動(dòng)態(tài)硫化POE-PP熱塑性彈性體的制備及性能研究.pdf

1、本課題以新型聚烯烴彈性體POE和聚丙烯(PP)為研究對(duì)象，以過氧化二異丙苯(DCP)/硫黃(S)為硫化體系，以炭黑、滑石粉、納米高嶺土、納米碳酸鈣為填充補(bǔ)強(qiáng)材料，以石蠟油和環(huán)烷油為軟化劑，采用動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)制得高性能POE/PP熱塑性彈性體，并對(duì)體系的加工工藝、力學(xué)性能、耐老化性能、流變性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。 研究結(jié)果表明，采用不同的投料方式對(duì)體系性能影響較大，體系先共混后硫化比先硫化后共混的力學(xué)性能好。改變投料方式，在POE

2、交聯(lián)完全的前提下，盡量減少DCP的作用時(shí)間，能有效抑制PP的降解，進(jìn)一步提高動(dòng)態(tài)硫化POE/PP體系的性能?？疾旒庸囟?、轉(zhuǎn)速和共混時(shí)間對(duì)體系性能的影響發(fā)現(xiàn)，隨著加工溫度的升高、轉(zhuǎn)速的增加和共混時(shí)間的延長，體系的加工流動(dòng)性提高，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和撕裂強(qiáng)度先提高后下降。綜合考慮體系的性能，確定加工溫度為180℃，轉(zhuǎn)速為50r·min-1，共混時(shí)間控制在11～13min。 研究了交聯(lián)劑DCP對(duì)體系力學(xué)性能和體系中PP晶體結(jié)構(gòu)的影

3、響，實(shí)驗(yàn)表明，隨著DCP用量的增加，體系中PP降解加劇，熔體流動(dòng)速率增加，力學(xué)性能下降。偏光顯微鏡觀察及DSC分析可知，隨著DCP用量的增加，PP球晶尺寸逐漸變大，PP的結(jié)晶度和熔點(diǎn)隨其分子量的減小而增大。助交聯(lián)劑應(yīng)用于過氧化物硫化體系中，可以提高交聯(lián)效率，與TAIC相比，S是POE/PP/DCP體系有效的交聯(lián)助劑，只要加入微量的S，PP的熔體流動(dòng)速率與PP未降解時(shí)差不多，說明S能夠很好地抑制PP的降解。當(dāng)DCP用量為2份，S用量為0.

4、2份時(shí)，體系的力學(xué)性能明顯改善，與未加交聯(lián)助劑的體系相比，拉伸強(qiáng)度提高了61.88％，斷裂伸長率提高了73.38％，撕裂強(qiáng)度由73.98N·mm-1增大到80.43N·mm-1。掃描電子顯微鏡清晰地顯示出，POE/PP熔融共混物經(jīng)動(dòng)態(tài)硫化后，交聯(lián)POE粒子粒徑較小，以微米級(jí)均勻分布在PP連續(xù)相中，POE/PP體系為典型的“海-島”兩相結(jié)構(gòu)。 對(duì)POE/PP/填充補(bǔ)強(qiáng)體系的研究可知，炭黑、滑石粉、納米高嶺土、納米碳酸鈣四種填充體系

5、，經(jīng)多次重復(fù)加工成型后，仍能保持較高的力學(xué)性能和較好的熱穩(wěn)定性，具有較好的熱塑性能。流變實(shí)驗(yàn)表明，體系的黏-切敏感性較大，在成型加工中可以借助改變剪切速率，得到所希望的熔體黏度，其中POE/PP/滑石粉體系的剪切黏度較小，且黏-切敏感性較大。與滑石粉、納米高嶺土和納米碳酸鈣填充體系相比，炭黑填充體系的綜合性能最好。當(dāng)炭黑用量為20份時(shí)，體系的力學(xué)性能較好，尤其是耐天候性能明顯優(yōu)于其它三個(gè)體系。炭黑在POE/PP體系中達(dá)到納米級(jí)均勻分散，