高性能热塑性动态硫化橡胶制备及性能研究

摘要

热塑性动态硫化橡胶(Thermoplastic Vulcanizate)简称TPV，是指通过橡塑共混和动态硫化而得到的一类热塑性弹性体。TPV既具备交联橡胶的弹性又具有热塑性塑料易加工成型的特性，现已成为仅次于苯乙烯类热塑性弹性体的第二大热塑性弹性体品种。
　　本文使用双螺杆挤出机，采用动态硫化技术，以过氧化物作为硫化体系，制备高橡塑比(70/30)、高充油比(1∶1)的TPV。系统地研究了动态硫化温度、硫化剂及硫化剂用量、挤出机结构、二次硫化工艺、充油方式以及填料填充量对TPV性能的影响。实验结果表明:双螺杆挤出机螺杆组合不同，硫化剂的最佳用量不同;本文以TE-35双螺杆挤出机为挤出混合设备，TPV的最佳动态硫化温度为210℃，过氧化物硫化剂和三烯类助硫化剂的最佳用量分别为6％和3％;通过二次硫化加工工艺，能够使TPV实现相反转，TPV的拉伸强度和断裂伸长率提高;保持充油总量不变，降低母料的充油比例，能够显著降低材料的永久压缩形变，但同时也会影响材料的力学性能;在TPV中添加纳米CaCO3能够同时提高TPV的拉伸强度和断裂伸长率，但是也会使材料的硬度和永久压缩形变增大。
　　此外，本文将国外某公司TPV产品与自制的TPV样品进行了对比分析研究。结果表明，国外某公司TPV的永久压缩形变达到29％，是一种典型的低硬度、低永久压缩形变TPV。国外某公司TPV的相态结构呈现相反转，橡胶颗粒尺寸为1μm左右。实验室制备的0.4-0.6TPV的拉伸强度、永久压缩形变与国外某公司TPV已十分接近。0-1TPV的永久压缩形变甚至小于国外某公司TPV，达到26％，但其力学性能较差。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 引言

1．2 聚合物共混物

1．2．1 聚合物共混物动态热力学

1．2．2 聚合物共混物的分类

1．2．3 热塑性弹性体(TPEs)的分类

1．3 动态硫化热塑性弹性体(TPV)

1．3．1 TPV的生产过程

1．3．2 EPDM／PP TPV的硫化体系

1．4 EPDM／PP TPV相形态

1．5 TPV应用

1．6 课题提出及研究内容

第二章 过氧化物硫化体系EPDM／PP TPVs

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 主要原料

2．2．2 仪器及设备

2．2．3 TPV制备工艺

2．3 测试表征

2．3．1 拉伸试验

2．3．2 硬度测试

2．3．3 恒定形变永久压缩形变测试

2．3．4 IPV凝胶含量测定

2．3．5 TEM表征

2．3．6 流变性能测试

2．4 结果与讨论

2．4．1 动态硫化温度对TPV性能的影响

2．4．2 硫化剂用量对TPV性能的影响

2．4．3 挤出机结构对TPV力学性能的影响

2．4．4 二次硫化工艺对TPV性能的影响

2．4．5 充油方式对TPV性能的影响

2．4．6 纳米CaCO3填充量对TPV性能的影响

2．5 本章小结

第三章 国外某公司TPV与自制TPV对比分析

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 主要原料

3．2．2 仪器及设备

3．3 测试表征

3．3．1 拉伸试验

3．3．2 硬度测试

3．3．3 恒定形变永久压缩形变测试

3．3．4 热重分析

3．3．5 TEM表征

3．3．6 流变性能测试

3．4 结果与讨论

3．4．1 国外某公司TPV组分分析

3．4．2 国外某公司TPV性能分析

3．5 本章小结

第四章 结论和展望

4．1 结论

4．2 创新点

4．3 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文