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热塑性弹性体兼具传统硫化橡胶的性能和热塑性塑料的加工特性,被称为“第三代橡胶”。随着材料科学的发展,热塑性弹性体材料日益成为人们关注的焦点,关于它的研究也越来越深入,很多性能优异的热塑性弹性体材料被开发出来。因此,热塑性弹性体材料的应用越来越广。在很多领域,它已逐步取代传统硫化橡胶。丁基再生胶/聚丙烯热塑性弹性体(简称为RIIR/PPTPV)结合了丁基再生胶优异的耐油性能、弹性性能及聚丙烯优良的加工性能和机械性能,可以广泛地应用于密封制品、电线电缆、衬垫、隔膜及汽车制品等方面。而且,与丁基胶/聚丙烯热塑性弹性体(IIR/PP TPV)相比,用丁基再生胶作原料来生产热塑性弹性体,可极大地降低经济成本、节省资源及促进环保。
本文首先研究了丁基再生胶的静态硫化工艺。通过正交实验法,确定了静态硫化的最佳工艺条件。
研究了RIIR/PP体系的动态硫化工艺,发现橡塑预混法制备的材料性能明显优于母胶法。因此确定运用橡塑预混法来制备RIIR/PPTPV。还分析了体系的硫化过程。通过观察硫化曲线发现,在动态硫化过程中,橡胶相高度交联,粘度变大,导致扭矩上升较大,可达到10 N·m。考察了橡/塑比对材料力学性能的影响。发现当橡/塑比为60:40时,弹性体的综合力学性能最好,压缩永久变形较小,硬度较小。研究了酚醛树脂硫化体系对性能的影响。对两种酚醛树脂硫化剂(SP-1055及2402)的硫化效果进行了比较,发现溴化酚醛树脂(SP-1055)硫化活性较大,硫化效果好,最后制得的热塑性弹性体的综合性能较好。
考察了RIIR/PP TPV的耐溶剂性能、热稳定性能及耐热变形性能。发现其在热油中溶胀率较小,耐溶剂性能仅次于IIR/PPTPV体系。从热重曲线可知,RIIR/PPrPv耐热稳定性能较好,优于IIR/PP TPV。耐热变形能力较好,维卡软化温度可达92℃。热塑性加工性能优异,经过三次反复加工成型,材料的力学性能保持较好。
运用扫描电镜(SEM)对RIIR/PP TPV的拉伸断面形貌进行了观察。从不同体系的拉伸断面形貌中可以看出, RIIR/PP TPV的橡胶粒子细小,分散程度较好,两相相容性较好,使得两相界面强度增强。