聚丙烯-熱塑性聚氨酯彈性體的相容性——增容劑增容與γ-輻照增容.pdf

1、為了有效的改善聚丙烯(PP)和熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)共混體系的相容性，本工作首次采用反應(yīng)擠出技術(shù)，制備了聚丙烯接枝馬來(lái)酸酐(PP-g-MAH)分別與癸二胺、十二碳二胺的接枝共聚物(依次記為PN1、PN2)兩種新的增容劑，并利用雙螺桿擠出機(jī)熔融共混方法制備了PP/PN1/TPU、PP/PN2/TPU兩種新的共混材料；以多官能團(tuán)單體TMPTA(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)和TAIC(三烯丙基異氰酸酯)為敏化劑，利用熔融共混方法制備了TPU

2、/TMPTA、TPU/TAIC、PP/TMPTA/TPU和PP/TAIC/TPU等共混材料，并利用60Co-γ射線源，在較低劑量范圍內(nèi)(Dose≤25kGy，即醫(yī)療用品輻射滅菌的常用劑量范圍)，對(duì)所制備的共混材料進(jìn)行了γ-輻照?？疾炝诵碌脑鋈輨?PN1、PN2)、敏化劑(TMPTA、TAIC)和γ-輻照等因素對(duì)共混材料的力學(xué)性能、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能、熔融與結(jié)晶行為、熔體流變行為及其結(jié)構(gòu)與形態(tài)等方面的影響。結(jié)果表明： 1.采用熔融反應(yīng)擠

3、出技術(shù)成功地制備了PN1和PN2兩種新的增容劑。對(duì)PN1、PN2進(jìn)行紅外光譜分析表征，發(fā)現(xiàn)PP-g-MAH與兩種二元胺均發(fā)生了反應(yīng)，使得胺接枝到了PP上。 2.增容劑PN1、PN2的加入，均能有效的改善難相容體系PP/TPU的相容性，使其力學(xué)性能顯著提高。與mEPDM(三元乙丙橡膠接枝馬來(lái)酸酐)相比，增容效果：PN2≥PN1＞mEPDM，且在增容劑為5phr時(shí)效果最好。 3.適當(dāng)?shù)摩?輻照可以改善PP/TPU簡(jiǎn)單共混體系

4、的相容性，使其強(qiáng)度、剛度和韌性均有一定提高；向PP/TPU共混體系中加入敏化劑也能夠改善體系的相容性，增容效果：TMPTA＞TAIC；與γ-輻照增容相比，敏化劑增容的效果更明顯；同時(shí)使用輻射增容與敏化劑增容，比單一使用一種方法增容具有更好的效果。但是，輻射增容與敏化劑增容的效果不如PN1、PN2的增容效果。 4.動(dòng)態(tài)力學(xué)行為研究表明，增容劑PN1、PN2能夠改善PP與TPU的相容性，且以PN2的增容效果較好；γ-輻照也能夠改善P

5、P/TPU簡(jiǎn)單共混體系的相容性；敏化劑TMPTA的加入使得PP/TPU共混體系的主轉(zhuǎn)變峰向低溫移動(dòng)，其“肩式”內(nèi)耗峰明顯減弱甚至消失，表明相容性得到了改善，且以TMPTA為3phr時(shí)增容效果最好；與未輻照時(shí)相比，γ-輻照PP/TMPTA/TPU的儲(chǔ)能模量E’和主內(nèi)耗峰值溫度Tg均有所提高。 5.掃描電鏡(SEM)研究表明，增容劑PN1、PN2(尤其是PN2)的加入有效地改善了TPU/PP的相容性，而mEPDM增容效果不明顯；γ-

6、輻照或TMPTA的加入在一定程度上均能改善PP與TPU的相容性；兩者同時(shí)作用，增容效果更好。 6.PP/增容劑/TPU共混物的熔體流動(dòng)速率(MFR)隨PN1、PN2的加入均有不同程度的降低，且以PN2增容的體系的MFR較小。TMPTA的加入使得PP/TPU共混體系MFR大為下降；γ-輻照時(shí)輻射交聯(lián)和降解同時(shí)存在，隨著輻照劑量的增加，PP/TPU二元體系的MFR逐漸增大，PP/TMPTA/TPU三元體系的MFR先減小后增大。

7、 7.不同增容劑或敏化劑增容前后的PP/TPU共混體系均為假塑性流體，其表觀粘度ηa隨剪切速率γ的增大而降低，且降低的幅度逐漸減小。在同一剪切速率下，增容劑的加入使得PP/TPU的ηa有所提高，粘流活化能△E有所減小，并且以PP/PN2/TPU的ηa最大，△E最小；隨著PN2用量的增加，TPU/PP的ηa先升高后稍有降低，△E先減小后增大，在PN2為5phr時(shí)，ηa和△E分別達(dá)最大值和最小值。隨著TMPTA含量的增加，PP/TMPTA

8、/TPU的ηa逐漸提高，△E逐漸減小；γ-輻照使得PP/TMPTA/TPU的ηa有所降低。 8.熔融與結(jié)晶行為研究表明，向PP/TPU中分別加入增容劑PN1、PN2與敏化劑TMPTA，均有利于PP/TPU在較高的溫度下開(kāi)始結(jié)晶，并使得其結(jié)晶度提高。經(jīng)過(guò)25kGy的γ-輻照后，PP/TPU二元體系的熔點(diǎn)有所降低，結(jié)晶溫度變化甚微，結(jié)晶度有所升高；而PP/TMPTA/TPU三元體系的熔點(diǎn)、結(jié)晶溫度及結(jié)晶度均因γ-輻照而有不同程度的降

9、低。 9.在γ-射線作用下，TMPTA、TAIC對(duì)難于發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的TPU的輻射交聯(lián)均有一定的促進(jìn)作用；在相同的輻照劑量下，與TMPTA相比，TAIC的反應(yīng)活性較低。本體TPU的強(qiáng)度和剛度因γ-輻照有所下降，向TPU中加入少量的TMPTA或TAIC，使得γ-輻照TPU的強(qiáng)度和剛度顯著提高，TMPTA或TAIC能夠有效地改善TPU的輻射穩(wěn)定性。γ-輻照使本體TPU的MFR增大，使TPU/TMPTA、TPUU/TIC的MFR減?。辉?/p>