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TPV動態硫化過程中相態及其演變發展的新認識

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熱塑性彈性體動態硫化相態相態演變

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所屬學科：

通用高分子材料

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簡介：

動態硫化三元乙丙橡膠（EPDMM）/聚丙烯（PP）熱塑性彈性體(TPV)具有高彈性、高耐熱性、優良的力學性能，易加工及可回收再用，目前已被廣泛應用于汽車、電線電纜、建筑、家用電器等領域。EPDM/PPTPV在動態硫化過程中所形成的相態對TPV的性能有著非常重要的影響。關于TPV的相態及動態硫化過程中的相態演變發展研究具有重大的科學意義,同時對工業化生產高性能TPV具有重要的指導意義。本工作中，我們首先采用轉矩流變儀研究了EPDM/iPP簡單體系中TPV的相態及相區尺寸，結果發現TPV中微米級EPDM橡膠顆粒(0.5-2微米)是由納米級顆粒(約50nm)團聚而成，并利用高聚物的破碎定律進行了理論論證。其次，我們采用剪切力較小的轉矩流變儀系統研究了EPDM/PP/硫化劑/填料/塑化劑復雜體系在動態硫化過程中的完整的相態演變過程，發現TPV在動態硫化初期由EPDM作為基體向共連續相（兩相拉伸成為纖維狀）的轉變，之后發生相翻轉，EPDM破碎成為納米級微粒，形成團聚體分散PP基體中，橡膠團聚體在動態硫化末期繼續破碎細化，形成尺寸、形狀均勻的微米級團聚體，進而構成了TPV中的橡膠網絡。在理論研究的基礎上，我們采用雙螺桿擠出機進一步研究了工業應用中添加了不同份量硫化劑，填料，塑化劑的EPDM/PPTPV在動態硫化過程中的相態演變發展。結果發現：硫化劑用量的提高加快了EPDM橡膠相的交聯以及TPV動態硫化過程中相態演變的速度；填料含量的提高使橡膠相模量提高因而不利于EPDM的破碎，同時降低EPDM與PP界面間張力，導致橡膠分散相粒徑增大；增塑劑用量的提高則使EPDM破碎速度加快和橡膠相分散粒徑提高。本研究對TPV動態硫化過程中相態及其演變發展提出了新認識，首次闡明了工業化生產EPDM/PPTPV在動態硫化過程中相態演變的情況，對工業化生產高性能的EPDM/PPTPV具有重要的指導意義。

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2013-05-24 15:32:19

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