阻燃交联聚烯烃弹性体复合材料的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了可参与化学交联的包覆聚磷酸铵(CAPP)阻燃剂,将CAPP与成炭剂复配,在熔融共混加工过程中加入交联剂过氧化二异丙苯(DCP),制备了阻燃交联聚烯烃弹性体(POE)复合材料,研究了阻燃剂CAPP和DCP添加量对复合材料性能的影响。结果表明:在交联剂引发下,CAPP被引入POE分子链共同构成三维网络结构,从而达到提高阻燃交联POE复合材料力学性能的目的,包覆层硅化合物的引入改善了复合材料的阻燃性能和耐水性能。

动态化学交联聚烯烃类弹性体研究进展

聚烯烃类弹性体是由乙烯与丙烯或其他高碳α-烯烃共聚而成的高端聚烯烃材料,具有出色的化学稳定性、耐候性和电绝缘性,广泛应用于光伏、汽车、电缆等领域。通过动态化学交联可在保证其加工性的前提下,进一步提高其力学性能与热稳定性,拓展应用范围。综述了动态化学交联聚烯烃弹性体的制备工艺,包括一步法直接交联和功能化后再交联(多步法)。详细介绍了后功能化、乙烯与功能化单体共聚等功能化方法。讨论了动态化学交联聚烯烃类弹性体的表征手段及其链结构、聚集态结构和性能之间的关系。展望了动态交联聚烯烃类弹性体的未来发展。为动态化学交联聚烯烃类弹性体的可控制备、构效关系研究以及高值应用提供理论指导与技术支持,推动高端聚烯烃材料的创新和发展。

有机粘土/聚烯烃弹性体纳米复合材料的结构与性能

采用熔体插层法制备有机粘土/聚烯烃弹性体(POE)纳米复合材料,研究有机粘土起始片层间距及用量对复合材料结构与性能的影响。结果表明:POE分子链插层进入有机粘土片层之间形成插层结构,并且有机粘土起始层间距越大,所制备纳米复合材料的物理性能越好。随着有机粘土用量的增大,有机粘土/POE纳米复合材料物理性能逐渐提高。

辐射交联无卤阻燃聚烯烃复合材料的研究

研究了ＰＥ、ＥＶＡ、ＥＰＤＭ、ＥＥＡ和它们共混物的辐射交联，选用三水合氢氧化铝和红磷作阻燃剂制备辐射交联无卤阻燃聚烯烃复合材料。实验结果表明，辐射交联不仅可改善材料的力学性能，而且可克服熔滴现象，提高氧指数，是一种有效的阻燃新技术。所获材料的氧指数为３１，抗张强度９．９ＭＰａ，断裂伸长率为２００％，可在电线电缆工业中推广应用。

不同聚烯烃弹性体增韧改性对聚丙烯/滑石粉复合材料的影响

采用四种最常用的聚烯烃弹性体对聚丙烯(PP)/滑石粉(Talc)复合材料进行增韧,用差示扫描量热仪(DSC)研究了这四种聚烯烃弹性体的熔融行为和结晶行为,以及弹性体的加入对复合材料的耐划伤性能的影响。同时采用扫描透射电子显微镜(TEM)对复合材料的形貌进行了研究。结果表明,四种聚烯烃弹性体在升温曲线中都表现出了明显的熔融峰,其中POE 9107的熔融温度最高为124.1℃,Vistamaxx 6202分别在64℃和108.5℃出现两个熔融峰,在降温过程中出现了明显的结晶峰。在降温过程中只有POE 8677和POE 9107出现了结晶峰,说明其分子结构中存在一定含量有序结构。四种弹性体对复合材料的增韧效果各不相同,其中POE 8677对复合材料简支梁缺口冲击强度的提高作用最为明显,增韧效果最好,而Vistamaxx 6202的增韧效果最差并且对材料刚性的损失最大。以弹性体POE 8842为例,随着材料中弹性体含量的增加,材料的耐划伤性越差。TEM分析发现,两种复合材料都呈现出了明显的连续相-分散相结构,其中POE 8842在材料中的分散比Vistamaxx 6202更加均匀。

改性聚磷酸铵阻燃交联聚烯烃弹性体的性能

为提高交联聚烯烃弹性体(POE)的阻燃性能,采用改性聚磷酸铵(MAPP)阻燃交联POE,改性后的MAPP能同时具备化学膨胀阻燃体系的酸源、炭源和气源三要素,实现添加单组分阻燃剂即可高效率阻燃交联POE的目的。研究分析了不同添加量的MAPP对阻燃交联POE阻燃性能、力学性能、热稳定性的影响,并讨论了相应的阻燃机理。测试结果表明,当MAPP添加质量分数为35%时,交联POE/MAPP材料的阻燃效果最佳,极限氧指数(LOI)为30.5%,垂直燃烧等级达到V-0级,此时与纯交联POE相比,拉伸强度下降到12.1 MPa,而断裂伸长率变化不大,减小到2214%。随着MAPP的加入,400~500℃高温区域的热稳性提高,材料的残炭率随MAPP的增加呈增加趋势,质量损失速率峰值较纯交联POE也有所下降,POE/MAPP材料表现出较好的热稳定性和成炭能力。阻燃机理分析表明,MAPP在受热后逐渐发生交联反应,形成了交联网络结构,形成致密的内部炭层,从而发挥了较好的阻燃作用。

基于线性尼龙共混改性的半芳香尼龙复合材料性能研究

聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)是一种新型的半芳香族尼龙材料,具有良好的物理机械性能和耐热性能,但加工性和韧性较差。通过与含量不同的聚癸二酰己二胺PA610共混能够有效改善其加工流动性,并且采用一定量的聚烯烃弹性体还能进一步对PA10T起到良好的增韧改性作用。结果表明,采用质量比为70:30的PA10T与PA610共混,能够使其短纤维增强,复合材料注塑产品获得良好的力学性能、耐冲击性能、较低的吸水性和热膨胀系数,更加适合用于制造需要在高温条件下使用的抗冲击聚合物基复合材料制品。

过氧化物交联聚烯烃弹性体的性能

采用过氧化物交联，讨论了交联剂、共交联剂、补强填充剂以及增塑剂等对采用茂金属催化剂合成的乙烯－辛烯共聚物（ＰＯＥ）的物理机械性能的影响。结果表明，用过氧化物交联后，ＰＯＥ的拉伸强度、扯断伸长率和扯断永久变形大幅度下降。加入共交联剂，可以提高交联程度，缩短硫化时间。加入炭黑，可以起到补强作用，提高１００％定伸应力、撕裂强度、拉伸强度和硬度，减小扯断伸长率和扯断永久变形。加入增塑剂降低了某些力学性能，但扯断伸长率增加，硬度减小。加入少量增塑剂，ＰＯＥ表现出优异的耐热老化性能。成功地开发了汽车散热管配方。

交联聚烯烃热塑性弹性体的性能研究 I. Engage 8180 的结构性能

研究了聚烯烃热塑性弹性体 Ｐ Ｏ Ｅ（ Ｅｎｇａｇｅ ８１８０） 的静态力学性能和动态力学性能，探讨了炭黑用量和炭黑表面预处理对 Ｐ Ｏ Ｅ性能的影响。结果表明：交联和填充都将使 Ｐ Ｏ Ｅ 的结晶度减小；硅烷偶联剂 Ｖ Ｔ Ｐ Ｓ（ 乙烯基三叔丁基过氧化硅烷） 和 Ａ１５１（ 乙烯基三乙氧基硅烷） 能够有效增强炭黑与 Ｐ Ｏ Ｅ 间的界面作用，从而使胶料各项物理性能得到改善，特别是内部动态温升大幅度下降，接近 Ｓ Ｂ Ｒ 的水平。这种胶料具有优异的耐老化性能、较高的动态模量和回弹性以及优异的耐磨性能。

硅烷交联聚烯烃弹性体的改性研究

通过硅烷交联方法对聚烯烃弹性体(POE)进行了改性研究；重点研究了交联时间、过氧化物引发剂(DCP)和乙烯基-三甲氧基硅烷用量对交联POE的凝胶率、拉伸强度和断裂伸长率的影响,借助红外光谱、热失重等手段对硅烷交联POE进行了表征。结果表明,交联时间、硅烷和DCP引发剂用量对POE的交联改性起着很大作用,当交联时间在6h,硅烷用量在1．2%(质量),DCP用量在0．1%～0．15%时,POE交联效果较佳,凝胶率比较理想,拉伸强度达到了最大28．4MPa,且热稳定性得到了显著提高。

硅烷交联聚烯烃弹性体的接枝与交联

以乙烯-α烯烃共聚物(POE)接枝乙烯基硅烷制备硅烷交联弹性体,研究了POE的硅烷接枝反应、预交联和硅烷水解交联的影响因素。用红外光谱法对硅烷交联POE进行表征。用15 phr的聚丙烯与POE共混接枝乙烯基硅烷,水解制备改性弹性体,结果表明共混物具有较高的相对硅烷接枝率的同时,体系的加工流动性得到改善。当乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)用量为5.0 phr、DCP为0.3 phr时,接枝料(T30S+DF610)具有较好的拉伸强度和断裂伸长率。

双固化交联体系对聚烯烃弹性体封装胶膜交联行为及性能的影响

以高活性及低活性过氧化物组成聚烯烃弹性体(POE)胶膜双固化交联体系,通过差示扫描量热分析和红外光谱分析了POE胶膜中过氧化物的分解行为,结合胶膜交联程度及性能的测定,研究了双固化交联体系对POE交联行为及胶膜性能的影响。结果表明,单独使用过氧化物交联POE时,交联程度顺序为:叔丁基过氧化碳酸-2-乙基己酯(TBEC)/POE>过氧化-2-乙基己基碳酸叔戊酯(TAEC)/POE>>1,1-二叔丁基过氧化-3,3,5-三甲基环己烷(BPMC)/POE,且3种体系在流延制膜过程中均出现过氧化物提前分解并形成微凝胶的现象。以TBEC和2,5-二甲基-2,5-双(过氧化叔丁基)己烷(DBPH)组成双固化交联体系,在TBEC/DBPH质量比较高时,胶膜交联程度高于TBEC/POE体系,透光率、拉伸强度、剥离强度和耐老化性能均有提高,流延制膜过程中的微凝胶得到抑制;当双固化交联体系中TBEC/DBPH质量比小于1.5/0.5后,胶膜交联程度及各项性能下降。

PP/弹性体/纳米CaCO_3三元复合材料研究

以聚烯烃弹性体POE(乙烯辛烯共聚物 )为增韧剂 ,以纳米CaCO3为增强剂 ,利用双螺杆挤出机 ,通过熔融共混工艺制备了聚丙烯 (PP) /POE/无机纳米粒子复合材料。测试了复合材料的力学性能并利用扫描电子显微镜 (SEM)对三元复合材料的断面形态进行了研究。研究结果表明 ,利用纳米CaCO3对共混物PP/POE进行改性 ,存在一个最佳用量 ,一般为 5 %左右。采取将纳米CaCO3先与POE混合挤出后再与PP进行共混挤出的二步法工艺 。

交联剂对动态硫化聚烯烃热塑性弹性体电性能的影响

动态硫化时采用的交联剂对聚烯烃热塑性弹性体的电性能有明显的影响：高温下采用过氧化物动态硫化会加速材料的老化而使电性能劣化，因此对于其用量要加以限制；而用硫磺体系时不会加速材料的老化，因而与传统硫化方式不同，制造动态硫化聚烯烃热塑性弹性体电缆绝缘料时必须考虑到交联体系对材料热氧老化的影响。本文是电线电缆用聚烯烃热塑弹性体的研究之一。

紫外光辐照交联聚烯烃弹性体的研究

以二苯甲酮为引发剂,三烯丙基异三聚氰酸酯为交联剂,采用紫外光对聚烯烃弹性体(POE)进行辐照交联,研究了辐照时间对POE的凝胶含量、力学性能、维卡软化温度、耐热性、电性能、硬度等的影响。结果表明:随着辐照时间延长,POE的凝胶含量、绝缘性逐渐增加,拉伸强度、热分解温度、拉伸断裂能、硬度和维卡软化温度先升高后下降,而断裂拉伸应变逐渐下降;当辐照时间为2 s时,拉伸强度、体积电阻率、维卡软化温度较纯POE分别提高29.3%,436.4%,6.1℃。

聚乙烯/聚烯烃弹性体共混物的交联行为和形状记忆效应

将线型低密度聚乙烯(LLDPE)与聚烯烃弹性体(POE)共混,并引入2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧基己烷(DHBP)制备出具有三重形状记忆效应的交联共混物X-LLDPE/POE,利用DSC,DMA等方法研究了POE和DHBP含量对共混物性能的影响,并考察了共混物的形状记忆效应。实验结果表明,随POE或DHBP含量的增加,共混物的凝胶含量和交联密度均呈先增大后趋于稳定的趋势。随POE含量的增加,共混物的力学性能降低,但固定率和形变回复率可大幅提高。DHBP含量的增加对固定率影响不大,但可提高形变回复率。不同温度下发生大形变的共混物均有良好的回复效果。升温速率过快时,回复会产生滞后。

γ辐射效应对聚烯烃弹性体的影响

用60Coγ射线辐照聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer,POE)。研究了吸收剂量、辐射敏化剂对POE交联密度的影响,辐照对POE力学性能(拉伸强度和断裂伸长率)以及阻燃性能的影响。POE在空气和氮气中的辐射交联G值分别为0.13和0.14。POE的交联密度随吸收剂量和辐射敏化剂的增加而增加;POE经辐射后拉伸强度和氧指数有所提高,断裂伸长率随辐射剂量的增加略有下降。

一种聚烯烃／层状硅酸盐纳米复合材料的制备及其辐照改性的方法

一种聚烯烃／层状硅酸盐纳米复合材料的制备及其辐照改性的方法，是一种纳米复合材料的辐照改性技术。其特征是用聚烯烃、层状硅酸盐、增容剂、交联敏化剂等制备成纳米复合材料，用此材料制得所需要的各种制品，用Co^60或电子加速器对其进行辐照，剂量为5～200kGy，使聚烯烃／层状硅酸盐复合材料发生交联反应，改善了制品的长期使用性能及热稳定性能。

炭黑与白炭黑增强聚烯烃弹性体硫化胶的比较

研究了炭黑、白炭黑对聚烯烃弹性体(POE)硫化胶的增强作用,考察了交联剂过氧化二异丙苯(DCP)和炭黑及白炭黑的用量对POE硫化胶物理机械性能的影响,并用扫描电子显微镜对其微观结构进行了观察。结果表明,用DCP交联POE,POE的主要物理机械性能比未交联前有所下降;用炭黑、白炭黑增强POE硫化胶,其物理机械性能显著提高,说明增强效果明显,炭黑、白炭黑最佳用量分别为60份和40份。