基于微纳层叠技术的热塑性弹性体制备技术的研究

摘要

热塑性弹性体具有传统交联硫化橡胶的优良特性，如高弹性、耐老化、耐油性好等;同时又能像普通塑料一样采用注塑、挤出、吹塑等方式进行加工生产。热塑性弹性体具有良好的性能，但还存在一些缺点，比如压缩变形、回弹性、耐久性等性能不如橡胶。通过改进工艺和设备制备新型热塑性弹性体使之作为一种节能环保的橡胶新型原料，发展前景十分看好，意义十分重大。
　　本文对利用微纳层叠技术制备热塑性弹性体的技术进行了探索研究。利用微纳层叠技术及装置制备出新型热塑性弹性体。挤出机、汇流器、层叠器、口模等部分依次连接组成了微纳层叠装置。挤出机包括橡胶挤出机和塑料挤出机。作为微纳层叠装置的核心组成部分-层叠器分为反向层叠器和同向层叠器。在层叠器中高分子材料熔体被分割后扭转90°并同时展宽汇流到一起实现层叠复合。高分子流体在层叠器的等分流道中对称流动，使汇合后的流体更加均匀。利用微纳层叠装置可以制备出多层层次分明的具有交替层叠结构的高分子复合材料。交替层叠的高分子复合材料的单层厚度可以通过挤出机的螺杆转速、层叠器的个数和口模的出口厚度来调控，层数可以通过层叠器的个数来调控，层序可以通过反向层叠器和同向层叠器的连接先后顺序来调控。
　　本文把经过微纳层叠装置用共混和共挤两种方法制备的多层复合材料破碎后用开炼机混入硫化体系等助剂，并使助剂与破碎后的多层复合材料混合均匀，然后将其放入平板硫化机中进行硫化，制备新型的热塑性弹性体。本文对由共混法和共挤法两种途径制备的新型热塑性弹性体从微观结构、力学性能和热性能等方面进行了对比分析研究，表明微纳层叠共挤方法制备的热塑性弹性体的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度高于共混方法制备的热塑性弹性体，压缩永久变形低于共混方法制备的热塑性弹性体，两种方法制备的热塑性弹性体的硬度相差不大，共挤方法制备的热塑性弹性体中硫化橡胶的粒径更小、分布更均匀。本课题探索了基于微纳层叠技术的热塑性弹性体制备技术的可行性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 热塑性弹性体

1．1．1 热塑性弹性体的定义

1．1．2 热塑性弹性体的性能特点及应用

1．2 动态硫化热塑性弹性体

1．2．1 动态硫化热塑性弹性体的定义

1．2．2 动态硫化热塑性弹性体的制备

1．2．3 动态硫化热塑性弹性体的结构特征及应用

1．3 EPDM／PP动态硫化热塑性弹性体

1．3．1 EPDM／PP动态硫化热塑性弹性体的发展概况

1．3．2 EPDM／PP动态硫化热塑性弹性体的应用

1．4 微纳层叠技术概述

1．4．1 微纳层叠技术的发展

1．4．2 微纳层叠技术的应用

1．5 研究目的和意义

1．6 主要研究内容

1．7 本课题创新之处

第二章 微纳层叠技术试验装置及原理

2．1 微纳层叠技术试验装置

2．1．1 试验设备简介

2．1．2 微纳层叠技术试验装置的搭建

2．1．3 汇流器介绍

2．1．4 层叠器介绍

2．1．5 口模介绍

2．2 微纳层叠技术原理

2．3 本章小结

第三章 热塑性弹性体的配方及制备方法

3．1 热塑性弹性体的配方

3．1．1 实验材料

3．1．2 热塑性弹性体的配方

3．2 热塑性弹性体的制备方法

3．3 本章小结

第四章 热塑性弹性体测试与表征

4．1 测试设备与表征方法简介

4．1．1 测试设备简介

4．1．2 表征方法简介

4．2 热塑性弹性体力学性能测试结果

4．2．1 拉伸性能测试结果

4．2．2 撕裂强度测试结果

4．2．3 压缩性能测试结果

4．2．4 硬度测试结果

4．3 热塑性弹性体相态结构表征结果

4．4 热塑性弹性体热性能分析结果

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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