三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶细观力学数值模拟分析Ⅱ.三元乙丙橡胶结构对细观力学性能的影响

通过建立三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性硫化胶(TPV)的细观尺寸多颗粒随机分布的RVE模型,研究了分散相EPDM粒子形状及大小、间距对TPV应力和弹性模量的影响。结果表明,在分散相EPDM体积分数不变的条件下,EPDM粒子形状越接近圆形,TPV的应力值越低,EPDM粒径的减小可提高TPV的弹性模量;EPDM粒子间距增大,TPV的应力值下降,TPV中EPDM体积分数越高,其应力值受EPDM粒子间距的影响越显著。     

动态硫化对三元乙丙橡胶/聚丙烯共混体系等温结晶行为和形态结构的影响

研究了三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)共混物和动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体(TPV)的等温结晶行为及形态结构,并用Avrami方程对其进行等温结晶动力学分析。结果表明,EPDM/PP共混物和EPDM/PP TPV的等温结晶行为符合Avrami方程,在相同的结晶温度下,TPV比共混物的Avrami指数小,半结晶时间短,结晶速率常数大;EPDM/PP共混物为双连续相结构,而EPDM/PP TPV是以硫化的细小橡胶颗粒为分散相、PP为连续相的"海-岛"结构,橡胶颗粒尺寸约为0.5μm。     

三元乙丙橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体的相态结构

用扫描电镜研究了三元乙丙橡胶(EPDM)聚/丙烯(PP)动态硫化热塑性弹性体(TPV)相态结构的形成过程,探讨了交联密度、制备工艺、螺杆转速对EPDM/PP TPV相态结构的影响。结果表明,采用以酚醛树脂为硫化剂的动态硫化工艺制备的EPDM/PP TPV,其相态结构实现了由EPDM和PP组成的双连续相到以EPDM为分散相、PP为连续相的转变;当硫化剂用量为7份时,橡胶相硫化速率和交联密度最大;当螺杆转速为180 r/m in时,反应性挤出工艺较之密炼机工艺制备的EPDM/PP TPV的橡胶粒子更细小、分散更均匀。     

三元乙丙橡胶/聚丙烯体系动态硫化速率及热塑性弹性体定伸应力的影响因素

采用转矩流变仪制备了动态硫化三元乙丙橡胶（EPDM）/聚丙烯（PP）热塑性弹性体（TPV）,考察了EPDM/PP共混物的硫化速率及TPV定伸应力的影响因素。结果表明,提高混炼温度、转速及减少EPDM充油量可以提高硫化速率,当混炼温度为195℃、转速为50 r/min、充油质量分数为30%时,TPV的定伸应力达到最大值;随着低双键含量的EPDM（LEPDM）含量的增加,EPDM/PP共混物的硫化速率和TPV的定伸应力逐渐减小,当LEPDM质量分数达到60%时,硫化速率和定伸应力趋于稳定。     

交联剂1,2-聚丁二烯在三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶中的作用

研究了交联剂1,2-聚丁二烯在三元乙丙橡胶(EPDM)／聚丙烯(PP)热塑性硫化胶(TPV)中的作用。结果表明,在EPDM用量高的TPV中,1,2-聚丁二烯能够提高材料的交联密度;在EPDM用量低的TPV中,1,2-聚丁二烯则起到了增塑剂的作用。随着PP用量的增加,EPDM交联程度对TPV体系性能的影响不再明显。     

环烷油对PP/EPDM动态硫化热塑性弹性体的影响

运用动态硫化法制备聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)动态硫化热塑性弹性体(TPV),研究了EPDM含量对TPV性能的影响,发现PP/EPDM质量比为60/40时,TPV的拉伸性能达到最大,在此优化配比下研究了环烷油充油前后TPV拉伸性能、结晶性能、热稳定性能、动态力学性能及流变性能的变化规律。结果表明,环烷油的加入使得PP/EPDM拉伸强度下降,断裂伸长率增加;环烷油阻碍TPV中PP相的结晶,其结晶、熔融温度及相应焓值在充油过后都有所下降;环烷油降低了TPV的热降解速率,且使TPV中EPDM相和PP相分子链的玻璃化转变温度(T_g)降低,其中EPDM相的T_g降低更明显,同时熔融状态下TPV的复数黏度、储能模量和损耗模量下降,表明熔融状态TPV中聚合物分子链运动能力增加,分子链内摩擦减小,加工性能得到提高。     

酚醛树脂动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的动力学研究

以二水合氯化亚锡为催化剂制备酚醛树脂动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体(TPV),研究酚醛树脂和二水合氯化亚锡用量对EPDM/PP TPV硫化特性的影响以及助交联剂氧化锌和高乙烯基聚丁二烯(HVPBd)在硫化体系中的作用。结果表明：随着酚醛树脂用量的增大,EPDM/PP TPV的t₉₀略有延长;随着二水合氯化亚锡用量的增大和硫化温度的升高,EPDM/PP TPV的t₉₀明显缩短,硫化反应速率常数明显增大,硫化反应活化能先减小后增大;氧化锌和HVPBd可用于控制EPDM交联密度大小,提高EPDM/PP TPV的加工性能及抗压缩永久变形性能。     

化学发泡法制备发泡三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶Ⅰ.挤出工艺参数

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,采用单螺杆挤出机制备了发泡三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性硫化胶(TPV),探讨了挤出温度、机头温度及螺杆转速对发泡TPV性能及形态结构的影响。结果表明,在保证EPDM/PPTPV充分塑化熔融及顺利挤出的前提下,较低的挤出温度和机头温度有利于制备密度低、泡孔尺寸小且分布均匀、表面光洁度高的发泡TPV,最佳的挤出温度和机头温度分别为185,170℃;随着螺杆转速的提高,发泡TPV的密度和拉伸性能均先降低后增高;泡孔平均直径基本不变,泡孔面密度先增大后减小,泡孔尺寸分布先变窄后变宽,最佳的螺杆转速为65r/min。     

EPDM/POE/PP热塑性硫化橡胶材料的制备及性能研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)/乙烯-辛烯共聚物(POE)/聚丙烯(PP)为原料,在PP含量固定的情况下,将POE部分取代EPDM,采用动态硫化技术制备出EPDM/POE/PP三元热塑性橡胶材料(TPV),研究不同含量的POE对材料力学性能、流变性能和微观形貌的影响。结果显示,随着POE含量的增加,三元TPV材料的硬度和熔体质量流动速率不断增大;拉伸强度和断裂伸长率呈线性增大,当EPDM/POE/PP比例为45/40/15时,材料力学性能达到最大值。流变性能和微观形貌分析结果表明,EPDM/POE/PP三元TPV材料具有良好的综合性能。     

硫化体系对EPDM/PP TPV性能的影响

采用动态硫化的方法用双螺杆挤出机制备三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)热塑性弹性体(TPV),研究了硫化体系的变化对TPV熔体流动性、邵尔硬度、拉伸强度、断裂伸长率、100%定伸应力等性能的影响,表征了其微观结构。结果表明,EPDM均匀地分散在PP连续相中,粒经约为0.5μm;随着酚醛树脂硫化体系含量的增加,EPDM大分子链之间相互交联密度增大,使TPV的熔体流动速率减小,体系的硬度增大,但当硫化剂含量过大时,体系的硬度降低;增加酚醛树脂/促进剂的含量,体系的拉伸强度、断裂伸长率和100%定伸应力均增加,但是当硫化剂用量超过一定值时,体系的拉伸强度和断裂伸长率下降,而100%定伸应力变化不大,在生产中需要根据产品最终用途来确定硫化剂使用的最佳量。     

低密度聚乙烯/三元乙丙橡胶热塑性硫化胶的压缩应力弛豫及其可逆回复

采用动态硫化法制备了低密度聚乙烯(LDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)热塑性硫化胶(TPV),并对其力学性能、微观结构、压缩应力弛豫及其可逆回复进行了研究。结果表明,当LDPE/EPDM质量比为50/50时TPV的综合性能较佳,EPDM硫化胶粒子尺寸为3~5μm,均匀地分散在刻蚀试样表面。随着LDPE用量的增加或压缩应变的增大,应力弛豫现象趋于显著。随着热处理温度升高或热处理时间的延长,TPV压缩应力弛豫的可逆回复程度提高。     

Abaqus二次开发在三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体二维细观模型中的应用

针对采用手工方法建立三元乙丙橡胶（EPDM）/聚丙烯（PP）热塑性弹性体有限元模型工作效率极低的问题,采用Python语言对Abaqus GUI进行二次开发,建立模型相关界面。结果表明：通过界面输入相关模型参数可快速建立满足不同仿真分析要求的有限元模型,极大地简化了模型建立工作。蒙特卡洛方法可以建立具有不同特点EPDM/PP细观尺度有限元模型。     

纳米碳酸钙填充改性动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯体系研究

研究了纳米碳酸钙填充改性动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)体系(TPV).结果表明:随着纳米碳酸钙(nano-CaCO3)用量的增加,TPV体系白度增加,色相慢慢偏向黄绿相;nano-CaCO3质量分数范围在6.99％～13.07％,色相稳定.另外,随着纳米碳酸钙用量的增加,拉伸强度先降低,直至质量分数达到9.52％后,变化趋于平缓;断裂伸长率先增加,至质量分数超过8.27％后,平缓降低;硬度在一个较小的范围波动,但呈上升趋势.同时,应用扫描电子显微镜( SEM)研究了拉伸断裂样条的表观形貌和纳米碳酸钙在TPV中的分散状态.流变曲线表明:添加棒槌状纳米碳酸钙能降低体系的黏度,但质量分数达到6.99％以后,流变曲线基本不变.热重分析(DTG)的结果和实际的EPDM/PP的配方组分基本符合,可作为对TPV进行组分分析的依据.     

动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的研究进展

介绍动态硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体(TPV)的发展历程、配合体系、动态硫化工艺、应用领域和发展前景。相较于传统橡胶,动态硫化TPV作为新一代橡胶产品的典型代表,无论在生产工艺还是性能上均具有较大优势,且TPV对环境的影响较小,符合绿色环保理念。未来EPDM/PP TPV的研究方向将主要集中在环保、低挥发性有机物、高性能化和多功能化等方面。     

环烷油填充EPDM/PP TPV的性能研究

在双螺杆挤出机上采用动态硫化的方法制备三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)热塑性弹性体(TPV),研究了橡塑比的变化对TPV性能的影响及环烷油添加量对热塑性弹性体交联密度、拉伸性能、流动性能、回弹性和邵尔A硬度等的影响。结果表明:橡塑比在1.53~1.47之间,当橡塑比比值为1.47时,EPDM/PP TPV的综合性能为最佳;环烷油对TPV的交联密度没有影响,随着充油量的增加,TPV的熔体流动速率也随之升高,而硬度和回弹性降低,拉伸强度和100%定伸应力均呈降低趋势。环烷油充入量应保持在15%~20%之间。     

TAIC对动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体性能的影响

研究了交联助剂三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)对以三元乙丙橡胶(EPDM)和聚丙烯(PP)为基体材料的动态硫化热塑性弹性体(TPV)性能的影响。采用转矩流变仪对TPV进行硫化特性测试,运用抽提法测试TPV的凝胶含量,同时研究了TPV的耐热氧老化性能和力学性能。结果表明,随着TAIC含量的增加,TPV的凝胶含量逐渐增大,抗热氧老化性能逐渐提高,拉伸强度和断裂伸长率出现极大值。当TAIC含量为1%时,与未添加TAIC的值相比,拉伸强度和断裂伸长率分别增加11.6%和13.8%,压缩永久变形降低了8%。     

基体性质对聚丙烯力学性能的影响

采用过氧化二异丙苯(DCP)作为降解剂,以聚丙烯(PP)为基体,以三元乙丙橡胶(EPDM)为增韧剂,研究了EPDM对降解PP/EPDM共混物力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对共混体系微观形貌进行了表征。熔体质量流动速率结果表明:随着EPDM质量分数从10%增加到30%时,对应共混物的熔体质量流动速率明显下降,从14.8 g/10 min下降到10.8 g/10 min。随着EPDM用量的增加,共混物的冲击强度明显增大,从30.06J/m增长到90.26 J/m,拉伸强度有所减小。SEM照片显示,随着EPDM用量的增加,共混物中分散相的尺寸明显增大。因为EPDM含量的增加,导致分散的橡胶粒子产生"聚并",从而分散相的相区尺寸增大。     

超细全硫化粉末丁苯橡胶/三元乙丙橡胶共混物的结构与性能

制备了超细全硫化粉末丁苯橡胶(UFPSBR)/三元乙丙橡胶(EPDM)共混物,研究了其硫化特性、相态结构、动态力学性能及物理机械性能。透射电镜观察表明,无论UFPSBR与EPDM共混比如何,UFPSBR粒子始终保持为分散相。当UFPSBR用量为10份(质量)时,它在EPDM中的分散相尺寸为200 nm左右;用量较高时其分散相尺寸较大,存在大量的聚集体。动态力学分析结果显示共混物存在2个玻璃化转变温度,说明共混物存在两相结构。加工性能分析结果表明,UFPSBR粒子在EPDM基质中形成了网络结构,对EPDM基质起到了较好的增强作用,当UFPSBR与EPDM的质量共混比为50/50时,共混物的拉伸强度可达13.4 MPa。UFPSBR对EPDM的硫化特性有明显影响。     

苯乙烯嵌段共聚物对三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体动态流变性能的影响

采用苯乙烯嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚[乙烯-(乙烯-丙烯)]-b-聚苯乙烯(SEEPS)改性动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体(EPDM/PP TPV),研究了SEEPS及引入方式对TPV动态流变性能的影响。结果表明,引入SEEPS后EPDM/PP TPV的复数黏度、储能模量和损耗模量增加,即SEEPS的引入提高了体系的黏性和弹性,且随着SEEPS相对分子质量的增大,TPV相应动态流变性能、熔体弹性效应也显著增大。经双螺杆挤出机2次剪切的两步法引入SEEPS,由于橡胶相分散得更均匀,TPV的模量和损耗较经双螺杆挤出机1次剪切的一步法更低。     

N,N'-间苯基双马来酰亚胺对三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化橡胶性能的影响

通过动态硫化的方法制备三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性硫化橡胶(TPV),在固定橡塑比和充油量的前提下,研究了硫化剂N,N'-间苯基双马来酰亚胺(PDM)和引发剂2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷添加量对TPV硫化特性、拉伸性能、压缩永久变形、凝胶含量和微观形貌的影响。结果表明,随着硫化剂用量的增加,TPV胶料所需硫化时间缩短,硫化速率加快,拉伸强度变化不大,压缩永久变形减少,凝胶含量增加。通过扫描电子显微镜研究了其拉伸断面形貌。