動(dòng)態(tài)硫化HDPE-EPDM及POE-EPDM復(fù)合體系的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、本研究采用動(dòng)態(tài)硫化方法制備了高密度聚乙烯(HDPE)/三元乙丙橡膠(EPDM)及聚烯烴彈性體(POE)/三元乙丙橡膠(EPDM)共混型熱塑性硫化膠(TPV),系統(tǒng)研究了組分及制備工藝對(duì)TPV微觀結(jié)構(gòu)、機(jī)械力學(xué)性能的影響,并對(duì)TPV動(dòng)態(tài)黏彈行為、應(yīng)力松弛行為、返煉及老化等性能進(jìn)行了深入研究;并對(duì)尼龍-6的多次屈服成頸行為及其球晶形貌進(jìn)行了研究。研究結(jié)果如下:
　　 (1)通過(guò)改變?cè)辖M成、配比及加工工藝等,制備了一系列HDPE/E

2、PDMTPV,對(duì)其力學(xué)性能及微觀相態(tài)進(jìn)行了研究。在保持熱塑性硫化膠一定的彈性、強(qiáng)度及硬度較低的前提下,HDPE/EPDM TPV的最佳共混比為40/60。
　　 (2)研究了POE、烷烴油等對(duì)HDPE/EPDM TPV樹(shù)脂相的增塑效果,著重研究了對(duì)動(dòng)態(tài)硫化膠的彈性、永久形變、硬度及力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于基體中加入POE的HDPE/POE/EPDM TPV,TPV的硬度和扯斷永久形變都明顯降低;HDPE/POE/EPDM

3、TPV基體中填充烷烴油可以顯著改善動(dòng)態(tài)硫化過(guò)程的操作性,并獲得了顯著降低硬度的TPV產(chǎn)品。在HDPE/POE/EPDM TPV體系橡膠相中填充炭黑,隨著填充量的逐漸增加,TPV的力學(xué)性能明顯增強(qiáng),繼續(xù)增加填充量,TPV的力學(xué)性能又有所降低。
　　 (3)HDPE/POE/EPDM TPV體系的動(dòng)態(tài)黏彈行為的測(cè)試表明,隨著掃描頻率的增加,鏈段運(yùn)動(dòng)跟不上外力變化,表現(xiàn)為T(mén)PV剛性增強(qiáng),儲(chǔ)能模量呈線性增長(zhǎng),損耗模量先升高后降低,損耗因

4、子趨于下降;增加TPV中POE的含量,使樹(shù)脂相大分子間的內(nèi)摩擦力變小,鏈段運(yùn)動(dòng)能力顯著增強(qiáng),其儲(chǔ)能模量和損耗模量均明顯降低,而損耗因子變化則不大。
　　 (4)觀察了HDPE/EPDM TPV拉伸斷面的形貌,發(fā)現(xiàn)HDPE樹(shù)脂相在拉伸斷裂過(guò)程中于斷面處形成了成簇的納米級(jí)微纖維。對(duì)TPV體系進(jìn)行刻蝕實(shí)驗(yàn)并觀察了其微觀結(jié)構(gòu)形貌。結(jié)果表明,TPV體系中HDPE樹(shù)脂相結(jié)晶形成層疊交錯(cuò)的片狀結(jié)構(gòu),而橡膠相分布于這些片層結(jié)構(gòu)的縫隙中。這種結(jié)構(gòu)

5、使得TPV中兩相界面面積很大,能夠形成很強(qiáng)的界面結(jié)合力,對(duì)于TPV力學(xué)性能的提高非常有利。
　　 (5)對(duì)HDPE/POE/EPDM TPV體系經(jīng)返煉及紫外加速老化后的力學(xué)性能進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明,在本研究范圍內(nèi),返煉及紫外加速老化對(duì)動(dòng)態(tài)硫化體系的性能影響不大,表明其具有良好的重復(fù)加工性和耐老化性。
　　 (6)采用動(dòng)態(tài)硫化方法制備了POE/EPDM TPV,較純POE而言,POE/EPDMTPV具有較低的硬度和顯著

6、降低的永久形變;相比于酚醛樹(shù)脂硫化體系,采用硫磺硫化體系時(shí),TPV中EPDM分散相的尺寸更小,分散性更好,TPV具有更為優(yōu)異的力學(xué)性能;TPV的應(yīng)力松弛速率隨體系中EPDM含量的提高而降低;RPA測(cè)試結(jié)果表明,POE/EPDM TPV的儲(chǔ)能模量高于純POE,但隨著TPV中EPDM含量的增加而降低,另外,隨著掃描頻率的增加,TPV的儲(chǔ)能模量呈線性增長(zhǎng),損耗模量略有升高,而損耗因子變化不大。
　　 (7)對(duì)于尼龍-6的多次屈服成頸行