TPI,s-PB,TPB及其共混物的热性能与力学性能的研究

摘要

反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)、反式-1,4-聚丁二烯(TPB)和间同-1,2-聚丁二烯(s-PB)都是结晶型聚二烯烃,具有比较特殊的结构和性能,在材料谱中处于比较特殊的地位,应用范围广泛。论文通过DSC、TGA和WAXD等技术对TPI,TPB,s-PB纯组分以及以不同比例共聚的共混物聚合物的结构和性能进行了表征。众所周知,聚合物共混是获得高性能材料的有效手段,具有研发周期段短,经济成本低等特点。
　　TPI、TPB和s-PB均为结晶高聚物,其中TPB和s-PB的熔点较高,本文用DSC、WAXD等手段对共混物进行了表征,研究了Tpi/s-PB的结晶动力学,结果表明,共混物中TPI组分在等温结晶过程中,其结晶生长方式主要以一维棒状生长和二维盘状生长并存,s-PB对TPI的结晶起到异相成核的作用,同时随着s-PB含量的增大,TPI的结晶速率增加。采用硫黄硫化体系,研究了TPI/s-PB由塑料.橡塑材料转变的硫化特性,研究发现,随着共混物中s-PB含量的增大,TPI/s-PB共混物的硫化时间逐渐缩短。并对TPI/s-PB共混物的力学性能进行了测试。
　　通过DSC、WAXD以及SEM等手段对TPI/TPB共混物的热性能、结晶性能以及共混物的微观形貌进行了表征。通过研究TPI/TPB共混物的非等温结晶动力学发现,随着冷却速率的增大,各个组分结晶峰向低温方向滑移。数据表明,TPI和TPB高温结晶过程均有两个阶段,初级结晶阶段和次级结晶阶段。在初级结晶阶段,TPI组分主要是以三维球状方式结晶,均相和异相成核并存;TPB高温结晶主要是以均相成核的三维球状生长方式;而TPB低温结晶则是三维球状生长与二位盘状生长并存的结晶方式。在次级结晶阶段,TPI和TPB高温结晶的Avrami指数表明其结晶方式为一维棒状和二维盘状并存。由于TPI和TPB在其主链结构中存在双键,可以被硫化,实现玻璃态-高弹态的转变。研究了TPI/TPB共混物的硫黄硫化特性,并对其力学性能进行了测试。
　　通过DSC、WAXD和SEM对TPI/TPB/s-PB三相共混物的结构和性能进行了表征。采用硫黄硫化体系,研究了硫化共混物的硫化特性和力学性能。结果表明通过控制硫化时间,可得到具有不同橡塑形态的共混物。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

第一章 绪论

前言

1.1 高聚物共混技术发展概况

1.2 聚合物共混改性新技术-互穿网络技术

1.3 共混物的相容性

1.4 高聚物共混物的形态结构

1.5 共混高聚物改性技术

1.6 反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)

1.7 反式-1,4-聚丁二烯

1.8 间同聚丁二烯

1.9 现代分析技术

1.9 课题的提出及研究内容

第二章 实验部分

2.1 实验原料及仪器

2.1.1 主要原料

2.1.2 主要仪器

2.2 实验方法

2.2.1 共混物的制备

2.2.2 测试方法

第三章 s-PB,TPB,TPI的热性能

3.1 s-PB的热性能

3.1.1 s-PB的DSC

3.1.2 s-PB的热失重(TGA)

3.1.3 s-PB的X射线衍射

3.2 TPB的热性能

3.2.1 TPB的DSC

3.2.2 TPB的热失重(TGA)

3.2.3 TPB的X射线衍射

3.3 TPI的热性能

3.3.1 TPI的DSC谱图分析

3.3.2 TPI的热失重(TGA)

3.3.3 TPI的X射线衍射

3.4 本章小结

第四章 TPI/s-PB共混物的结构与性能

4.1 共混物的热性能

4.1.1 TPI/s-PB共混物的熔融行为

4.1.2 TPI/s-PB共混物结晶行为

4.1.3 TPI/s-PB共混物的结晶动力学

4.1.4 TPI/s-PB不同共混比的等温结晶动力学

4.1.5 TPI/s-PB不同共混比的非等温结晶动力学

4.2 TPI/s-PB共混物的力学性能

4.3 TPI/s-PB共混物的SEM分析

4.4 TPI/s-PB硫化共混物的力学特性

4.4.1 硫磺用量对TPI/s-PB共混物力学性能的影响

4.4.2 TMTD作用下TPI/s-PB共混物的力学性能

4.4.3 促进剂NS作用下TPI/s-PB共混物的力学性能

4.5 TPI/s-PB硫化共混物的SEM分析

4.6 本章小结

第五章 TPI/TPB共混物的热性能和结构性能

5.1 TPI/TPB共混物的热性能

5.1.1 TPI/TPB共混物的熔融行为

5.2 TPI/TPB共混物结晶行为

5.2.1 TPI/TPB非等温结晶动力学

7.3 TPI/TPB共混物的X射线衍射

5.4 TPI/TPB共混物的SEM分析

5.5 TPI/TPB共混物的力学性能

5.6 TPI/TPB共混物的硫化特性

5.6.1 促进剂TMTD的硫磺体系

5.6.2 促进剂NS的硫黄体系

5.7 TPI/TPB硫化共混物的力学性能

5.7.1 硫黄用量对TPI/TPB共混物力学性能的影响

5.7.2 TMTD作用下TPI/TPB共混物的力学性能

5.7.3 促进剂NS作用下TPI/TPB共混物的力学性能

5.8 TPI/TPB硫化共混物的SEM分析

5.9 本章小结

第六章 TPI/TPB/s-PB共混物的形态与结构

6.1 TPI/TPB/s-PB共混物的热性能

6.1.1 TPI/TPB/s-PB共混物熔融性能

6.2 TPI/TPB/s-PB共混物结晶行为

6.3 TPI/TPB/s-PB共混物的SEM分析

6.4 TPI/TPB/s-PB共混物的力学性能

6.5 TPI/TPB/s-PB共混物的硫化特性

6.5.1 促进剂TMTD的硫黄体系

6.5.2 促进剂NS的硫磺体系

6.6 TPI/TPB/s-PB硫化共混物的力学性能

6.6.1 TMTD作用下TPI/TPB/s-PB共混物的力学性能

6.6.2 NS作用下TPI/s-PB/TPB共混物的力学性能

6.7 本章小结

结果与讨论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文