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。

环烷油对PP/EPDM动态硫化热塑性弹性体的影响

运用动态硫化法制备聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)动态硫化热塑性弹性体(TPV),研究了EPDM含量对TPV性能的影响,发现PP/EPDM质量比为60/40时,TPV的拉伸性能达到最大,在此优化配比下研究了环烷油充油前后TPV拉伸性能、结晶性能、热稳定性能、动态力学性能及流变性能的变化规律。结果表明,环烷油的加入使得PP/EPDM拉伸强度下降,断裂伸长率增加;环烷油阻碍TPV中PP相的结晶,其结晶、熔融温度及相应焓值在充油过后都有所下降;环烷油降低了TPV的热降解速率,且使TPV中EPDM相和PP相分子链的玻璃化转变温度(T_g)降低,其中EPDM相的T_g降低更明显,同时熔融状态下TPV的复数黏度、储能模量和损耗模量下降,表明熔融状态TPV中聚合物分子链运动能力增加,分子链内摩擦减小,加工性能得到提高。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/聚甲醛动态硫化热塑性弹性体的制备

以1,1-二叔丁基过氧基-3,3,5-三甲基环己烷(Luperox231)/N,N’-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)为硫化体系,采用反应挤出动态硫化法制备了乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)/聚甲醛(POM)动态硫化热塑性弹性体。结果表明,EVA/POM动态硫化热塑性弹性体的综合力学性能明显改善,拉伸强度可达到12 MPa左右,但断裂伸长率较低;螺杆转速和挤出机加工温度对EVA/POM动态硫化热塑性弹性体的力学性能有影响,为制备性能良好的EVA/POM动态硫化热塑性弹性体,螺杆转速设定为250r/min,挤出机加工温度为145~175℃;Luperox231用量的增加使动态硫化热塑性弹性体的拉伸强度和断裂伸长率、永久变形以及肖D硬度均下降,而HVA-2用量的增加使动态硫化热塑性弹性体的拉伸强度和永久变形呈先降低后升高的趋势。

全硫化热塑性弹性体TPV的生产及应用

叙述了全硫化热塑性弹性体TPV的历史及现状,着重对比了目前流行的两类TPV的生产工艺:以Exxon/AES公司的Santoprene产品为主要代表的动态硫化法,和以北京化工研究院所采用的全硫化粉末橡胶与热塑性树脂为原料进行共混为代表的物理共混法。同时,本文还以AES公司的Santoprene产品为例,列出了典型的TPV产品性能及主要生产厂家,并就该产品在各个领域中的应用给出了详细的说明。

溴化丁基橡胶/聚酰胺动态硫化热塑性弹性体的性能与应用研究

以溴化丁基橡胶(BIIR)和聚酰胺(PA)为主体材料,制备BIIR/PA动态硫化热塑性弹性体(TPV)薄膜,并对其性能和应用进行研究。结果表明:BIIR/PA TPV薄膜的拉断伸长率较高,耐伸张疲劳性能和耐热空气老化性能较好,气体阻隔性能优异,特别适合用于轮胎内衬层;将TPV薄膜与过渡层胶片复合作为内衬层试制的轮胎耐久性能、低气压性能和高速性能均符合国家标准要求,质量减小5%以上。

低导电填料含量的PE/ENP全硫化热塑性弹性体导电性能研究

采用双螺杆挤出机将熔点高于聚乙烯(PE)的低熔点合金(LMPA)粉末填充到PE基体中,并将机头温度设定在LMPA熔点附近进行机头拉伸,使LMPA成为超细颗粒均匀分散在PE基体中。超细金属粒子受到PE基体的保护,不会被氧化。将含有LMPA超细颗粒的PE与纳米尺度橡胶粒子(ENP)共混制备出了导电性能得到改善的全硫化热塑性弹性体(TPV)。实验结果表明:多次反复进行机头拉伸、加入少量多壁碳纳米管(MWCNTs)或蒙脱土(MMT)等纳米材料,可使LMPA的粒径进一步减小、分散得更均匀,所制备的全硫化热塑性弹性体尽管含有的导电填料量很小,但导电性能得到明显改善。根据此研究结果,在一定量导电纳米填料的帮助下,通过多次进行机头拉伸,有希望制备出导电填料含量低的导电全硫化热塑性弹性体。

配方工艺参数对动态硫化热塑性弹性体分子结构的影响

提出用流变方法研究动态热塑性弹性体。研究了三元乙丙橡胶-聚丙烯及乙烯-辛烯共聚物取代部分三元乙丙橡胶的热塑性弹性体的分子结构。它既与共混组分比例有关,也与合成和使用条件有关。

动态硫化热塑性弹性体研究进展

对动态硫化热塑性弹性体(TPV)的制备方法、微观结构、性能、改性方法及在汽车、电子等领域的应用进行了综述,并对TPV的发展趋势进行了展望。指出需要对TPV进行改性以制得高性能化和新功能化TPV,扩大其研究与应用范围。

一维多壁碳纳米管增强丁基橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体复合材料的相态结构及热电性能研究

制备一维多壁碳纳米管(MWCNTs)增强丁基橡胶(IIR)/聚丙烯(PP)动态硫化热塑性弹性体(TPV)复合材料,研究IIR/PP用量比(简称橡塑比)对复合材料相态结构、介电性能、导热性能和物理性能的影响。结果表明:复合材料呈现“海-岛”相结构,IIR相以微米级交联颗粒分散在PP相中;MWCNTs主要分散在PP中,随着橡塑比的增大,MWCNTs有少量团聚现象;随着橡塑比的增大,复合材料的交流电导率、介电常数和热导率增大,且橡塑比大于6/4时增速减小;随着橡塑比的减小,复合材料的拉伸强度先增大后减小;当橡塑比为5.5/4.5时,复合材料的物理性能较好。

三嗪成炭剂和聚磷酸铵协同阻燃动态硫化热塑性弹性体阻燃性能及成炭机制

将三嗪成炭剂(CFA)与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),采用极限氧指数、垂直燃烧和锥形量热等测试研究了不同CFA和APP的比例对动态硫化热塑性弹性体(TPV)阻燃性能和力学性能的影响;并用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射和红外光谱分析了残炭的形貌和结构,进一步研究了其成炭机制。研究结果表明,当CFA和APP的质量比为1∶3,总添加量为40%(质量分数)时,TPV/IFR复合材料具有最佳的阻燃性能,LOI达到26.4%,且通过UL-94 V-0级;锥形量热测试表明,TPV/IFR复合材料具有优异的阻燃和抑烟性能;力学性能测试表明,TPV/IFR复合材料仍具有优异的力学性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别为4.19 MPa和391.06%;残炭的形貌和结构分析表明,TPV/IFR复合材料以凝聚相成炭阻燃作用为主,燃烧后形成含有P-O-C和P-O-P交联结构的致密石墨焦炭层,起到隔热隔氧的作用,提高了材料的阻燃性能。

PP/EPDM动态硫化热塑性弹性体的改性研究进展

简要介绍了动态硫化热塑性弹性体(TPV)的技术特点、结构与性能,从力学性能改良、阻燃改性、电性能改良和耐老化性能改良及其它改性方面,阐述了近年来聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM) TPV的改性研究进展情况。最后展望了PP/EPDM TPV的应用前景,并指出实现传统TPV材料的高性能化和新功能化将是今后PP/EPDM TPV的研究重点。

硫化热塑性弹性体

美国《橡胶世界》2007年236卷4期132页报道：

一种动态硫化热塑性弹性体的制备方法

本发明涉及一种动态硫化热塑性弹性体的制备方法，操作步骤如下：1）反应性一步料制备：将除硫化剂和促进剂之外的原料，包括部分橡胶、塑料、填料、软化剂、老化剂和加工助剂进行熔融共混造粒；2）硫化剂母胶的制备：将硫化剂与部分橡胶共混造粒；3）促进剂母胶的制备：将促进剂与部分橡胶共混造粒；4）动态硫化：将上述三步制备的反应性一步料、硫化剂母胶、促进剂母胶混合进行动态硫化。该方法制造出的弹性体具有高流动性、高弹性、低硬度的特点，而且在工艺上还具有设备适用广、制备工艺简单、加工窗口宽等优点。

EPDM和动态硫化热塑性弹性体的最新研究进展

几乎所有机械设备都使用减振装置来吸收振动产生的能量。由于EPDM橡胶具有卓越的耐臭氧性能和高弹性，因而可用于动态应用场合。高分子量聚合物（门尼粘度〉200）一般具有较好的弹性，通常在高分子聚合物中添加一定质量分数的油，以便使高分子量聚合物易于混炼和加工。充油弹性体在配合方面有一定的限制，在胶料配方中，添加的油量或油的种类不一定合适，可能会影响材料的选用。此外，填充油消耗了珍贵的生产厂产能。因此，最大限度减小油用量的高分子结构是有益的。

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。

硫化体系对动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体性能的影响

通过动态硫化法制备三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)动态硫化热塑性弹性体(TPV)材料,在固定邵尔A硬度的前提下,研究了硫化剂双叔丁基过氧化二异丙基苯(BIBP)和交联助剂三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)及N,N′-间苯基双马来酰亚胺(HVA 2)对TPV硫化特性、拉伸性能及压缩永久变形的影响。结果表明,添加2份TAIC及0.5份HVA 2,可将硫化剂BIBP用量降至0.5份,并显著提升EPDM/PP TPV材料的拉伸强度,降低材料的压缩永久变形。

锌离聚物原位诱导环氧橡胶动态硫化制备聚乳酸基热塑性弹性体

聚乳酸(PLA)是一种原料来源于可再生资源的可生物降解聚酯材料,具有广阔的发展前景,以PLA为基体制备的动态热塑性硫化弹性体(TPV)符合可持续发展要求。为了制得新型生物基TPVs,并研究温度和EMAA-Zn用量等因素对材料力学性能及微观形态的影响,分别以PLA和聚(乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸环氧甘油酯)三元环氧橡胶(EBA-GMA)为塑料和橡胶相,聚(乙烯-丙烯酸)锌离聚物(EMAA-Zn)为硫化剂,通过动态硫化法制备了PLA基TPV材料。结果表明:在一定温度范围内(185~210℃),升高温度有利于ENA-GMA的交联,该体系最佳混炼温度为210℃。由力学性能数据分析得到,当PLA/EBA-GMA/EMAA-Zn三元TPV共混体系质量比为30.0∶70.0∶7.5时,样品的力学性能最佳,拉伸强度为14.2 MPa,拉断伸长率高达500%,而当EMAA-Zn质量分数较高(≥7.5%)时,样品的表面硬度逐渐变大,样品的断裂伸长率开始下降。从扫描电镜和透射电镜照片可知PLA基TPV样品呈现出TPV特有的"海-岛"相结构,即PLA为连续相,橡胶为分散相。这意味着反应后体系发生了相反转。

反应挤出动态硫化热塑性弹性体的研究进展

综述了反应挤出动态硫化热塑性弹性体的国内外研究进展,论述了该技术的特征、工艺控制要点、设备要求及动态硫化过程,并针对现有不足,展望了反应挤出动态硫化热塑性弹性体的发展方向.

动态硫化PP/EPDM/SSBR热塑性弹性体的制备与性能研究

研究动态硫化聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)/溶聚丁苯橡胶(SSBR)热塑性弹性体(TPV)的制备方法与性能影响因素。结果表明:酚醛树脂含量增大对TPV的加工性能影响较大;用挤出法制备的TPV性能优于用密炼法制备的TPV;螺杆转速为450 r·min-1,酚醛树脂含量(酚醛树脂与橡胶相的质量比)为6%,挤出加工2~3次时TPV的加工性能和物理性能较好;采用低苯乙烯含量的SSBR有利于减小TPV的永久变形性能,采用高苯乙烯含量的SSBR可以提高TPV的拉伸强度和硬度。

用密炼机生产动态硫化热塑性弹性体

在理想情况下，动态硫化热塑性弹性体（TPE-V）通常是把弹性体的使用性能与热塑性塑料的加工性能组合在一起。热塑性弹性材料根据其特殊的性能，在许多用途中能够取代热塑性塑料或常用的橡胶产品。在对动态硫化热塑性弹性体生产中，采用双螺杆挤出机用连续加工工艺类似于当今技术的热塑性塑性加工水平。然而，橡胶加工工业的许多企业为制备胶料而采用水冷却的密炼机。