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动态硫化CIIR/PA12热塑性弹性体的制备与研究

作　者: 史莎莎
导　师: 伍社毛
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 热塑性弹性体 动态硫化 微观结构 增容剂 增塑剂
分类号: TQ334
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


采用动态硫化技术制备的氯化丁基胶(CIIR)/尼龙12(PA12)热塑性硫化胶(TPV)结合了CIIR优良的气密性、耐热性和PA12优良的加工性能及机械性能,可以广泛应用于电冰箱软管、轮胎外胎内部气密层等对材料气密性要求高的领域,扩宽了TPV的应用领域。分别研究了三种硫化体系ZnO、HVA-2/ZnO和PK900/ZnO的硫化特性以及对CIIR/PA12 TPV微观结构和物理性能的影响。结果表明：PK900/ZnO硫化速度较慢,制备的TPV橡胶相平均粒径小于2μm,力学性能较好；HVA-2/ZnO硫化速度较快,制备的TPV橡胶相粒径为2-6μm,与PK900/ZnO相比,虽然HVA-2/ZnO硫化体系制备的TPV物理性能稍差,但是挤出物外观很光滑；ZnO硫化速度最慢,交联度低,制备的TPV物理性能差。研究了PK900与ZnO的用量对CIIR/PA12 TPV物理性能、微观结构以及流变性能的影响。结果表明：当PK900与ZnO质量比为3/5时制备的TPV力学性能较好,橡胶相以平均粒径小于2μm的颗粒分散在PA12的海域中。在PK900与ZnO质量比确定的前提下,进一步研究了双螺杆转速以及挤出机机筒温度对TPV性能的影响。结果表明：随着螺杆转速的提高,TPV的力学性能表现出先提高后降低的趋势,最佳的螺杆转速应控制在300 rpm；机筒温度高有利于CIIR的硫化和分散,但过高会使物料的热降解趋势加剧,最佳硫化温度应控制在210℃。研究了三种不同增容剂SEBS-g-MAH、SEPS和PP-g-MAH对CIIR/PA12 TPV物理性能、微观相态结构以及其他性能的影响。结果表明：PP-g-MAH对CIIR/PA12 TPV的增容效果最好,其用量为10-15份时,透射电镜照片显示,CIIR与PA12两相界面变的模糊,橡胶相粒径从2-6μm不均匀分布,变为2μm左右且均匀的分散在塑料相中；此时,其拉伸强度上升5MPa左右,撕裂强度上升10 MPa左右；同时,增容剂的加入在一定程度上影响了塑料相的结晶性能。研究了三种不同增塑剂环烷油、聚异丁烯及N-丁基苯磺酰胺对CIIR/PA12 TPV各项性能,尤其是硬度的影响。结果表明：N-丁基苯磺酰胺对CIIR/PA12 TPV的增塑效果最好；其用量为25份时,在保持力学性能和气密性能基本不变的前提下,邵A硬度下降了10度,并使其挤出物外观形貌和加工性能得到改善；在不影响塑料相结晶性的前提下,使其玻璃化转变温度最大降低40℃左右。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-16
第一章 文献综述  16-32
  1.1 课题简介  16-17
  1.2 TPV研究领域及发展状况分析  17-29
    1.2.1 TPV的研究发展现状  17-20
    1.2.2 TPV的应用  20-21
    1.2.3 TPV的制备方法及成型技术  21-22
    1.2.4 TPV的微观相态结构及表征  22-25
    1.2.5 TPV的增容体系  25-27
    1.2.6 TPV的增塑体系  27-29
  1.3 CIIR/PA12 TPV的研究和发展  29-32
    1.3.1 国外的研究进展  29-30
    1.3.2 国内的研究情况  30
    1.3.3 本课题的目的、意义及主要内容  30-32
第二章 实验部分  32-38
  2.1 实验原材料  32-33
  2.2 实验仪器  33-34
  2.3 实验方法  34
  2.4 实验配方  34-35
    2.4.1 HVA-2/ZnO硫化体系配方  34
    2.4.2 ZnO硫化体系的配方  34
    2.4.3 PK900/ZnO硫化体系的配方  34-35
  2.5 测试方法  35-36
    2.5.1 静态力学性能测试  35
    2.5.2 TPV动态硫化曲线测试  35
    2.5.3 红外光谱图测试  35
    2.5.4 流变性能测试  35
    2.5.5 TPV的微观相态及界面的观察  35-36
    2.5.6 TPV气密性能测试  36
    2.5.7 热分析测试  36
    2.5.8 动态力学性能测试  36
  2.6 有关计算公式  36-38
    2.6.1 压缩永久变形性  36-37
    2.6.2 透气系数计算  37-38
第三章 结果与讨论  38-78
  3.1 CIIR/PA12 TPV硫化体系的研究  38-54
    3.1.1 不同硫化体系的硫化特征  38-42
    3.1.2 不同硫化体系硫化的CIIR/PA12 TPV性能比较  42-45
    3.1.3 PK900/ZnO配比对TPV性能的影响和双螺杆工艺参数的研究  45-52
    3.1.4 小结  52-54
  3.2 CIIR/PA12 TPV增容体系的研究  54-65
    3.2.1 自制增容剂  54-56
    3.2.2 不同增容剂对TPV静态力学性能的影响  56-59
    3.2.3 马来酸酐接枝聚丙烯对TPV微观相态结构的影响  59-60
    3.2.4 马来酸酐接枝聚丙烯对TPV流变性能的影响  60-62
    3.2.5 马来酸酐接枝聚丙烯对TPV结晶性能的影响  62
    3.2.6 马来酸酐接枝聚丙烯对TPV动态力学性能的影响  62-64
    3.2.7 马来酸酐接枝聚丙烯对TPV气密性能的影响  64
    3.2.8 小结  64-65
  3.3 CIIR/PA12 TPV增塑体系的研究  65-72
    3.3.1 不同增塑剂对TPV静态力学性能的影响  65-67
    3.3.2 N-丁基苯磺酰胺对TPV流变性能的影响  67-68
    3.3.3 N-丁基苯磺酰胺对TPV结晶性能的影响  68-69
    3.3.4 N-丁基苯磺酰胺对TPV动态力学性能的影响  69-71
    3.3.5 N-丁基苯磺酰胺对TPV气密性能的影响  71
    3.3.6 小结  71-72
  3.4 CIIR/PA12 TPV微观相态结构表征方法的研究  72-78
    3.4.1 扫描电镜法  72-74
    3.4.2 透射电镜法  74-75
    3.4.3 原子力显微镜法  75-76
    3.4.4 小结  76-78
第四章 结论  78-80
参考文献  80-86
致谢  86-88
研究成果及发表的学术论文  88-90
作者和导师介绍  90-91
附件  91-92

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 热塑性弹性体
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