CM/EVA动态硫化热塑性弹性体的研究

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热塑性硫化胶(TPV)以其简单的加工方法和优异的性能得到广泛使用,本论文采用动态硫化法制备了氯化聚乙烯橡胶(CM)/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA) TPV,通过差示扫描量热法(DSC)、红外光谱(FTIR)、橡胶加工分析仪(RPA)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了CM与EVA之间的相容性、动态硫化工艺、橡塑比、增强体系及阻燃体系对TPV物理机械性能、动态力学性能、流变性能、微观结构以及阻燃性能的影响。旨在制备出具有良好阻燃性能且可重复加工利用的CM/EVA,扩大其应用领域。(1)研究CM与EVA的相容性,DSC表明CM/EVA的玻璃化转变温度(Tg)介于CM和EVA之间,二者相容性较好;FTIR谱图中CM和EVA的特征峰发生了移动,表明CM和EVA发生了一定程度反应;流变性能研究表明随着剪切速率的增加,CM、EVA及CM/EVA呈现“剪切变稀”行为,当达到较高的剪切速率时,黏度相差不大。(2)考察动态硫化工艺对CM/EVA性能和微观结构的影响,选出最适宜工艺:初始加工温度150℃、混炼转速60 r/min、动态硫化时间13 min及橡塑比60/40,由此工艺制备的TPV微观相态结构为“海-岛结构”,橡胶粒子尺寸较小约1μm;“返炼”五次后断裂伸长率保持率为95%,表明此TPV具有良好的可重复加工性。(3)优化TPV硫化体系和增强体系,结果表明选用三唑二巯基铵盐(FSH)硫化剂时,TPV中橡胶粒子尺寸及分布均匀,拉伸强度11.13MPa,力学性能最好;选用高密度聚乙烯(HDPE)和炭黑增强TPV,当CM/EVA/HDPE/炭黑为60/25/15/12时TPV的拉伸强度达到最大值12.01 MPa,断裂伸长率301%,性能最佳。(4)研究可膨胀石墨(EG)、聚磷酸铵(APP)阻燃TPV,结果表明EG粒径增加至75μm时,TPV的极限氧指数(LOI)增加至34.2%;EG用量增加到塑料相的40%,TPV的LOI为33.8%,UL-94达到V-0级,残炭量增加;EG与APP复配比例为3/1时TPV的拉伸强度为11.82MPa, LOI值为31.8%,UL-94达到V-0级。
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