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(Ⅰ)三元乙丙橡胶含量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含量对TPV的细观力学性能以及细观尺度应力分布的影响,并对有限元计算的弹性模量(E)与细观力学理论mixing module、Halpine-Tsai计算的E值进行了比较。结果表明,细观尺寸上TPV的应力分布不均匀,在分散相EPDM与连续相PP界面Mises应力值大,其赤道区域处Mises应力值最大;增加分散相EPDM含量能够降低TPV的应力值和E值,尤其当分散相EPDM体积分数增加至40%~50%时,TPV的E值显著降低,有限元计算的E值介于细观力学理论mixing module和Halpine-Tsai计算的E值之间。     

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。     

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。     

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。     

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。     

橡胶/树脂共混物拉伸弹性模量的定量描述

分析了橡胶/树脂共混物拉伸过程中的形变,建立了弹性模量的表达式,应用该式估算了温度为20℃时聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)和聚苯乙烯(PS)/EPDM共混物的拉伸弹性模量,并与文献两公式计算值进行了比较。结果表明,该式可描述共混物的拉伸弹性模量与弹性体粒子体积分数及物性参数的关系,用其计算所得值介于文献两公式估算值之间。     

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。     

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。     

动态硫化EPDM/PP共混型热塑性弹性体的老化效应

研究了自制和商业化的动态硫化EPDM／PP共混型热塑性弹性体(TPV)老化和重复加工性能。结果表明,EPDM／PP TPV的力学性能和弹性不随老化而变差,但老化后TPV的Instron毛细管流变仪挤出样务表面变得粗糙,熔体黏度稍有增大,经过热辊重新熔融返炼后,流动性能基本上可以恢复到老化前的状态。采用橡胶加工性能分析仪分析EPDM／PP TPV的热老化机理,热老化过程不仅使分散相橡胶粒子发生物理粘连,而且使橡胶粒子和连续相PP间产生一定程度的化学结合,产生了化学联结的橡胶粒子联结体,这种联结体在高剪切条件下可以被破坏。自制的TPV具有优良的反复加工性能,经热辊180℃连续塑炼1h,其各项性能基本上保持不变。     

BPDM／PP共混型热塑性硫化胶的增容研究

研究了酚醛树脂接枝改性聚丙烯(PP-g-MP)和马来酸酐接枝改性茂金属乙烯-辛烯共聚物(EOC-g-MAH)对动态硫化EPDM／PP共混型热塑性硫化橡橡(TPV)的增容作用，探讨了增容剂对TPV的物理机械性能、形态结构和流变性能的影响。结果表明，PP-g-MP能够提高EPDM／PP TPV的100％定伸应力和拉伸强度，但扯断伸长率下降；适量的EOC-g-MAH能够提高EPDM／PP TPV的拉伸强度和扯断伸长率，但100％定伸应力下降。接枝率越高，TPV的拉伸强度和扯断伸长率也越高。通过相差显微镜分析表明，加入增容剂有助于橡胶粒子的更精细、更均匀地分散，EOC-g-MAH的增容作用更佳。加入EOC-g-MAH后TPV的切敏性更显著。     

EPDM/PP共混型热塑性硫化胶的增容研究

研究了酚醛树脂接枝改性聚丙烯(PP-g-MP)和马来酸酐接枝改性茂金属乙烯-辛烯共聚物(EOC-g-MAH)对动态硫化EPDM/PP共混型热塑性硫化橡胶(TPV)的增容作用,探讨了增容剂对TPV的物理机械性能、形态结构和流变性能的影响。结果表明,PP-g-MP能够提高EPDM/PPTPV的100%定伸应力和拉伸强度,但扯断伸长率下降;适量的EOC-g-MAH能够提高EPDM/PPTPV的拉伸强度和扯断伸长率,但100%定伸应力下降。接枝率越高,TPV的拉伸强度和扯断伸长率也越高。通过相差显微镜分析表明,加入增容剂有助于橡胶粒子的更精细、更均匀地分散,EOC-g-MAH的增容作用更佳。加入EOC-g-MAH后TPV的切敏性更显著。     

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。     

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1-丁烯热塑性弹性体的制备

本论文应用动态硫化技术制备三元乙丙橡胶(EPDM)/聚1-丁烯(PB)热塑性弹性体(TPV),研究了不同橡塑比的TPV的物理机械性能,热氧老化性能;并对测试后的余料进行返炼,测试返炼胶的力学性能。结果表明,随着PB含量的增多,TPV拉伸强度、撕裂强度、硬度逐渐变大,EPDM/PB为60/40时TPV具有最优的拉断伸长率;100℃下经过24h热氧老化会使TPV产生轻微的降解,但是TPV性能下降趋势不明显,表现出良好的热稳定性;返炼后TPV性能会受到PB的降解、晶型改变的影响而下降,并趋于一个稳定值。     

三元乙丙橡胶/聚1-丁烯热塑性硫化胶的制备及性能研究

应用动态硫化技术制备三元乙丙橡胶(EPDM)/聚1-丁烯(PB)热塑性硫化胶(TPV),研究不同橡塑比TPV及其返炼TPV的性能。结果表明:随着EPDM/PB共混比的减小,TPV的邵尔A型硬度、拉伸强度、撕裂强度逐渐增大;当EPDM/PB共混比为60/40时,TPV的拉断伸长率最大,热氧老化性能较好;在试验范围内,EPDM/PB共混比为70/30时,返炼TPV的性能最好。     

三元乙丙橡胶共混改性聚丙烯

分别用茂金属催化聚合所得的三元乙丙橡胶(mEPDM)和传统Ziegler-Natta催化剂聚合所得的三元乙丙橡胶(EPDM)对PP进行共混改性。考察了增韧剂质量分数对共混物冲击强度、拉伸强度和热变形温度等力学性能的影响,以及共混物结构形态和结晶行为。结果表明,与PP／EPDM共混物相比,PP／mEPDM共混物的脆韧转变增韧剂临界质量分数小,扯断伸长率高。PP／mEPDM共混物的脆韧转变区间远小于PP／EPDM共混物。随增韧剂质量分数的增加,PP／mEPDM和PP／EPDM共混物的拉伸强度、弹性模量和维卡软化点均单调下降,但后者的下降幅度更大。电镜分析和结晶行为研究表明,PP与mEPDM的相容性优于PP与EPDM的。     

EPDM／HDPE热塑性硫化胶的结构与性能研究

采用动态硫化法制备了三元乙丙橡胶（EPDM）／高密度聚乙烯（HDPE）热塑性硫化胶（TPV）,并对其力学性能和微观相结构进行了研究。结果表明。EPDM/HDPE TPV的力学性能随HDPE含量的增加而提高,其应力-应变曲线呈现出典型的弹性体特征;当EPDM／HDPE共混比为60／40时,所制备的TPV表现出了良好的综合性能;EPDM分散相的粒径在1～20μm之间且较均匀地分散于基体中;HDPE连续相在拉伸断裂过程中于断面处形成了成簇的纳米级微纤维;TPV两相结合良好。     

高密度聚乙烯/聚烯烃弹性体/三元乙丙橡胶热塑性弹性体的结构与性能

采用动态硫化法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)热塑性弹性体(TPV),并在基体中添加聚烯烃弹性体(POE)以改善其性能.对所制得的TPV的力学性能、微观相结构和动态黏弹行为进行了研究.结果表明,当HDPE/EPDM(质量比)为40/60时,HDPE/EPDM TPV表现出良好的综合性能;用POE...     

嵌段共聚聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性硫化胶压缩永久变形的可逆回复及Mullins效应

采用动态硫化法制备了嵌段共聚聚丙烯(PP-b-PE)/三元乙丙橡胶(EPDM)热塑性硫化胶(TPV),研究了其力学性能、压缩永久变形的可逆回复、Mullins效应及微观形态。结果表明,当PP-bPE/EPDM质量比为30/70时TPV的综合性能较好;室温条件下压缩永久变形的可逆回复随TPV中橡胶相含量的升高而明显加快,且残余形变较小;提高温度可加速TPV永久变形的可逆回复,且高橡胶含量者的形变完全可逆。PP-b-PE/EPDM TPV的单轴循环拉伸中存在明显的Mullins效应,在同一拉伸比下,内耗和阻尼因子在第1次加载-卸载循环中即达到最大值,第2次循环拉伸时明显下降,但之后下降趋势减缓,应力最大值则呈现缓慢下降的趋势。提高树脂用量,动态硫化产物的最大应力、残余形变、内耗、应力软化因子和阻尼因子均明显升高。拉伸断面的场发射扫描电镜观察结果表明,橡胶相含量的提高赋予了TPV强的弹性回复能力。