动态硫化天然橡胶/聚丙烯热塑性弹性体研究进展

系统综述了国内外天然橡胶(NR)/聚丙烯(PP)动态硫化热塑性弹性体(TPV)的研究现状,归纳了目前NR/PP TPV产品开发所面临的研发瓶颈,并对未来NR/PP TPV的研究方向进行了展望。

微相分离型聚丙烯热塑性弹性体的力学性能

为了制备相畴尺寸均匀、细小,形态结构易控,力学性能稳定的聚丙烯热塑性弹性体(PTPE),设计出了从聚丙烯(PP)与弹性体的均相体系出发,利用在硫化过程中的能效应使之发生微相分离,能效应和熵效应控制组分相畴的尺寸和形态以制备PTPE的原理和技术,研究了橡/塑比、橡胶配比、PP相对分子质量、引发剂用量、架桥剂用量、反应温度对样品化学结构和力学性能的影响。结果表明,在125℃反应温度下样品配方为:橡塑质量比为70/30、乙丙橡胶与丁苯质量比为80∶20、引发剂用量为2.14份、架桥剂用量为18.2份时,制得试样的综合力学性能最佳,拉伸强度、100%定伸应力、扯断伸长率、撕裂强度、扯断永久变形分别为11.25 MPa、8.78 MPa、384%、58.5 kN/m、78%。

聚丙烯/热塑性弹性体复合绝缘材料介电性能

聚丙烯(PP)具有高温热稳定、工作温度高和电气绝缘强等优势,还可实现回收再利用,有望成为未来电缆绝缘的替代材料,但PP的机械性能还需通过增韧改性以满足电缆敷设的需求。对此,主要研究以热塑性弹性体苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与PP进行共混,制备了不同组分配比的PP/SEBS复合材料,进行红外光谱、差式扫描、电阻率、击穿电场强度、介电谱和结构表征测试。测试结果表明,随着SEBS含量的增加,结晶度、直流体积电阻率和直流击穿电场强度均下降,介质损耗因子上升;形貌观察表明,随着SEBS含量的增加,SEBS在PP中的分散性变差,球晶边界也逐渐模糊,与结晶度下降现象一致。综合来说,PP与SEBS质量之比为60∶40的PP/SEBS具有较高的直流体积电阻率和直流击穿电场强度,质量之比为70∶30的PP/SEBS具有较低的介质损耗因子,可用于指导未来PP电缆绝缘材料的配比优化。

纳米SiO_2对天然橡胶/聚丙烯共混型热塑性弹性体的改性

在双辊电热式塑炼机上采用动态硫化法制备了天然橡胶/聚丙烯共混型热塑性弹性体(NR/PP TPV)。考察了纳米S iO2的加入顺序及其用量对NR/PP TPV力学性能的影响,研究了纳米S iO2填充改性TPV的耐溶剂性能和耐热变形性能,并用扫描电镜(SEM)观察了其两相结构和断面形貌。结果表明,纳米S iO2先与NR混炼均匀,再加入小料和硫黄所得的NR母炼胶与PP制备的TPV力学性能较好,且最佳的纳米S iO2加入量为3份;纳米S iO2改性的NR/PP TPV具有良好的耐溶剂性能和耐热变形性能;纳米S iO2提高了NR与PP相间结合强度。

微纳层叠技术对ACM/PP热塑性弹性体性能的影响

采用微纳层叠共挤出技术制备了ACM/PP热塑性硫化胶(TPV),研究了动态硫化温度、橡塑比、相容剂含量、炭黑与增塑剂含量对TPV力学性能与耐油性能的影响。结果表明,当动态硫化温度为190℃时,TPV具有较好的力学性能,拉伸强度、断裂伸长率、硬度、压缩永久变形分别为12.83 MPa、104.67%、86.50%、50.00%;随着TPV橡塑比的增大,材料的拉伸强度、断裂伸长率、硬度、耐油性能明显降低;当相容剂PP-g-MAH(马来酸酐接枝聚丙烯)的含量为15份时,TPV的综合力学性能与耐油性能最佳;TPV的拉伸强度、压缩永久变形、硬度随炭黑含量的增加而升高,随增塑剂DOTP含量的增加而降低,TPV的耐油性随炭黑含量的增加而提高,随DOTP含量的增加而变差,TPV的断裂伸长率随炭黑与DOTP含量的增加而降低。

共混型聚丙烯/超细粉末丁苯橡胶全硫化热塑性弹性体的制备及其结构与性能

以全硫化超细粉末丁苯橡胶(PSBR)与聚丙烯(PP)为原料,采用双螺杆挤出机共混方法制备PP/PSBR全硫化热塑性弹性体。通过透射电镜观测,发现PP/PSBR全硫化热塑性弹性体具有和动态硫化方法制备的热塑性弹性体相似的微观形态,PSBR粒子作为分散相分散在连续相PP中;所制备的热塑性弹性体的力学性能与PP的相对分子质量、共聚与否、PSBR含量及其交联度有关;通过流变行为研究,发现此类全硫化热塑性弹性体为假塑性流体,且橡胶的含量对热塑性弹性体的黏度影响很小;采用差示扫描量热法对PP/PSBR全硫化热塑性弹性体中连续相PP的结晶行为进行了研究,发现连续相PP的结晶温度提高,表明PSBR对PP有异相成核作用。

三元乙丙橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体的相态结构

用扫描电镜研究了三元乙丙橡胶(EPDM)聚/丙烯(PP)动态硫化热塑性弹性体(TPV)相态结构的形成过程,探讨了交联密度、制备工艺、螺杆转速对EPDM/PP TPV相态结构的影响。结果表明,采用以酚醛树脂为硫化剂的动态硫化工艺制备的EPDM/PP TPV,其相态结构实现了由EPDM和PP组成的双连续相到以EPDM为分散相、PP为连续相的转变;当硫化剂用量为7份时,橡胶相硫化速率和交联密度最大;当螺杆转速为180 r/m in时,反应性挤出工艺较之密炼机工艺制备的EPDM/PP TPV的橡胶粒子更细小、分散更均匀。

硅土对动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体性能的影响

用硅烷偶联剂甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和丙烯酸丁酯(BA)对硅土(SE)进行表面接枝改性,用傅立叶红外光谱分析了改性硅土的表面化学结构。以改性硅土与EPDM和PP等共混,采用动态硫化的方法制备了热塑性弹性体(TPE),考察了改性硅土对热塑性弹性体的力学性能和耐磨性能的影响。结果表明:添加改性硅土可使TPE的100%定伸强度、撕裂强度和耐磨性能有所提高,但是拉伸强度有所下降。

PVC／环氧化天然橡胶共混型热塑性弹性体的制备

应用动态硫化技术．试验了共混温度、ＰＶＣ母料与环氧化天然橡胶（ＥＮＲ）母炼胶的混合时间、动态硫化时间、共混方式以及ＥＮＲ母炼胶门尼粘度等工艺因素对ＰＶＣ／ＥＮＲ共混型热塑性弹性体性能的影响。结果表明，当共混温度在１６０－１７０℃、混合时间为３ｍｉｎ、ＥＮＲ母炼胶门尼粘度ＭＬ（１＋４）１００℃＝１８时．采用一段共混方式可制得性能较好的热塑性硫化胶。通过Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ塑性仪，对ＰＶＣ／ＥＮＲ共混物在密炼室中的动态硫化全过程进行了分析。

不同硫化体系动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯共混型热塑性弹性体的性能研究

为了得到综合性能较好的三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）、聚丙烯（ＰＰ）热塑性弹性体（ＴＰＥ），对３种不同硫化体系动态硫化制备的ＥＰＤＭ／ＰＰ共混型ＴＰＥ的性能进行研究．结果表明，采用酚醛树脂硫化体系制备的这类ＴＰＥ具有较好的力学性能及加工性能，硫磺体系制备的这类ＴＰＥ：具有较好的力学性能，但加工性能一般．过氧化物体系制备的这类ＴＰＥ，力学性能和加工性能均较差．

动态硫化制备聚烯烃弹性体/三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的性能

讨论了三元乙丙橡胶、硫化剂(TX-29)及聚丙烯用量对聚烯烃弹性体/三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶硫化特性和力学性能的影响。结果表明,随着三元乙丙橡胶生胶用量的增加,热塑性硫化胶的交联程度逐渐降低,胶料的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、硬度和高温压缩永久变形都呈减小趋势,而扯断伸长率和扯断永久变形变大。随着硫化剂用量的增加,胶料的拉伸强度、撕裂强度和定伸应力先增大后减小,高温压缩永久变形和扯断伸长率逐渐减小。随着聚丙烯用量的增加,胶料的流动性和力学性能改善,高温压缩永久变形呈现先增大后减小的趋势。

动态硫化热塑性弹性体材料及其应用

申请公布号CN 118047997 A涉及热塑性弹性体材料技术领域,公开了一种动态硫化热塑性弹性体材料及其应用。本发明的动态硫化热塑性弹性体材料包含质量比为(1~4)∶(0.8~0.97)∶(0.03~0.2)的三元乙丙橡胶、聚丙烯和嵌段共聚物组合物。本发明提供的动态硫化热塑性弹性体材料兼具高强度和低永久变形性能。

动态硫化溴化丁基橡胶/聚丙烯热塑性弹性体制备及性能的影响因素

采用密炼工艺制备了动态硫化溴化丁基橡胶(BIIR)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体(TPV),考察了加工温度、硫化时间对TPV力学性能、微观相态结构、交联密度和流动性的影响。结果表明,当加工温度为180℃时,TPV的力学性能较好,且橡胶相粒子均匀分散于树脂相中。在TPV制备过程中,当硫化时间为10～12min时,胶料的交联密度趋于稳定,胶料达到完全硫化;在硫化3min时,共混物完成了以BIIR和PP为双连续相到以BIIR为分散相、PP为连续相的转变;随着硫化时间的延长,TPV的流动性逐渐增加。

蒙脱土填充环氧化天然橡胶/PVC热塑性弹性体的制备与性能研究

采用熔融插层法制备蒙脱土(MMT)/聚氯乙烯(PVC)插层产物,再将该产物与环氧化天然橡胶(ENR)在密炼机中进行动态硫化制备ENR/PVC/MMT共混型热塑性弹性体(TPE),研究了蒙脱土的填充量对共混物力学性能、热稳定性以及动态机械性能的影响。实验结果表明:随着蒙脱土填充量的增加,ENR/PVC/MMT共混型热塑性弹性体的拉伸强度、撕裂强度和邵氏硬度增大,断裂伸长率略有下降;蒙脱土会促进TPV中PVC的降解,使得复合材料的热稳定性降低,动态热机械分析测得的复合材料的tanδ曲线峰峰强降低,峰宽变宽。

天然橡胶/氯化聚氯乙烯热塑性弹性体的性能与结构

采用动态硫化法制备天然橡胶(NR)/氯化聚氯乙烯(CPVC)热塑性弹性体(TPV),并研究甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)/苯乙烯(St)双单体熔融接枝NR[NR-g-(GMA-co-St)]与白炭黑复配增容补强NR/CPVC TPV的物理性能、耐溶剂性能和微观形态结构。结果表明:当NR-g-(GMA-co-St)和白炭黑的用量分别为7和3份时,交联NR分散相在CPVC基体中的分散度和均一性得到明显改善,相界面的结合强度显著提高,达到良好的复配增容补强效果。与未改性NR/CPVC TPV相比,改性NR/CPVC TPV的拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度增大,耐溶剂性能明显改善。

三元乙丙橡胶/聚丙烯体系动态硫化速率及热塑性弹性体定伸应力的影响因素

采用转矩流变仪制备了动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体(TPV),考察了EPDM/PP共混物的硫化速率及TPV定伸应力的影响因素。结果表明,提高混炼温度、转速及减少EPDM充油量可以提高硫化速率,当混炼温度为195℃、转速为50 r/min、充油质量分数为30%时,TPV的定伸应力达到最大值;随着低双键含量的EPDM(LEPDM)含量的增加,EPDM/PP共混物的硫化速率和TPV的定伸应力逐渐减小,当LEPDM质量分数达到60%时,硫化速率和定伸应力趋于稳定。

PVC／环氧化天然橡胶共混型热塑性弹性体的性能与相态

在研究了ＰＶＣ与环氧化天然橡胶（ＥＮＲ）共混的工艺条件和配方优选的基础上，分别采用无填料、填充碳酸钙和填充炭黑的方法，制出了透明型、彩色型和黑色型３种ＰＶＣ／ＥＮＲ共混型热塑性弹性体。考察了其物理性能、耐热老化性能、耐油性能、挤出加工性能及多次返炼性能，还通过电子显微镜对相态结构进行了分析。

动态硫化聚丙烯/甲基乙烯基硅橡胶热塑性弹性体的性能

采用转矩流变仪制备了动态硫化聚丙烯(PP)/甲基乙基硅橡胶(MVQ)热塑性弹性体(TPV),考察了MVQ用量对TPV物理机械性能、疏水性及加工流动性的影响。结果表明,随着MVQ用量的增加,PP/MVQ共混物的硫化速率加快,TPV的拉伸强度、撕裂强度、扯断伸长率和邵尔D硬度下降,压缩永久变形先减小后增大,疏水性和加工流动性得到改善。

苯乙烯嵌段共聚物对三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体动态流变性能的影响

采用苯乙烯嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚[乙烯-(乙烯-丙烯)]-b-聚苯乙烯(SEEPS)改性动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体(EPDM/PP TPV),研究了SEEPS及引入方式对TPV动态流变性能的影响。结果表明,引入SEEPS后EPDM/PP TPV的复数黏度、储能模量和损耗模量增加,即SEEPS的引入提高了体系的黏性和弹性,且随着SEEPS相对分子质量的增大,TPV相应动态流变性能、熔体弹性效应也显著增大。经双螺杆挤出机2次剪切的两步法引入SEEPS,由于橡胶相分散得更均匀,TPV的模量和损耗较经双螺杆挤出机1次剪切的一步法更低。