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共混型热塑性弹性体系POE/PP的制备与研究

作　者: 刘秀玲
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: 动态硫化 POE/PP 耐老化性能弹性性能动态力学性能
分类号: TQ334
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究采用动态硫化技术制备茂金属聚烯烃弹性体(POE)／聚丙烯(PP)热塑性硫化胶。制品不仅颜色浅、不吸潮,在抗压缩变形性、耐热性、耐老化性等方面都表现出良好的优越性。POE/PP TPV不仅可应用于汽车密封条、密封垫领域还可在电子电气方面、土木、建筑行业以及医疗器械、食品器械、运动机械等方面都有着广泛用途。采用双螺杆挤出机制备工艺,考察了工艺参数对POE/PP TPV微观结构、物理机械性能、挤出表面的影响。实验结果表明：采用双螺杆挤出机动态硫化时,随着螺杆转速的提高,POE/PP TPV的力学性能、耐老化性能、弹性性能均先提高后降低的趋势。不同硫化转速下TPV样条挤出表面都很光滑。最佳的螺杆转速应控制在400r／min。随着硫化温度的升高,POE/PP TPV的力学性能下降,弹性性能提高,样条挤出表面都很光滑。最佳的硫化温度应控制在190℃。采用过氧化物硫化体系制得的产品无刺激性气味、无喷霜现象。本研究针对过氧化物硫化剂、助硫化剂的种类和用量在POE/PP TPV的微观结构、物理机械性、挤出表面能等方面进行了初步的研究和探讨。实验结果表明：与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、N,N’-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)相比,采用三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为助硫化剂制备的TPV具备更高的定伸应力、拉伸强度,更低的硬度、压缩永久变形,其与硫化剂最佳用量比为2.5。当采用2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷(双-2,5)做为硫化剂动态硫化时,最佳用量为2.0份。当双-2,5、过氧异丙基碳酸叔丁酯(BPIC)两种硫化剂用量分别从1.0份增加到4.0份时,BPIC在提高TPV物理机械性能程度方面比双-2,5更具优势。针对橡塑比、增塑剂用量方面的研究是调节POE/PP TPV硬度不可缺少的方法。实验结果表明：随着橡塑共混比50／50增加到80／20,TPV硬度从89 A下降到61A,拉伸强度始终大于6 MPa。POE／PP共混比在60／40-70／30之间时,TPV具有较好的综合性能。随着石蜡油用量40份增加到100份,TPV硬度从78 A下降到65A,拉伸强度始终大于6 MPa。石蜡油用量60-80份之间时,TPV具有很好的物理机械性能和光滑的挤出表面。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-18
第一章文献综述  18-36
  1.1 课题简介  18-20
  1.2 TPV研究的领域及发展情况分析  20-26
    1.2.1 制备TPV的设备  20-22
      1.2.1.1 开炼机的动态硫化技术  20
      1.2.1.2 密炼机的动态硫化技术  20-21
      1.2.1.3 挤出机动态硫化技术  21-22
    1.2.2 TPV的微观形态结构  22-23
    1.2.3 TPV的力学性能  23-24
    1.2.4 TPV的应用与发展  24-26
      1.2.4.1 TPV的应用  24-25
      1.2.4.2 TPV的发展  25-26
  1.3 POE/PP TPV的研究与发展  26-36
    1.3.1 POE简介  26-28
      1.3.1.1 POE的结构特性  26-27
      1.3.1.2 POE的牌号特性  27
      1.3.1.3 POE的特点  27-28
    1.3.2 POE交联机理  28-30
      1.3.2.1 有机过氧化物化学交联  28-29
      1.3.2.2 硅烷交联机理  29-30
    1.3.3 POE/PP TPV的研究  30-32
    1.3.4 POE/PP TPV的发展  32-33
    1.3.5 选题的目的、意义及本课题的主要内容  33-36
第二章实验部分  36-40
  2.1 实验原材料  36
  2.2 实验仪器  36-37
  2.3 实验方法  37
  2.4 测试方法  37
  2.5 有关计算公式及数据处理方法  37-40
    2.5.1 静态压缩永久变形  38
    2.5.2 老化实验数据处理  38-40
第三章结果与讨论  40-96
  3.1 POE/PP TPV制备工艺参数的研究  40-62
    3.1.1 POE/PP TPV哈克工艺参数的确定  40-51
      3.1.1.1 硫化时间对POE/PP TPV的影响  40-44
      3.1.1.2 转子转速对POE/PP TPV的影响  44-47
      3.1.1.3 硫化温度的对POE/PP TPV的影响  47-51
    3.1.2 POE/PP TPV双螺杆工艺的确定  51-60
      3.1.2.1 螺杆转速对微观结构的影响  51-52
      3.1.2.2 螺杆转速对物理机械性能的影响  52-55
      3.1.2.3 螺杆转速对挤出表面的影响  55-56
      3.1.2.4 硫化温度对微观结构的影响  56-57
      3.1.2.5 硫化温度对物理机械性能的影响  57-59
      3.1.2.6 硫化温度对挤出表面  59-60
    3.1.3 小结  60-62
  3.2 POE/PP TPV硫化体系的研究  62-82
    3.2.1 不同助硫化剂对POE/PP TPV的影响  62-66
      3.2.2.1 助硫化剂的硫化机理  62-63
      3.2.2.2 不同助硫化剂的流变性  63-64
      3.2.2.3 不同助硫化剂的硫化性能  64-65
      3.2.2.4 不同助硫化剂对TPV的物理机械性能的影响  65-66
    3.2.2 TAIC用量对POE/PP TPV的影响  66-68
      3.2.2.1 TAIC的用量对动态力学性能及挤出表观的影响  66-67
      3.2.2.2 TAIC的用量对TPV物理机械性能的影响  67-68
    3.2.3 不同过氧化物硫化剂对TPV的影响  68-71
      3.2.3.1 不同过氧化物硫化剂对微观结构的影响  68-69
      3.2.3.2 不同过氧化物硫化剂对TPV物理机械性能的影响  69-70
      3.2.3.3 不同过氧化物硫化剂对挤出表面的影响  70-71
    3.2.4 双-2,5用量对TPV的影响  71-75
      3.2.4.1 双-2,5用量对微观结构的影响  71-72
      3.2.4.2 双-2,5用量对TPV物理机械性能的影响  72-74
      3.2.4.3 双-2,5用量对挤出表面的影响  74-75
    3.2.5 BPIC用量对TPV的影响  75-79
      3.2.5.1 BPIC用量对TPV微观结构的影响  75-76
      3.2.5.2 BPIC用量对TPV物理机械性能的影响  76-78
      3.2.5.3 BPIC用量对TPV挤出表观的影响  78-79
    3.2.6 BPIC与双-2,5并用对TPV的影响  79-80
    3.2.7 小结  80-82
  3.3 POE/PP TPV橡塑比的研究  82-90
    3.3.1 橡塑比对微观结构的影响  82-83
    3.3.2 橡塑比对动态力学性能的影响  83-84
    3.3.3 橡塑比对TPV物理机械性能的影响  84-87
    3.3.4 橡塑比对TPV挤出表面的影响  87
    3.3.5 橡塑比对结晶性能的影响  87-89
    3.3.6 小结  89-90
  3.4 POE/PP TPV充油量对TPV的影响  90-96
    3.4.1 石蜡油用量对动态力学性能的影响  90-92
    3.4.2 石蜡油用量对物理机械性能的影响  92-94
    3.4.3 石蜡油用量对POE/PP TPV结晶性能的影响  94-95
    3.4.4 小结  95-96
第四章结论  96-98
参考文献  98-102
致谢  102-104
研究成果及发表的学术论文  104-106
作者和导师介绍  106-107
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  107-108

共混型热塑性弹性体系POE/PP的制备与研究

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