水性三元乙丙橡胶合成的研究

论文摘要

三元乙丙橡胶因其卓越的耐候性、耐热性、抗老化、抗臭氧、耐化学介质、耐低温、绝缘性好等特点,被广泛用于汽车、电线电缆、建筑等工业以及共混改性等领域。但三元乙丙橡胶主链是不含双键的完全饱和的直链型结构,因此自粘、互粘性差,而且其本身的着色、印刷、电镀都较困难。这一特性使三元乙丙橡胶的推广应用受到较大的制约。因此,对三元乙丙橡胶改性的研究和开发,不仅可以解决三元乙丙橡胶产品自身存在的不足,而且还可以提高三元乙丙橡胶产品的附加值,使得产品的牌号增加,其应用领域得以拓宽。本文分别采用接枝共聚法、臭氧氧化法制备了水性三元乙丙橡胶。接枝共聚法是以Span80为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,采用乳液聚合合成了EPDM-g-AMPS接枝共聚物。通过对聚合工艺条件及过程的研究,确定了适宜的聚合工艺条件为：反应温度55℃、时间4h、EPDM/AMPS质量比为2、引发剂量为AMPS质量的0.8%、AMPS中和度为110%。用傅立叶红外光谱表征了接枝共聚物的结构。对在适宜工艺条件下所得的乳液进行了宏观物性测定,结果表明,在此条件下可获得固含量为74%,稀释性稳定的共聚乳液。臭氧氧化法是以臭氧为氧化剂,合成了官能团化的三元乙丙橡胶。再以Tween60为乳化剂,将官能团化的三元乙丙橡胶再乳化成O/W型水性乳液。确定了适宜的反应温度为70℃、反应时间2 h、EPDM用量1.0 g、臭氧的浓度20 mg/L、溶剂用量27.0 g时,官能团化三元乙丙橡胶的转化率最高可达63%。傅立叶红外光谱分析确定了官能团化的三元乙丙橡胶的生成。对在适宜工艺条件下所得的乳液进行了宏观物性测定,结果表明,在此条件下可获得固含量70%,稀释性稳定的乳液。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 乙丙橡胶概述
• 1.1.1 乙丙橡胶的发展现状
• 1.1.2 丙橡胶的主要性能
• 1.2 丙橡胶的改性研究
• 1.2.1 丙橡胶的物理改性
• 1.2.2 乙丙橡胶的化学改性
• 1.3 乙丙橡胶的应用
• 1.3.1 汽车工业
• 1.3.2 建筑行业
• 1.3.3 电气和电子行业
• 1.3.4 再生利用
• 1.4 乳液聚合方法
• 1.4.1 常规乳液聚合
• 1.4.2 无皂乳液聚合
• 1.4.3 细乳液聚合
• 1.4.4 微乳液聚合
• 1.4.5 种子分散聚合法
• 1.4.6 反相乳化法
• 1.5 本研究的意义及拟开展的研究工作
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 接枝共聚法合成EPDM水性乳液
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 实验装置图
• 2.4 接枝共聚反应过程
• 2.4.1 乳化
• 2.4.2 聚合
• 2.4.3 接枝物的提纯
• 2.4.4 典型实验配方
• 2.5 表征
• 2.5.1 共聚物结构表征
• 2.5.2 共聚接枝率
• 2.5.3 共聚乳液的性质
• 2.5.3.1 共聚物的固含量
• 2.5.3.2 共聚物的稀释稳定性
• 2.6 结果与讨论
• 2.6.1 乳化实验
• 2.6.1.1 乳化剂种类及用量的确定
• 2.6.1.2 乳化剂的加入方法
• 2.6.1.3 接枝物的红外光谱分析
• 2.6.2 合成工艺条件实验
• 2.6.2.1 实验原理
• 2.6.2.2 AMPS接枝EPDM反应条件
• 2.6.2.3 性能测试
• 2.6.3 本章小结
• 第三章 臭氧氧化法制备EPDM水性乳液
• 3.1 实验原料
• 3.2 实验仪器
• 3.3 实验装置图
• 3.4 官能团化产物的制备及提纯
• 3.4.1 官能团化产物的制备
• 3.4.2 官能团化产物的提纯
• 3.4.3 官能团化产物的乳化
• 3.4.4 典型乳化配方
• 3.4.5 表征
• 3.4.5.1 结构表征
• 3.4.5.2 转化率
• 3.4.5.3 官能团化产物的乳液的性质
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 EPDM官能团化产物的红外光谱分析
• 3.5.2 三元乙丙橡胶官能团化反应条件
• 3.5.2.1 反应温度
• 3.5.2.2 反应时间
• 3.5.2.3 橡胶用量
• 3.5.2.4 臭氧的浓度
• 3.5.2.5 溶剂用量
• 3.5.3 性能测试
• 3.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果