EPDM为基体制备高性能材料的研究

摘要

本文主要研究以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体材料，利用硅橡胶(MVQ)的耐高低温等性能，与三元乙丙橡胶共混以期提高三元乙丙橡胶的耐油、耐高低温及绝缘性能。课题首先将硅橡胶与三元乙丙橡胶共混，分别探讨了并用比例、不同种类的增塑剂及其用量、硫化剂的种类及用量、补强剂的种类及用量对共混胶的硫化特性、力学性能和耐老化性能的影响，并用动态热处理的方法提高两者相容性。鉴于POE与三元乙丙橡胶结构相似，共混效果较好。为进一步提高三元乙丙橡胶和硅橡胶两者相容性，先将硅橡胶和POE动态硫化制备硅橡胶改性的POE基热塑性弹性体，再用该弹性体与乙丙橡胶共混，制备改善乙丙橡胶的耐油、耐高低温、绝缘的一种橡胶材料。
　　结果表明:EPDM并用MVQ后耐老化性提高但力学性能明显下降，三元乙丙/硅橡胶比例为70/30时综合性能最佳;加入增塑剂的共混胶的门尼粘度和交联密度均有所降低，添加20份石蜡油2280的EPDM/MVQ共混胶综合性能最好;三种补强剂中白炭黑的补强效果最佳;EPDM与用DCP硫化的硅橡胶并用，不如与用双-2，4硫化的硅橡胶并用力学性能好;动态热处理EPDM/MVQ混炼胶提高两者相容性，但效果不明显。
　　EPDM/POE共混改性，随着POE用量的增加，胶料的力学性能得到改善，但压缩永久变形逐渐增加;随着硫化剂(TX-29)用量的增加，交联速度加快，胶料的力学性能先增加后下降。POE和EPDM相容性好，并用POE后EPDM的性能有所改善，POE可以部分代替EPDM来使用。
　　动态硫化POE/MVQ热塑性弹性，转矩流变仪加工下在共混温度为130℃、转速为50～60 r·min-1、动态硫化时间为4～12 min的条件下，采用POE与MVQ混匀后分3批加入硫化剂TX-29的方式，所得POE/MVQ TPV的综合性能较好，表面光滑且有韧性。相对于高温开炼机和转矩流变仪，双螺杆挤出机动态硫化POE/MVQ热塑性弹性体的综合性能最佳。
　　选取双螺杆挤出机动态硫化的POE/MVQ热塑性弹性体(PMTPV)与EPDM共混，PMTPV的加入改善了共混胶的力学性能、绝缘性、耐寒性、耐油性等;由TG分析得知，随着PMTPV比例增多，EPDM/PMTPV共混胶耐热性逐渐改善;由SEM和DMA分析得知，相对于将EPDM与MVQ直接共混的方法，先将POE与MVQ动态硫化制备POE基热塑性弹性体，再把该弹性体与EPDM共混的制备方法明显改善了EPDM与MVQ的相容性。

目录

摘要

符号说明

前言

1．文献综述

1．1 乙丙橡胶简介

1．1．1 三元乙丙橡胶发展概况

1．1．2 三元乙丙橡胶的结构特点及分类

1．1．3 三元乙丙橡胶的化学和物理性能

1．1．4 三元乙丙橡胶的应用

1．1．5 三元乙丙橡胶的共混改性

1．2 硅橡胶简介

1．2．1 硅橡胶的发展概况

1．2．2 硅橡胶的结构特点及分类

1．2．3 硅橡胶的物理和化学性能

1．2．4 硅橡胶的配合与加工

1．2．5 硅橡胶共混改性

1．3 POE简介

1．3．1 POE结构特点和性能

1．3．2 改性POE直接用作弹性体材料

1．3．3 POE增韧其它聚合物

1．3．4 动态硫化POE／聚烯烃热塑性弹性体

1．4 动态硫化热塑性弹性体简介

1．4．1 动态硫化热塑性弹性体发展概况

1．4．2 动态硫化热塑性弹性体的制备原理及形态结构

1．4．3 动态硫化热塑性弹性体的制备方法及设备

1．4．4 动态硫化热塑性弹性体的结构与性能

1．4．5 动态硫化热塑性弹性体的分类

1．4．6 动态硫化热塑性弹性体的应用

1．5 论文选题的目的、意义和研究的主要内容

1．5．1 选题的目的和意义

1．5．2 研究的主要内容

2．实验部分

2．1 原材料

2．2 主要仪器和设备

2．3 实验配方

2．4 试样制备

2．4．1 EPDM／MVQ混炼胶的制备

2．4．2 PMTPV的制备

2．4．3 EPDM／PMTPV混炼胶的制备

2．4．4 试片的制备

2．5 性能测试

2．5．1 硫化特性测试

2．5．2 物理机械性能测试

2．5．3 热空气老化性能测试

2．5．4 高温压缩永久变形性能

2．5．5 耐油性测试

2．5．6 扫描电子显微镜(SEM)

2．5．7 热失重分析(TG)

2．5．8 动态力学分析(DMA)

3．EPDM／MVQ共混胶料性能研究

3．1 不同共混比的EPDM／MVQ共混胶性能的研究

3．1．1 不同共混比的EPDM／MVQ试验配方

3．1．2 不同共混比对EPDM／MVQ共混胶料硫化特性的影响

3．1．3 不同共混比对EPDM／MVQ共混胶料力学性能的影响

3．1．4 不同共混比对EPDM／MVQ共混胶料耐老化性能的影响

3．2 增塑体系对EPDM／MVQ共混胶性能的影响

3．2．1 不同增塑剂的EPDM／MVQ试验配方

3．2．2 不同增塑剂对共混胶硫化特性的影响

3．2．3 不同增塑剂对共混胶物理机械性能的影响

3．3 不同补强及硫化体系对EPDM／MVQ共混胶料性能的影响

3．3．1 不同补强及硫化体系的EPDM／MVQ共混胶试验配方

3．3．2 不同补强及硫化体系对共混胶硫化特性的影响

3．3．3 不同补强及硫化体系对共混胶物理机械性能的影响

3．4 动态热处理EPDM／MVQ混炼胶的性能

3．4．1 配方及工艺

3．4．2 EPDM／MVQ共混胶硫化特性

3．4．3 EPDM／MVQ共混胶力学性能

3．5 EPDM／MVQ共混胶DMA分析

3．6 EPDM／MVQ共混胶SEM分析

3．7 本章小结

4．EPDM／POE共混改性的研究

4．1 不同共混比的EPDM／POE共混胶料性能的研究

4．1．1 不同共混比的EPDM／POE试验配方

4．1．2 共混比对EPDM／POE共混胶料硫化特性的影响

4．1．3 共混比对EPDM／POE共混胶料力学性能的影晌

4．2 不同EPDM用量的动态硫化胶料的性能特点

4．2．1 EPDM用量对动态硫化胶料硫化特性的影响

4．2．2 EPDM用量对动态硫化胶料力学性能的影响

4．3 硫化剂(TX-29)用量对胶料性能的影响

4．3．1 TX-29用量对动态硫化胶料硫化特性的影响

4．3．2 TX-29用量对动态硫化胶料力学性能的影响

4．4 本章结论

5．动态硫化POE／MVQ热塑性弹性体的研究

5．1 转矩流变仪动态硫化POE／MVQ

5．1．1 转矩流变仪条件下各组分用量的影响

5．1．2 转矩流变仪条件下工艺条件的影响

5．2 双螺杆挤出机动态硫化POE／MVQ

5．2．1 温度对POE／MVQ性能的影响

5．2．2 转速和硫化剂用量对POE／MVQ性能的影响

5．3 POE／MVQ二次加工性的研究

5．4 不同工艺对POE／MVQ热塑性弹性体性能的影响

5．4．1 不同工艺下POE／MVQ TPV的物理机械性能

5．4．2 不同工艺下POE／MVQ TPV的SEM分析

5．4．3 不同工艺下POE／MVQ TPV的TEM分析

5．5 POE／MVQ热塑性弹性体的SEM分析

5．6 POE／MVQ热塑性弹性体的DMA分析

5．7 本章小结

6．EPDM／PMTPV共混胶料性能研究

6．1 EPDM／PMTPV配方

6．2 EPDM／PMTPV硫化特性

6．3 EPDM／PMTPV的物理机械性能

6．4 EPDM／PMTPV的耐老化性能

6．5 EPDM／PMTPV的耐油性

6．6 EPDM／PMTPV的热失重分析

6．7 共混物的微观形态

6．8 EPDM／PMTPV的DMA分析

6．9 本章小结

结论

参考文献

致谢

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