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。

微交联对热塑性聚氨酯弹性体耐磨性的影响

采用己二酸丁二醇酯多元醇(PBA)、4,4'–二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,4–丁二醇(BDO)为原料合成热塑性聚氨酯弹性体(TPUE)。采用不同方式对TPUE进行微交联改性,研究了不同交联方式对TPUE耐磨性的影响。结果表明,当聚酯多元醇官能度为2.003、三羟甲基丙烷与总扩链剂质量比为5%时,TPUE耐磨性最佳,添加液化MDI对TPUE耐磨性无明显提升。

不同结构扩链剂对聚酯型热塑性聚氨酯弹性体性能影响的研究

以聚己二酸丁二醇酯二元醇(相对分子质量为1 000)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、扩链剂为主要原料,合成6种热塑性聚氨酯弹性体(TPUE),讨论了扩链剂对TPUE红外、流变性能及力学性能的影响。结果表明:随扩链剂碳原子数增加,酯基密度相应降低,导致TPUE结构中的氢键化程度降低;扩链剂二醇中存在侧链结构,降低了体系的结晶性能。以上结果均会使TPUE的力学性能和熔点下降。

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。

含能热塑性弹性体推进剂研究进展

含能热塑性弹性体推进剂具有高能量、力学性能优异、可循环利用、可回收等优点,近年来成为固体推进剂发展的重要方向。总结了常见的含能热塑性弹性体的综合性能;论述了含能热塑性弹性体推进剂在高能、高燃速、钝感、低特征信号和富燃料推进剂等领域的研究进展;介绍了压延成型、模压成型、螺压成型和熔铸成型四种含能热塑性弹性体推进剂的制备工艺;综述了含能热塑性弹性体推进剂的重复加工性能和回收利用工艺;指出了目前该类推进剂存在的问题和不足,并对其未来发展方向进行了展望。

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%。

热塑性聚酰胺弹性体合成研究进展

热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)是一种由聚酰胺为硬段和聚醚或聚酯等为软段构成的多嵌段共聚物,具有密度低、热稳定性好和耐磨性优等优异性能。TPAE的硬段和软段主要通过它们之间不同类型的端基反应连接,包括羧基与羟基、羧基与氨基、异氰酸酯基与羧基、酰氯与氨基、异氰酸酯基与氨基等官能团之间的缩合反应。本文综述了TPAE合成的研究进展,系统介绍了缩聚反应法、聚加成反应法、原位聚合反应法及其它合成TPAE的方法的反应机理与特点,并分析讨论了它们的优缺点。

医疗器械用热塑性弹性体的制备及耐辐照性能

采用具有耐辐照特性的溴化聚(异丁烯-对甲基苯乙烯)(BIMS)为基体橡胶,与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)共混,以烷基苯酚二硫化物作为硫化交联剂,并配合一种生物基增塑剂,采用动态硫化工艺,制备了一种医疗器械用耐辐照动态硫化热塑性弹性体(TPV)。通过对不同剂量辐照后TPV的基本理化性质、顶空气相色谱、红外图谱、热稳定性、动态机械性能和力学性能对比分析研究发现,在辐照灭菌(≤40 kGy)后,产品性能未发生变化,可满足常规医疗器械用弹性体制品对耐辐照性能的要求。

挤出过程中热塑性弹性体SIS剪切粘度的研究

研究了3种热塑性弹性体SIS(SIS1105、SIS1209和SIS5562)在挤出过程中的剪切粘度η。结果表明,3种SIS的粘度曲线均表现出“剪切变稀”的特性,即剪切粘度η随剪切速率的增大而降低。3种SIS的零剪切粘度η0分别在180℃、170℃和160℃附近发生了显著的下降,这归因于SIS体系内部发生了粘-流转变。通过Carreau、Cross和Carreau-Yasuda粘度模型对其剪切粘度的主曲线η/η0~η0进行拟合研究,得到了可以描述剪切粘度η随剪切速率而变化的半经验方程η=η0·f(·η0)。

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。

超临界CO_(2)辅助热塑性聚氨酯/热塑性聚酯弹性体的发泡及其回弹特性

为克服热塑性聚氨酯(TPU)发泡后,其发泡材料回弹性不足、压缩强度低及收缩率大等问题,采用热塑性聚酯弹性体(TPEE)改性TPU,并以超临界CO_(2)为发泡剂,制备了TPU/TPEE发泡材料。研究了TPU/TPEE共混物的熔融及结晶行为、流变性能以及TPEE含量对TPU/TPEE发泡材料循环压缩性能、回弹性能、压缩永久变形及发泡性能的影响。差示扫描量热仪与落球回弹、压缩永久形变结果表明,TPEE的加入能使TPU分子链排列的有序性降低,回弹性提高;旋转流变仪结果表明,TPEE的引入可以有效改善共混物熔体的黏弹性,使得弹性作为主导,并显著改善发泡性能;循环压缩结果表明,加入TPEE可以进一步改善泡沫的压缩性能。当添加TPEE的质量分数为7%时,TPU/TPEE发泡体相对于纯TPU泡沫,发泡体落球回弹性提高了7.25%、压缩永久变形值降低了2.84%、压缩强度提高了326%。

共混GAP基含能热塑性弹性体的氢键行为与力学性能

为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固化的GAP热塑性弹性体和IPDI固化的弹性体显示出不同的氢键行为和力学性能,通过物理共混得到了兼具抗拉强度及断裂延伸率的弹性体,50℃下抗拉强度高于1.5MPa,-40℃下延伸率不低于300%,相较于纯HMDI固化的弹性体,低温延伸率提升了约150%,IPDI固化的弹性体高温抗拉强度提升了约1.4MPa,说明通过共混可得到性能更为均衡的含能热塑性弹性体。

基于δ-己内酯的多臂星形热塑性弹性体的合成和性质

以生物基单体δ-己内酯(δCL)和L-丙交酯(L-LA)为原料,以三羟甲基丙烷或季戊四醇为引发剂,通过一锅法顺序加料方式制备了具有明确结构的(PδCL-b-PLLA)n多臂星形嵌段共聚物。使用小角X射线散射表征了(PδCL-b-PLLA)n的微相分离结构。通过单轴拉伸和循环拉伸实验,研究了拓扑结构对(PδCL-b-PLLA)n多臂星形嵌段共聚物力学性能的影响。结果表明:在分子量相同的情况下,星形嵌段共聚物具有比相应的ABA线形嵌段共聚物更高的断裂强度、弹性回复率以及更低的残留应变;与四臂星形嵌段共聚物相比,三臂星形嵌段共聚物表现出更好的拉伸性和弹性回复性。

无机粒子对热塑性聚酰胺弹性体发泡及抗收缩行为的影响:开孔机制揭示

以超临界CO_(2)为发泡剂,制备了低收缩高倍率的热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)/无机粒子微孔泡沫。基于扫描电子显微镜、接触角仪、真密度仪等仪器,并结合间歇发泡实验研究了无机粒子对TPAE发泡及抗收缩行为的影响。结果表明,相比较于滑石粉(Talc),硅酸钙(CaSiO_(3))、碳酸钙(CaCO_(3))以及硅灰石(WI)这3种无机粒子都分别与TPAE间的界面张力更高,表现出明显的热力学不相容行为。通过对泡沫开孔结构形成机制的分析,发现复合物泡沫的开孔率随无机粒子与TPAE基体间界面张力、无机粒子直径以及分布密度的增加而提高。而开孔结构的形成可加快CO_(2)与空气的置换速率,降低TPAE泡沫的收缩。故无机粒子的引入改善了TPAE泡沫的泡孔密度和泡孔结构的均匀性和尺寸稳定性,进而制备出开孔率超过90%、发泡倍率达到20倍、收缩率低于5%的TPAE泡沫,并显著增强了TPAE泡沫的尺寸稳定性。

热塑性弹性体合成与改性的研究进展

热塑性弹性体(TPE)是一种既具有热塑性塑料的可加工性、又具有硫化橡胶弹性的优质聚合物材料。本文综述了四类TPE(苯乙烯类热塑性弹性体SBC、热塑性聚氨酯弹性体TPU、热塑性聚酯弹性体TPEE和动态硫化热塑性弹性体TPV)合成与改性的研究进展,并介绍了新型TPE材料。

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。

热塑性聚氨酯弹性体加强麻醉导管抗拉伸性能的试验研究

以热塑性聚氨酯弹性体(简称TPU)粒料为原材料、采用挤出成型工艺制备TPU加强麻醉导管(简称TPU导管,指管体),研究TPU粒料性能、口模和芯棒直径、工艺参数对TPU导管抗拉伸性能的影响。结果表明,TPU导管主体管TPU粒料牌号为1195A,加强筋TPU粒料牌号为TT-1055D,口模直径为2.8 mm,芯棒直径为1.7 mm,主体管TPU粒料塑化挤出机(25#挤出机)机筒一区、二区和三区温度分别为195,200和207℃,25#挤出机连接件和相应法兰温度分别为195和203℃,加强筋TPU粒料塑化挤出机(20#挤出机)机筒一区、二区和三区温度分别为200,210和215℃,20#挤出机连接件和相应法兰温度分别为195和200℃,机头前模体和后模体的温度分别为195和200℃,口模温度为180℃,25#和20#挤出机螺杆转速均为8.5 r·min-1时,外直径为1.0 mm的TPU导管断裂力达到45.75 N,断裂风险低。

PCDL-PBT热塑性弹性体的合成及性能表征

采用聚碳酸酯二元醇(PCDL)为软段,对苯二甲酸(PTA)和1,4-丁二醇(BDO)共聚物为硬段,合成了一系列PCDL-PBT型热塑性弹性体。通过红外光谱仪表征了弹性体的化学结构,采用差示扫描量热仪以及热重分析仪测试了弹性体的热性能,并测试了其流动性能、动态热机械性能及力学性能。结果表明:合成的聚碳酸酯型弹性体具有良好的热稳定性能;随着弹性体中PCDL含量的增加,其玻璃化转变温度(T_(g))和熔点(T_(m))逐渐降低;弹性体的断裂强度呈现下降趋势,断裂伸长率出现先升高后降低的趋势;弹性体的储能模量下降,损耗因子升高并且向低温方向移动,tanδ峰值由0.157升高至0.284。

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。