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本论文采用双(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫化物(Si69)作为硫化剂制备三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体、增韧PP/EPDM共混物以及EPDM/PP/炭黑(CB)复合体系,研究了这三种共混物的制备、结构与性能。
首先选择合适的促进体系解决Si69硫化三元乙丙橡胶时硫化速率和硫化程度低的问题,并制备力学性能良好的EPDM/PP热塑性弹性体。不加促进剂,混炼温度能显著影响共混物的力学性能;加促进剂时混炼温度的影响不明显。Si69的最佳用量为6 phr,共混物的凝胶含量能达到90%以上;随橡胶含量增加,拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、硬度和永久形变降低,共混物中EPDM和PP的玻璃化转变温度没有受到显著影响;共混物具有良好的重复加工性能;动态硫化可以进一步降低分散相的颗粒尺寸,相态结构是一种典型的“海-岛”结构。
动态硫化EPDM增韧PP共混物具有高的缺口冲击强度。熔融指数随EPDM含量增大而减小。动态硫化能进一步降低基体层厚度,动态硫化物的临界基体层厚度约为0.3μm,简单共混物的临界基体层厚度约为0.2μm,只有共混物的基体层厚度达到了临界基体层厚度才会发生脆韧转变。
EPDM/CB复合体系的逾渗阈值约为50 phr CB,动态硫化EPDM/PP/CB复合体系橡塑比为60/40的逾渗阈值约为18 phr CB,简单共混和动态硫化EPDM/PP/CB复合体系橡塑比为20/80的逾渗阈值都为12 phr CB左右。炭黑在简单共混EPDM/PP/CB复合体系中的分布是不均匀分布;在动态硫化EPDM/PP/CB复合体系中炭黑分布在EPDM与PP两相界面处和PP基体中。混料顺序、工艺方法和硫化剂类型能影响复合体系的导电性能。采用EPDM动态硫化增韧PP/CB复合体系,能解决PP/CB复合体系缺口冲击强度和断裂伸长率过低的问题。