EPDM/PP热塑性硫化胶的制备及其OMMT纳米复合材料研究

EPDM/PP热塑性硫化胶的制备及其OMMT纳米复合材料研究

论文摘要

本课题利用双螺杆挤出机制备了EPDM/PP热塑性硫化胶,对橡塑比例、增塑体系、硫化体系、填充补强体系等基础因素对复合材料性能的影响进行了研究。测试了热塑性硫化胶的力学性能、耐油性能、加工流动性能;通过自制的纳米改性有机蒙脱土对热塑性硫化胶进行了填充补强,探索了有机蒙脱土的最佳含量、加入顺序和三种硫化体系下的补强效果,并运用X-衍射、TGA、TEM等手段对制备的复合材料进行结构表征及性能分析研究。测试表明,随着塑料比例的提高,复合材料的硬度和强度随之提高,耐油性能和加工性能也有所增强,但是其弹性却越来越差,永久变形越来越大;增塑体系对复合材料性能影响很大,与其他增塑体系相比,白油的综合效果最佳,不同性能的复合材料用量也不尽相同;硫化体系对热塑性硫化胶起着重要的作用,关系到整个材料的性能,三种体系相比,自配的复合A硫化体系显示了良好的性能;在白炭黑、碳酸钙、滑石粉、高岭土填料中,白炭黑综合性能稍好。将EPDM/PP/有机蒙脱土(OMMT)熔融挤出共混,成功制备出了EPDM/PP/OMMT纳米复合材料,考察了不同含量的OMMT、OMMT的加入顺序、OMMT在不同硫化体系下对共混物的性能影响。透射电子显微镜(TEM)观察发现,制备出了以剥离型为主、插层型少量存在的纳米复合材料,蒙脱土片层在橡胶基体中均匀分散,尺寸都在10nm以下,X-射线衍射测试也证实了这种观点;综合性能测试表明,OMMT对复合材料的补强效果是明显的,随着OMMT量的增加,力学性能呈现出先上升后下降的趋势;未加入补强填料的EPDM/PP热塑性硫化胶拉伸强度为4.1MPa,当OMMT加入量仅为3份时,其拉伸强度就达到了5.1MPa,提高了24.4%;其耐溶剂性能也大大提高,溶胀指数从1.25下降到0.9,下降了38.9%;采用将OMMT先与EPDM共混后复合挤出的制备工艺要好于后加入的制备工艺;增塑剂的加入降低了TPV中PP相的熔融结晶温度,但OMMT的加入对其影响不大;TGA测试表明,OMMT有效降低了交联EPDM相的失重温度,使TPV的热稳定性能有一定的提高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 热塑性弹性体概况
  • 1.2 热塑性硫化胶概况
  • 1.3 动态硫化型热塑性弹性体EPDM/PP的概况
  • 1.4 OMMT纳米复合材料应用与研究进展
  • 1.5 本课题研究的主要内容、目的和意义
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 主要实验原料
  • 2.2 主要实验仪器设备
  • 2.3 试样的制备
  • 2.4 复合材料的性能测试
  • 第三章 EPDM/PP热塑性硫化胶的制备与研究
  • 引言
  • 3.1 不同橡塑比对复合材料性能的影响
  • 3.2 增塑体系对复合材料性能的影响
  • 3.3 硫化体系对复合材料性能的影响
  • 3.4 填料体系对复合材料性能的影响
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的制备与研究
  • 引言
  • 4.1 不同含量OMMT对复合材料性能的影响
  • 4.2 OMMT加料顺序的研究
  • 4.3 OMMT在不同硫化体系下的性能研究
  • 4.4 EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的X-衍射分析
  • 4.5 EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的亚微观结构
  • 4.6 EPDM/PP/OMMT纳米复合材料的热力学性能研究
  • 4.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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