论文摘要
本研究通过动态硫化法制备了乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）/顺丁橡胶（BR）共混型热塑性硫化胶（TPV）,系统研究了组分及制备工艺对TPV微观结构和机械力学性能的影响,并对TPV的动态黏弹行为、TPV的微观结构、返炼及紫外光老化等性能进行了系统研究,研究结果如下:（1）采用不同加料方式制备了系列TPV,其力学性能的对比表明,母胶法为最佳的工艺路线。通过改变橡塑共混比,制备出系列的EVA/BR TPV,并对其力学性能和微观相态结构进行研究。在保持热塑性硫化胶一定的硬度、力学性能的前提下,选择EVA/BR TPV的共混比在50/5035/65之间为宜。（2）研究硫化体系中硫磺含量对TPV性能的影响。当硫磺含量在11.5phr时,EVA/BR TPV的综合性能较佳。EVA/BR TPV相差显微镜照片显示出典型海岛状结构,分散相的粒子尺寸在5～10μm。EVA/BR TPV的拉伸断面SEM照片显示出树脂相和橡胶相之间结合较好。（3）研究了DOP和POE对TPV性能的影响。当TPV中DOP加入量低于5phr时,对EVA/BR TPV力学性能的改善效果较明显;而当DOP的含量继续提高后,其拉伸强度、永久形变、断裂伸长率和撕裂强度则呈下降趋势。TPV中POE的加入能显著降低EVA/BR TPV的硬度,且POE含量在5phr～10phr时,效果较好。（4）研究了HDPE及炭黑对EVA/BR TPV的增强效果。HDPE对EVA/BR TPV具有良好的增强效果,随着HDPE含量的提高,TPV的拉伸强度、硬度、拉伸永久形变和撕裂强度逐渐升高,而断裂伸长率先升高后降低;从EVA/HDPE/BR TPV的拉伸断面SEM图片中可看出,断面起伏较大,能观察到明显的塑性变形和撕裂带。炭黑的加入能显著改善TPV的力学性能,断面SEM图中断面起伏较大,有明显的撕裂带。（5）系列EVA/BR TPV刻蚀样品的微观结构研究表明,在刻蚀后的TPV表面能观察到明显的椭圆形的橡胶分散相粒子,而且分散相的界面较明显,橡胶分散相粒子的尺寸较为均匀,平均的尺寸在5～10μm。（6）采用RPA对EVA/POE/BR TPV的动弹黏弹行为进行了系统的研究。结果表明,POE改性后的TPV随着扫描频率的增加,储能模量、损耗模量和复合模量逐渐升高,加入POE后的TPV的损耗因子随频率的增加而逐渐降低;在温度扫描模式中,由于EVA是半结晶的基体连续相,因而在EVA的熔融位置出现了损耗峰,同时在高温条件下大分子链间的缠绕和内摩擦力增强,导致了损耗因子的提高;在应变扫描中,储能模量、损耗模量和复合模量在一定的范围内发生显著上升,而当应变大于20%之后则显著下降;应变很小时,损耗因子基本保持不变,当应变达到60%后,两相间的界面作用受到严重破坏,损耗因子发生突变,急剧上升。（7）对EVA/HDPE/BR TPV体系的返炼及热老化的力学性能进行了研究。结果表明,经过240h紫外光加速老化条件下,拉伸强度、撕裂强度的维持率分别为77%及65%以上,表明该体系具有良好的耐紫外老化性能;返炼对动态硫化体系的性能影响不大,经过五次返炼后,TPV的拉伸强度和撕裂强度的维持率分别为78%和92%以上,表明该体系具有良好的重复加工性。
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摘要ABSTRACT第一章 综述1.1 热塑性弹性体的概述1.1.1 热塑性弹性体的分类1.1.2 热塑性弹性体的发展进程1.2 动态硫化热塑性弹性体的概述1.2.1 动态硫化技术及其研究历史1.2.2 动态硫化的机理1.2.3 动态硫化热塑性硫化胶的制备技术1.2.4 动态硫化热塑性硫化胶的力学性能1.2.4.1 TPV 的力学性能1.2.4.2 TPV 高弹性的原因1.2.5 动态硫化热塑性硫化胶的微观结构表征方法1.2.6 动态硫化热塑性硫化胶相容性的改善1.2.7 TPV 的应用领域及发展前景1.3 EVA/BR TPV 的研究1.4 选题的目的、意义和研究内容第二章 实验部分2.1 实验主要原料2.2 主要仪器设备2.3 TPV 的制备方法2.4 性能测试方法2.4.1 力学性能测试2.4.1.1 拉伸强度、定伸强度及扯断永久形变的测试2.4.1.2 硬度实验2.4.1.3 撕裂强度实验2.4.2 微观相态结构表征2.4.2.1 扫描电镜分析2.4.2.2 相差显微镜分析2.4.3 橡胶静态硫化曲线测定2.4.4 动态黏弹性能测试2.4.5 溶出物测试2.4.6 紫外光老化及返炼性能测试第三章 结果与讨论3.1 TPV 的制备工艺及组分对性能的影响3.1.1 硫化时间的确定3.1.2 动态硫化加料方式对EVA/BR TPV 力学性能的影响3.1.3 不同共混比的EVA/BR TPV3.1.3.1 EVA 及不同共混比的EVA/BR TPV 的应力-应变曲线3.1.3.2 不同共混比的EVA/BR TPV 的力学性能3.1.3.3 不同共混比的EVA/BR TPV 拉伸断面形貌3.1.4 硫磺用量对EVA/BR TPV 性能的影响3.1.4.1 硫磺用量对BR 混炼胶硫化行为的影响3.1.4.2 硫磺用量对BR 静态硫化胶力学性能的影响3.1.4.3 硫磺用量对BR/EVA 热塑性硫化胶力学性能的影响3.1.4.4 BR/EVA TPV 的微观形态和拉伸断面的形貌3.1.5 DOP 的含量对EVA/BR TPV 性能的影响3.1.6 POE 含量对EVA/BR TPV 性能的影响3.1.7 增强剂对EVA/BR TPV 性能的影响3.1.7.1 HDPE 增强剂对EVA/BR TPV 性能的影响3.1.7.2 炭黑增强的EVA/BR TPV3.1.7.3 白炭黑增强的EVA/BR TPV3.1.8 增容剂对EVA/BR TPV 性能的影响3.1.9 废胶粉对EVA/BR TPV 性能的影响3.2 EVA/BR 系列 TPV 的微观扫描结构研究3.2.1 EVA/BR TPV 刻蚀前后的扫描电镜图3.2.2 EVA/BR/DOP TPV 刻蚀后的扫描电镜图3.2.3 EVA/POE/BR TPV 刻蚀后的扫描电镜图3.2.4 EVA/HDPE/BR TPV 刻蚀后的扫描电镜图3.2.5 炭黑增强的EVA/BR TPV 刻蚀后的扫描电镜图3.3 EVA/POE/BR TPV 的黏弹行为研究3.3.1 POE 为变量的EVA/POE/BR TPV 体系的频率扫描3.3.2 POE 为变量的EVA/POE/BR TPV 体系的温度扫描3.3.3 POE 为变量的EVA/POE/BR TPV 体系的应变扫描3.4 紫外光老化性能及返炼加工性能3.4.1 紫外光老化后EVA/HDPE/BR TPV 的性能3.4.2 返炼后EVA/HDPE/BR TPV 的性能3.5 动态硫化 EVA/EPDM 热塑性弹性体的初探3.5.1 引言3.5.2 实验部分3.5.2.1 原材料3.5.2.2 基本配方3.5.2.3 主要设备和仪器3.5.2.4 试样制备3.5.2.5 性能测试3.5.3 结论3.5.3.1 纯EVA、EVA/EPDM 型TPV 及EPDM 静态硫化胶的应力-应变曲线3.5.3.2 动态硫化EPDM/EVA 型TPV 的力学性能3.5.3.3 EVA/EPDM 型TPV 的微观相结构第四章 结论参考文献致谢攻读学位期间发表的学术论文攻读学位期间的获奖情况
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