EPDM/PP热塑性硫化胶的制备及其OMMT纳米复合材料研究

摘要

本课题利用双螺杆挤出机制备了EPDM/PP热塑性硫化胶，对橡塑比例、增塑体系、硫化体系、填充补强体系等基础因素对复合材料性能的影响进行了研究。测试了热塑性硫化胶的力学性能、耐油性能、加工流动性能；通过自制的纳米改性有机蒙脱土对热塑性硫化胶进行了填充补强，探索了有机蒙脱土的最佳含量、加入顺序和三种硫化体系下的补强效果，并运用X-衍射、TGA、TEM等手段对制备的复合材料进行结构表征及性能分析研究。 测试表明，随着塑料比例的提高，复合材料的硬度和强度随之提高，耐油性能和加工性能也有所增强，但是其弹性却越来越差，永久变形越来越大；增塑体系对复合材料性能影响很大，与其他增塑体系相比，白油的综合效果最佳，不同性能的复合材料用量也不尽相同；硫化体系对热塑性硫化胶起着重要的作用，关系到整个材料的性能，三种体系相比，自配的复合A硫化体系显示了良好的性能；在白炭黑、碳酸钙、滑石粉、高岭土填料中，白炭黑综合性能稍好。 将EPDM/PP/有机蒙脱土(OMMT)熔融挤出共混，成功制备出了EPDM/PP/OMMT纳米复合材料，考察了不同含量的OMMT、OMMT的加入顺序、OMMT在不同硫化体系下对共混物的性能影响。透射电子显微镜(TEM)观察发现，制备出了以剥离型为主、插层型少量存在的纳米复合材料，蒙脱土片层在橡胶基体中均匀分散，尺寸都在10nm以下，X-射线衍射测试也证实了这种观点；综合性能测试表明，OMMT对复合材料的补强效果是明显的，随着OMMT量的增加，力学性能呈现出先上升后下降的趋势；未加入补强填料的EPDM/PP热塑性硫化胶拉伸强度为4.1MPa，当OMMT加入量仅为3份时，其拉伸强度就达到了5.1MPa，提高了24.4％：其耐溶剂性能也大大提高，溶胀指数从1.25下降到0.9，下降了38.9％；采用将OMMT先与EPDM共混后复合挤出的制备工艺要好于后加入的制备工艺；增塑剂的加入降低了TPV中PP相的熔融结晶温度，但OMMT的加入对其影响不大；TGA测试表明，OMMT有效降低了交联EPDM相的失重温度，使TPV的热稳定性能有一定的提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

第一章文献综述

1.1热塑性弹性体概况

1.2热塑性硫化胶(TPV)概况

1.3动态硫化型热塑性弹性体EPDM/PP的概况

1.4 OMMT纳米复合材料应用与研究进展

1.5本课题研究的主要内容、目的和意义

第二章实验部分

2.1主要实验原料

2.2主要实验仪器设备

2.3试样的制备

2.4复合材料的性能测试

第三章EPDM/PP热塑性硫化胶的制备与研究

3.1不同橡塑比对复合材料性能的影响

3.2增塑体系对复合材料性能的影响

3.3硫化体系对复合材料性能的影响

3.4填料体系对复合材料性能的影响

3.5本章小结

第四章EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的制备与研究

4.1不同含量OMMT对复合材料性能的影响

4.2 OMMT加料顺序的研究

4.3 OMMT在不同硫化体系下的性能研究

4.4 EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的X-衍射分析

4.5 EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的亚微观结构

4.6 EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的热力学性能研究

4.7本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢