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氯丁橡胶(CR)是由2-氯-1,3-丁二烯聚合而成的高分子弹性体,是我国合成橡胶最早工业化生产的品种。由于氯丁橡胶分子结构排列的规整度较高,又有较强的极性,因而氯丁橡胶胶粘剂具有许多优良的特性。目前,随着多种新材料的不断涌现,对氯丁橡胶胶粘剂的粘接能力要求越来越高,传统的普通氯丁橡胶胶粘剂已经不能满足生产和实践的需求,多种改性研究不断推动其向前发展,而其中最常用的改性方式就是共混改性,通过添加其他聚合物与之共混,不但可以满足粘接能力的需求,还可以降低成本,提高材料利用率等。
本文引入聚氯乙烯为改性聚合物,在交联剂2,4,6-三硫醇基硫代三嗪(TCY)的作用下与氯丁橡胶混炼,最终制得PVC-CR共混物,并分析了PVC与CR的相容性。
运用扫描电子显微镜(SEM)对PVC/CR的共混情况进行了仔细的观察和分析,结果显示在PVC/CR共混时,混炼的条件和工艺对共混产物有一定的影响,选择合适的混炼温度,采用先塑炼后薄通的工艺将会促进PVC/CR的相容性;交联剂TCY对PVC/CR共混物有明显的增容作用,随着PVC在共混物中所占百分比的提高,交联剂的作用越来越不明显,当PVC含量超过70%时,PVC与CR无法实现较好的相容效果。
运用热重分析法(TG)和差示扫描量热分析法(DSC)对PVC/CR共混物进行了进一步的分析,结果得出,CR与PVC在合适比例的情况下可以实现良好的相容效果。PVC所占比重越大,共混物中所包含的成分越多,PVC与CR相容的可能性越小,从而从物质的形态角度验证了SEM关于交联剂TCY对于PVC/CR共混物明显的增容作用。
运用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对PVC/CR共混物的结构进行了测定,结果表明,CR与PVC在共混后特征峰均发生飘移或伸缩,表明二者共混后已经形成了有别于CR与PVC的结构,说明在试验条件内,PVC与CR产生了相容作用。傅立叶红外光谱分析进一步验证了PVC与CR的相容性,并分析了TCY对PVC/CR共混物的增容机理。
计算了PVC-CR共混物中各成分的溶解度参数,并经过多次试验优化出了一系列合适的环保型溶剂来研制PVC-CR共溶胶粘剂。从30个可能溶解PVC/CR共混物的溶剂方案中,优化出四个溶剂方案,并获得了良好的溶解效果。
研究了由酚醛/萜烯树脂和酚醛/松香树脂组成的增强/增粘体系对共溶体系和应用性能的影响。得出了不同构成体系对这些性能影响的规律;研究表明,增强/增粘体系对性能有明显的影响,其中酚醛席烯树脂对胶液性能的影响比酚醛/松香树脂突出;随着混合树脂中酚醛树脂所占比例增大,胶液的各项指标均有明显改善的趋势,其对胶液性能的改进起到了重要作用。