功能型EVA-SBR TPV及EVA-EVM TPV的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、本研究采用動態(tài)硫化法制備出乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/丁苯橡膠(SBR)共混型熱塑性硫化膠(TPV)，對其力學性能、微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)、動態(tài)硫化過程中橡膠相的形態(tài)演變、Mullins效應及其可逆回復、壓縮永久變形及其可逆回復等黏彈行為進行了系統(tǒng)的研究，并考察了橡塑比以及橡膠相的增強對TPV性能的影響；采用金相砂紙為模板，通過對EVA/SBR TPV表面的模壓復型，獲得了具有微米粗糙結(jié)構(gòu)的表面，接觸角顯著提高。采用熔融共混法制備了EVA-炭

2、黑(CB)/苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)復合體系，研究了其PTC行為。此外，采用動態(tài)硫化法制備了EVA/乙烯-醋酸乙烯酯橡膠(EVM) TPV，研究了其力學性能、微觀結(jié)構(gòu)以及拉伸模式下的 Mullins效應，并在此基礎上，通過向橡膠相中引入交聯(lián)聚丙烯酸鈉(CPNaAA)，獲得了吸水膨脹型 TPV，并對其力學性能以及吸水性能進行了表征。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)采用動態(tài)硫化法制備了系列橡塑比的EVA/SBR

3、 TPV，當EVA/SBR的質(zhì)量共混比為30/70~40/60時，所制備的TPV表現(xiàn)出較好的綜合性能；對動態(tài)硫化過程中的取樣進行選擇性刻蝕，之后采用FE-SEM觀察到了動態(tài)硫化過程中橡膠相的形態(tài)演變，隨著動態(tài)硫化時間的增加，橡膠相在交聯(lián)的同時被逐漸撕裂成碎塊，并最終演變成為分散相，當動態(tài)硫化時間為8 min時，橡膠相呈現(xiàn)出穩(wěn)定的類球狀形貌，其粒徑大小為3~6μm；分散相的尺寸隨著動態(tài)硫化時間的增加而逐漸減小，TPV的力學性能獲得改善。<

4、br>　　(2)通過在EVA/SBR TPV的橡膠分散相中填充CB對TPV進行了增強研究，隨著CB填充量的增加，TPV的拉伸強度、撕裂強度以及邵A硬度均有所增加，但斷裂伸長率和扯斷永久變形逐漸減小，當CB填充量為40 phr時，拉伸強度達到最大值；采用聚烯烴彈性體(POE)取代EVA/SBR TPV的部分樹脂相EVA，當EVA/POE/SBR的質(zhì)量共混比為25/5/70時，TPV綜合性能最佳，表現(xiàn)出較低的硬度以及較高的斷裂伸長率；在EV

5、A/POE/SBR TPV的橡膠相中填充CB，隨著CB填充量的增加，TPV的拉伸強度、撕裂強度以及邵A硬度逐漸增加，斷裂伸長率和扯斷永久變形逐漸減小，CB對EVA/POE/SBR TPV具有較好的增強效果。
　　(3)研究了EVA/SBR TPV在拉伸、壓縮兩種模式下的Mullins效應。Mullins效應的研究表明，在相同的應變下，最大拉伸(壓縮)應力及內(nèi)耗的最大值出現(xiàn)在第一次拉伸(壓縮)，但在第二次拉伸(壓縮)過程時即出現(xiàn)顯著

6、的下降，而在隨后的拉伸(壓縮)過程中，僅發(fā)生略微的下降。相同應變下的殘留應變則隨著拉伸(壓縮)次數(shù)的增加而增大。增大應變時，最大拉伸(壓縮)應力、內(nèi)耗及殘留應變均顯著增大。EVA/SBR TPV與 EVA/POE/SBR TPV的拉伸 Mullins對比研究表明， EVA/POE/SBR TPV具有更低的內(nèi)耗值，即POE的加入可以顯著增加TPV的彈性；EVA/SBR TPV與 EVA/SBR/CB TPV的壓縮 Mullins對比研究表

7、明， EVA/SBR/CB TPV具有更高的內(nèi)耗值。CB增強SBR硫化膠的Mullins效應的放大器效應的研究表明，增大壓縮應變和提高CB含量，均可表現(xiàn)出Mullins效應的“放大效應”。對EVA/SBR TPV及EVA/SBR/CB TPV的壓縮Mullins的可逆回復及其機制的研究表明，在室溫條件下，特定壓縮比下的最大應力僅能部分得以恢復，提高熱處理溫度有利于促進Mullins效應的可逆回復；當熱處理溫度為80 oC時，EVA/SB

8、R TPV的可逆回復效果最佳。
　　(4)對系列橡塑比的EVA/SBR TPV的壓縮永久變形及其可逆回復進行了研究，實驗結(jié)果表明，增加橡膠相含量和提高熱處理溫度，均有利于促進TPV的壓縮永久變形的回復；對壓縮永久變形可逆回復的機制進行了探討，并采用廣義Maxwell模型對壓縮永久變形的可逆回復過程進行了描述，定量研究了橡塑比和熱處理溫度對可逆回復各階段松弛時間以及松弛活化能的影響。
　　(5)采用不同目數(shù)的砂紙為模板，對EV

9、A/SBR TPV的表面進行模壓復型，構(gòu)建了具有微米級結(jié)構(gòu)的粗糙表面，對其接觸角進行了測試，實驗結(jié)果表明，構(gòu)建的粗糙表面可以顯著提高接觸角。
　　(6)采用動態(tài)硫化法制備了系列橡塑比的 EVA/EVM共混體系，對其力學性能、微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)以及拉伸 Mullins進行了研究。實驗結(jié)果表明，當 EVA/EVM的質(zhì)量比為30/70~40/60時，TPV具有較好的綜合力學性能。通過向橡膠相EVM中引入吸水材料 CPNaAA，制備吸水膨脹型

10、TPV，隨著 CPNaAA含量的增加， TPV的力學性能下降明顯，但吸水率獲得顯著提高，當 CPNaAA含量為60 phr時，288 h時TPV的吸水率可高達756％。
　　(7)采用熔融共混法制備了不同質(zhì)量比的 EVA/CB/SEBS復合體系，分別對EVA、SEBS的體積膨脹行為進行了測試，并對 EVA/CB/SEBS復合體系的 PTC行為進行了研究。結(jié)果表明，隨著體系中SEBS含量的增加，體系的電阻率逐漸增大但PTC效應得到了