/SEBS復(fù)合體系，分別對(duì)EVA、SEBS的體積膨脹行為進(jìn)行了測(cè)試，并對(duì) EVA/CB/SEBS復(fù)合體系的 PTC行為進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，隨著體系中SEBS含量的增加，體系的電阻率逐漸增大但PTC效應(yīng)得到了