基于EVM-EVA動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體的制備及其無鹵阻燃化的研究.pdf

1、熱塑性彈性體(TPE)是一種在常溫下具有橡膠彈性，在高溫下又能塑化成型的高分子材料。熱塑性彈性體可熔融加工，且能重復(fù)利用，是近期一類受到廣泛關(guān)注的環(huán)境友好高分子材料。本文首次通過選擇性交聯(lián)具有相似化學(xué)結(jié)構(gòu)的兩種乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)，制備新型耐油熱塑性動(dòng)態(tài)硫化膠(TPV)，系統(tǒng)研究了該 TPV的結(jié)構(gòu)與性能，并對(duì)其進(jìn)行無鹵阻燃研究，取得了一系列創(chuàng)新性的研究成果。論文的主要內(nèi)容包括：
　　(1)動(dòng)態(tài)硫化法制備EVA28/EV

2、M基動(dòng)態(tài)硫化膠
　　乙烯-醋酸乙烯酯橡膠(醋酸乙烯(VA)含量=50wt％)(EVM)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯(VA)含量<50wt%)(EVA)是化學(xué)結(jié)構(gòu)較為相似的兩種聚合物。使用掃描電鏡和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀測(cè)定不同VA含量的EVA和EVM的相容性，發(fā)現(xiàn)EVM和EVA28(VA含量=28wt%)屬于熱力學(xué)不相容體系，但二者具有較好的工藝相容性，滿足制備熱塑性動(dòng)態(tài)硫化膠的基本要求。通過動(dòng)態(tài)硫化法成功制備出一種基于 EVM/

3、EVA28的新型熱塑性動(dòng)態(tài)硫化膠(TPV)。動(dòng)態(tài)硫化過程中，EVM發(fā)生了選擇性交聯(lián)，且EVM的交聯(lián)相和熱塑性的EVA相形成了雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)，相區(qū)尺寸為100-500nm。這種TPV不僅表現(xiàn)出優(yōu)異的拉伸性能(>900%的斷裂伸長(zhǎng)率)，良好的回彈性(100%拉伸率時(shí)只有19%的殘留形變)，較高的柔性，而且具有很好的耐油性。
　　(2)通過氫氧化鋁(ATH)選擇性的分散制備柔性無鹵阻燃熱塑性彈性體復(fù)合材料
　　提高TPV的阻燃性能是

4、TPV改性研究的重要內(nèi)容。通過無鹵阻燃劑ATH與TPV的簡(jiǎn)單熔融共混，成功制備出具有一定柔性的無鹵阻燃熱塑性彈性體復(fù)合材料。含有45%ATH的TPV其極限氧指數(shù)達(dá)到了30.2%，ATH的加入延長(zhǎng)了引燃時(shí)間，降低了熱釋放速率。與此同時(shí)，所得TPV復(fù)合材料具有較好的拉伸性能(>300%的斷裂伸長(zhǎng)率)和彈性(100%拉伸時(shí)30%的殘留形變)。研究發(fā)現(xiàn)：在制備的TPV復(fù)合材料中，ATH填充劑選擇性地分散在極性更大的EVM中，這種選擇性分散是材料

5、在高填充下保持優(yōu)異機(jī)械性能的主要原因。
　　(3)有機(jī)蒙脫土增強(qiáng)EVA28/EVM基熱塑性彈性體的研究
　　為進(jìn)一步提高TPV的力學(xué)性能，制備了TPV/有機(jī)蒙脫土(MMT)納米復(fù)合材料。研究了兩種動(dòng)態(tài)硫化工藝制備EVA28/EVM/有機(jī)蒙脫土(MMT)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能。研究表明：一步法(將EVA28、EVM、MMT、過氧化物等各組分熔融共混一步動(dòng)態(tài)硫化)制備的熱塑性彈性體復(fù)合材料中橡膠相(EVM相)相區(qū)尺寸為1-2μm，

6、蒙脫土選擇性的分散在橡膠相中，但剝離程度較低；與此對(duì)應(yīng)，兩步法(即先將EVA28/EVM進(jìn)行動(dòng)態(tài)硫化制備熱塑性彈性體，再將該動(dòng)態(tài)硫化膠與 MMT熔融共混)制備的復(fù)合材料中蒙脫土在橡膠相中高度剝離，且含有蒙脫土的橡膠相尺寸僅為幾百納米。材料性能研究表明：兩步法制備所得TPV復(fù)合材料具有更高的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量和斷裂伸長(zhǎng)率。此外，兩步法制備的復(fù)合材料還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和顯著提高的阻燃性能。
　　(4)少量納米粘土與氫氧化鎂(MH)對(duì)

7、TPV的協(xié)同阻燃研究
　　如前所述，TPV分別與金屬氫氧化物，納米粘土復(fù)合制備高性能的TPV。在上述研究的基礎(chǔ)上，將少量有機(jī)改性的蒙脫土(MMT)引入 TPV/MH復(fù)合體系中用于制備高性能的無鹵阻燃熱塑性彈性體材料。在TPV/MH體系中，MMT的引入能夠提高體系的力學(xué)性能；同時(shí)，MMT的引入能夠促進(jìn)體系在燃燒過程中形成更加連續(xù)而致密的炭層，從而提供了一個(gè)對(duì)熱、氧、可燃性揮發(fā)物的有效的屏障，因而阻燃性能也獲得大幅提高。
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