论文部分内容阅读
本研究将聚酯型热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)与三元乙丙橡胶(ethylene propylene terpolymer, EPDM)共混,在双螺杆挤出机上制备了TPU/EPDM共混体系,并对共混物的亚微相态、热性能、动态力学性能及力学性能进行了考察。扫描电镜观察发现,TPU/EPDM共混体系在较大的比例范围内,形成了具有网化结构的聚合物共混物,其中,EPDM以连续的网化结构分布于TPU基体中,随EPDM含量的不同,所形成网化结构的尺寸及规整性也明显不同,当TPU/EPDM的比例为92/8时,网化结构最为完善。拉伸实验表明,随EPDM含量的不同,即随共混物网化结构的变化,共混体系的力学性能也产生显著改变,当TPU/EPDM=92/8时,拉伸强度和断裂伸长率等均获得最大值。 用傅立叶变换红外光谱法(FTIR)分析了共混前后TPU体系中氢键的分布情况。TPU硬段中含有可提供质子的亚甲基N-H和可提供电子的C=O基,软段中也含有可提供电子的酯基-COO-,因此在TPU的硬-硬段、硬-软段之间广泛分布着氢键作用。通过FTIR测试,可以清楚地观察到共混前后TPU体系中氢键分布的变化情况。结果表明,TPU的硬段与EPDM不相容。 分别用差示扫描量热法(DSC)、动态力学分析法(DMA)研究了TPU的软段与EPDM的相容性。结果表明,TPU软段的玻璃化转变温度Tg约为-46～-45℃,EPDM的Tg约为-50℃,其共混物只存在一个较宽的Tg温度转变区,且介于两纯组分的Tg之间。说明TPU的软段与EPDM之间具有一定的相容性。 用万能力学测试机对TPU/EPDM共混体系进行拉伸实验,结果表明,随EPDM含量的不同,TPU/EPDM共混体系的力学性能也产生与网化结构相应的变化,其拉伸强度、断裂伸长率等呈现出先升高后降低的变化趋势,当TPU/EPDM=92/8时,获得最大值,与亚微相态观察的结果完全吻合。 用毛细管流变仪研究了TPU及TPU/EPDM共混体系的流变特性。表明EPDM的加入在一定程度上加宽了TPU的加工温度范围,改善了TPU的“温敏性”和成型加工性。 <WP=4> 研究了增容剂对TPU/EPDM共混体系亚微相态和力学性能的影响。结果表明,POE-g-MA和SEBS-g-MA的加入,有效改善了TPU与EPDM之间的相容性,如TPU/EPDM/POE-g-MA=80/20/3的共混体系比TPU/EPDM=90/10的共混体系的网化结构更加完整化和规则化。此时的拉伸强度和断裂伸长率比增容剂用量为1%和5%的体系大。