乙丙胶粉基聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备及其高值化性能分析

为了响应国家“双碳”战略,绿色制备了高强伸耐老化的乙丙胶粉基聚丙烯热塑性弹性体,优化了乙丙胶粉与聚丙烯的橡塑比,确定了相容剂的品种、用量,优化了乙丙胶粉与聚丙烯的化学接枝工艺。结果表明:环保相容剂2,4-二叔丁基过氧化异丙苯(BIBP)与硫磺S_(8)并用,乙丙胶粉基聚丙烯热塑性弹性体的力学和耐老化性能优异,拉伸强度达20MPa,扯断伸长率达800%以上,可用于耐老化汽车配件、码头缓冲器、各种胶管胶板等产品的负碳制备。

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%。

环保丁基再生橡胶/聚氯乙烯热塑性弹性体阻尼材料的制备与性能研究

采用共混法制备环保丁基再生橡胶/聚氯乙烯(PVC)热塑性弹性体阻尼材料(以下简称热塑性弹性体),研究环保丁基再生橡胶用量、PVC改性剂种类和用量、填料(磁粉和硅藻土等)用量对热塑性弹性体性能的影响。结果表明:随着环保丁基再生橡胶用量的增大,热塑性弹性体的力学性能和压缩永久变形下降,密度增大,阻燃性能无明显变化;当环保丁基再生橡胶用量为40份时,热塑性弹性体的综合性能良好且性价比高。采用20份氯化聚乙烯与10份苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物并用作为PVC改性剂,热塑性弹性体的综合性能较优。随着填料用量的增大,热塑性弹性体的密度、阻燃性能和磁性提高,但力学性能下降;当填料用量为120份时,热塑性弹性体的综合性能较优,阻尼温域为-55~100℃,损耗因子≥0.3,阻尼性能好。

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。

马来酸酐接枝氯化聚乙烯/聚丙烯热塑性弹性体的制备及表征

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,在转矩流变仪中,对氯化聚乙烯/聚丙烯(CM/PP)进行顺丁烯二酸酐(马来酸酐,MAH)熔融接枝制备了热塑性弹性体。考察了DCP用量和MAH用量对其接枝率、力学性能的影响。并用红外光谱、差扫描量热法、热重分析法和电子扫描电镜对其进行组成结构、热行为和形态表征。结果表明:MAH成功接枝到CM/PP热塑性弹性体上。接枝后的CM/PP热塑性弹性体的力学性能和热性能明显改善,当MAH为4份时和DCP用量为3.2份时,接枝率达到0.66%,抗拉强度比未接枝CM/PP提升了78%,达到6.3MPa。

聚氨酯/聚(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯)-半互穿网络热塑性弹性体的结构与性能研究

通过TEM和DSC等手段分析了聚氨酯／聚(甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯)-半互穿网络(IPN)热塑性弹性体PU／P(MMA-co-St)的微观结构和玻璃化转变温度。结果表明中PU仍为分散相或连续性较小的相,而P(MMA-co-St)则为连续相或较大连续相,网络的互穿主要发生在PU的硬段区。对材料物理机械性能的测试表明当PU／PMS组分比为60／40、单体比MMA／St为50／50左右时,制得的半IPN的力学性能最佳。

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。

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。

极性苯乙烯-丁二烯类热塑性弹性体增韧聚丙烯性能研究

采用乙烯基吡啶改性生产的极性苯乙烯-丁二烯类热塑性弹性体(极性TPE)改性聚丙烯,研究了不同分子量、不同接枝率及不同嵌段比的极性TPE对聚丙烯(PP)力学性能的影响,对不同改性聚丙烯选择合适的极性TPE弹性体提出了建议。

废旧轮胎胶粉基热塑性弹性体的制备与性能

为了响应国家“双碳”战略,以废轮胎为主要原料制备出高拉伸强度、高弹性、耐老化、耐水、环保、性价比高且易加工的胶粉基热塑性弹性体。以轮胎胶粉(GTR)作为橡胶组分,以聚丙烯(PP)作为塑料组分,采用化学接枝共聚的方法制备了轮胎胶粉基热塑性硫化橡胶(GTR基TPV)。研究了与GTR并用的塑料、橡塑比、GTR改性剂、相容剂品种和用量对GTR基TPV性能的影响,并对其力学性能、压缩永久变形、耐老化、耐水、环保、微观形貌、熔融结晶性和热稳定性等性能进行测试。实验结果表明:在常用塑料中,GTR与PP相容性最好;GTR与PP的最佳质量配比为50∶50,GTR/PP基TPV的拉伸强度为20.1 MPa,断裂伸长率为688.6%。在120℃,30 min下采用低温复合活化剂二硫化二苯骈噻唑/硬脂酸对GTR改性效果最好。采用2,4-二叔丁基过氧化异丙苯和硫磺S8最佳用量分别为0.9和0.3质量份的复合相容剂制备的GTR/PP基TPV的力学、工艺和环保等综合性能最佳。GTR改性后加入相容剂制备的GTR/PP基TPV微观形貌显示GTR和PP相容性最好,结晶温度最低和熔点最高,热稳定性最佳。GTR/PP基TPV主要用于密封件的制备。

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。

废胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的界面增容研究

采取多种相容剂和反应加工手段,设计轮胎胎面废胶粉(WRP)与聚丙烯(PP)体系的不同界面,旨在制备出性能优异的热塑性弹性体(TPE)。研究了纯WRP/纯PP、三元乙丙橡胶(EPDM)包覆WRP/纯PP、丁苯吡橡胶(BSPR)包覆WRP/接枝马来酸酐聚丙烯(MPP)/PP、特殊高分子相容剂(SMC)包覆WRP/纯PP、原位接枝胺基WRP/MPP/PP、动态接枝纯WRP/纯PP等六种体系制备的TPE的性能,WRP/树脂质量比为70/30。结果表明,采用后三种体系制备的TPE性能优良,已经接近天然橡胶/聚丙烯TPE的性能水准,但WRP必须用酚醛树脂进行改性。据此,提出强界面和合适的界面模量过渡是制备废胶粉/树脂热塑性弹性体的关键。TEM的相态研究表明:胶粉的分散粒径在几到十几个微米之间,较原始粒径有很大的细化。

聚氯乙烯/废胶粉热塑性弹性体的性能研究

利用反应加工技术制备了聚氯乙烯/废胶粉热塑性弹性体,并就实验工艺、增容剂种类及用量、增塑剂DOP用量、废胶粉粒径及用量对材料性能的影响进行了研究,对增容机理进行了初步探讨。结果表明,反应加工时间存在一个最佳值;NBR、CPE均可作为该热塑性弹性体的增容剂,两者并用时其增容效果较好,含有硫黄的NBR混炼胶效果更好,聚氯乙烯/废胶粉质量比为40/60~60/40时材料的综合性能最佳。

新型热塑性弹性体增韧聚丙烯的研究

以聚烯烃弹性体 (POE ,乙烯 辛烯共聚物 )为PP的增韧性剂 ,利用转矩流变仪、差示量热扫描(DSC)及力学性能测试方法 ,比较研究了PP/POE及PP/EPDM共混物的加工性能、结晶性能及力学性能 ;结果表明 ,POE在加工性、改性效果等方面比EPDM更具优势。还探讨了POE用量对PP/CaCO3/POE复合体系力学性能的影响 ,POE的加入使PP/CaCO3的缺口冲击强度大幅度提高 ,而拉伸强度、弯曲强度及模量均有下降 ,但即使加入 15wt%POE时 。

PP/丙烯基弹性体/SEBS医用热塑性弹性体的性能

以聚丙烯(PP)、丙烯基弹性体和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)为主要原材料,采用熔融共混改性方法制备PP/丙烯基弹性体和PP/丙烯基弹性体/SEBS两种热塑性弹性体。采用转矩流变仪、拉伸试验机、硬度计和雾度计分别对共混体系的流变性能、拉伸性能、硬度和透光率进行分析与表征。结果表明,随着PP/丙烯基弹性体配比的增加,二元共混体系的平衡扭矩降低、硬度(邵A)提高、透光率变好、断裂伸长率增加,当其配比为1∶1时,共混体系的拉伸强度达到最大值(34.2 MPa);当PP与丙烯基弹性体配比为1:1不变时,随着SEBS含量增加,三元共混体系的平衡扭矩增大、硬度(邵A)减小、透光率变差、断裂伸长率提高;当PP、丙烯基弹性体和SEBS配比为47.5∶47.5∶5时,共混体系的透光率可达87%,硬度(邵A)为87,拉伸强度为35.2 MPa,断裂伸长率为750%,100%定伸强度为11.8 MPa,可满足医疗输液器械的要求。

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。

聚丙烯/聚丁烯热塑性弹性体共混物力学性能的研究

采用不同相对分子质量的聚丁烯热塑性弹性体 ,对聚丙烯 (PP)进行共混改性 ,并研究了共混物的力学性能和热性能。结果表明 :不同相对分子质量的聚丁烯热塑性弹性体对PP均具有较好的增韧改性效果 ,随着共混物中弹性体含量的增加 ,共混物冲击强度和断裂伸长率均明显增大 ,而拉伸强度、硬度和耐热温度有一定的下降 ;在 0～2 0份范围内 ,当共混物中弹性体含量相同时 ,相对分子质量较大的聚丁烯热塑性弹性体对PP的改性效果更好 ,其共混物的拉伸强度、刚性。

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。

丙烯酸酯类热塑性弹性体

评述了以丙烯酸酯链段作弹性体相的热塑性弹性体(TPE)的合成原理、制备方法、所得TPE的物理机械性能及近年来在该领域所取得的最新成就。

基于可低温加工SEBS的发泡母粒及微发泡热塑性弹性体的制备

以可低温加工的氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)为基体,将偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂、助发泡剂和表面活性剂制备成基于SEBS的发泡母粒,并采用双螺杆挤出机将发泡母粒与动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体材料(TPE)共混熔融挤出,制备了微发泡TPE材料。研究了SEBS引入量与发泡母粒添加量对微发泡TPE样品的密度、拉伸性能以及泡孔形貌的影响。结果表明,当SEBS的质量分数低于6%,发泡母粒的质量分数为3%时,制备的微发泡TPE材料具有较低的密度、较高的拉伸性能,且泡孔规整度达到最优。