EVA-g-PU-OMMT-SBR納米復(fù)合材料的研究.pdf

1、乙烯-醋酸乙烯酯共聚樹脂（EVA）是一類具有橡膠彈性的熱塑性塑料。在EVA分子中，由于醋酸乙烯酯（VAc）的存在，使聚乙烯（PE）分子鏈的規(guī)整度降低，其結(jié)晶度隨之下降，以致分子鏈在熱運(yùn)動(dòng)中內(nèi)旋運(yùn)動(dòng)的能力有很大的提高，其柔順性顯著提高，宏觀上表現(xiàn)為很高的彈性。VAc含量為12％～30％的EVA可制造高倍率獨(dú)立氣泡型室溫泡沫塑料，因隔熱、保溫、防震、柔軟、回彈性優(yōu)良、耐候性好而廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑業(yè)、水產(chǎn)業(yè)，特別是在鞋用材料方面的應(yīng)用更廣。

2、然而作為材料使用，仍存在其機(jī)械強(qiáng)度低和耐磨性較差等缺陷，限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。本研究旨在將化學(xué)接枝改性與物理共混改性結(jié)合起來，希望能夠制備出適用于制鞋的性能優(yōu)異的EVA基納米復(fù)合材料，并研究其摩擦磨損機(jī)理及發(fā)泡性能。
　　 將EVA進(jìn)行皂化水解，使其側(cè)鏈上生成游離的羥基，以紅外光譜（FT-IR）及核磁共振（NMR）等檢測手段對產(chǎn)物進(jìn)行表征，分析產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征。13C-NMR分析表明，游離的羥基在皂化EVA（EVAL）側(cè)鏈上有三種

3、序列結(jié)構(gòu)；采用二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）和聚四氫呋喃二醇（PTMG）合成異氰酸酯基（-NCO）封端的聚氨酯（PU）預(yù)聚體，用紅外光譜對聚氨酯預(yù)聚體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并分析反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度及體系水分含量對預(yù)聚體性能的影響。研究了聚氨酯預(yù)聚體的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。FT-IR分析表明，所制備的PU預(yù)聚體是以-NCO封端的。
　　 通過熔融接枝法制得了EVA-g-PU接枝聚合物，用13C-NMR和FT-IR對產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，

4、PU預(yù)聚體成功地接枝在EVAL主鏈上。力學(xué)性能檢測表明，接枝聚合物的抗拉強(qiáng)度與斷裂伸長率優(yōu)于純EVA。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）表明，接枝聚合物的儲(chǔ)能模量相對于純EVA有較大程度的提高。熱失重（TG）分析表明，PU預(yù)聚體的加入能有效地改善接枝聚合物的熱穩(wěn)定性能。
　　 采用“一步法”與“兩步法”制備了EVA-g-PU/OMMT納米復(fù)合材料。結(jié)合X-射線衍射（XRD）與透射電鏡（TEM）分析可知，OMMT在“兩步法”制備的復(fù)合材料中是

5、以剝離狀態(tài)分布的，在“一步法”制備的復(fù)合材料中是以插層狀態(tài)分布的?！皟刹椒ā敝苽涞募{米復(fù)合材料的力學(xué)性能要優(yōu)于“一步法”制備的納米復(fù)合材料。力學(xué)測試表明，EVA-g-PU/OMMT納米復(fù)合材料的力學(xué)性能要遠(yuǎn)優(yōu)于純EVA，當(dāng)有機(jī)蒙脫土的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％時(shí)，納米復(fù)合材料的力學(xué)性能最優(yōu)；隨著有機(jī)蒙脫土質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高，納米復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，損耗因子呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。熱失重（TG）分析表明，EVA-g-PU/OMMT納米復(fù)合材

6、料的熱穩(wěn)定性能要優(yōu)于純EVA。
　　 將丁苯橡膠（SBR）與EVA-g-PU/OMMT（“兩步法”或“一步法”制備EVA-g-PU/OMMT復(fù)合材料）納米復(fù)合材料通過熔融共混法制備了EVA-g-PU/OMMT/SBR復(fù)合材料。對EVA-g-PU/OMMT/SBR納米復(fù)合材料力學(xué)性能及摩擦磨損性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)復(fù)合材料中OMMT與SBR的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3％和15％時(shí)，復(fù)合材料的力學(xué)性能與耐摩擦磨損性能最優(yōu)。通過掃描電鏡

7、分析復(fù)合材料的磨損表面可知，EVA-g-PU/OMMT/SBR納米復(fù)合材料的磨損機(jī)理屬于粘著磨損。
　　 將制備的EVA-g-PU/OMMT/SBR納米復(fù)合材料進(jìn)行發(fā)泡應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。通過對發(fā)泡劑用量、交聯(lián)劑用量、發(fā)泡溫度及發(fā)泡時(shí)間等單因素的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，得出EVA-g-PU/OMMT/SBR納米復(fù)合材料的發(fā)泡配方為：發(fā)泡劑AC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％，交聯(lián)劑DCP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6％，發(fā)泡時(shí)間為15min，發(fā)泡溫度為130℃，模壓壓力為10MP