HIPS-BR TPV及HIPS-WGRT TPE的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、本研究采用動(dòng)態(tài)硫化法分別制備了高抗沖聚苯乙烯(HIPS)/順丁橡膠(BR)共混型熱塑性硫化膠(TPV)及高抗沖聚苯乙烯(HIPS)/廢舊膠粉(WGRT)共混型熱塑性彈性體(TPE)。系統(tǒng)研究了不同組分配比、界面增容及制備工藝對(duì)共混體系機(jī)械力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響,并對(duì)TPV的動(dòng)態(tài)黏彈行為進(jìn)行了深入研究,研究結(jié)果如下:
　　(1)采用不同加料方式制備了系列HIPS/BR動(dòng)態(tài)硫化體系,力學(xué)性能的洲試結(jié)果表明,母膠法為最佳工藝路線;通過

2、改變橡塑比,制備出系列HIPS/BR動(dòng)態(tài)硫化產(chǎn)物,當(dāng)HIPS/BR的共混比在30/70～70/30的范圍內(nèi),其動(dòng)態(tài)硫化產(chǎn)物均未表現(xiàn)出彈性體的特征;在動(dòng)態(tài)硫化中加入EVA,體系的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度略有下降,但動(dòng)態(tài)硫化過程的加工性獲得顯著改善。
　　(2)采用SBS對(duì)HIPS/EVA/BR體系進(jìn)行增容研究,當(dāng)SBS加入量大于4 phr時(shí),產(chǎn)物即呈現(xiàn)出典型的彈性體特征;HIPS/EVA/BR TPV力學(xué)性能在SBS含量為8～12 phr

3、時(shí)最佳;增容后TPV的拉伸斷面平滑,表現(xiàn)出良好的彈性回復(fù);刻蝕后TPV的表面可觀察到BR硫化橡膠相的尺寸為3～10μm且分布均勻;RPA的研究表明,TPV的儲(chǔ)能模量隨應(yīng)變振幅增加發(fā)生大幅度的降低;損耗模量在形變約為10%時(shí)出現(xiàn)峰值;SBS的加入強(qiáng)化了界面強(qiáng)度且明顯削弱了Payne效應(yīng),損耗因子呈增大的趨勢(shì)。
　　(3)采用炭黑對(duì)TPV的橡膠相進(jìn)行增強(qiáng)改性,當(dāng)炭黑填充量在0～80 phr的范圍內(nèi)時(shí),動(dòng)態(tài)硫化產(chǎn)物均表現(xiàn)出TPE的特征;

4、隨著炭黑用量的提高,復(fù)合體系的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、邵氏硬度趨于顯著提高,斷裂伸長率趨于下降,而扯斷永久形變則趨于不變;未填充炭黑TPE的拉伸斷面上兩相界面結(jié)合良好;炭黑填充后的TPE的斷面起伏較大但較平滑,表明彈性較強(qiáng)。
　　(4)在HIPS/EVA/SBS/BR TPV的基體樹脂相中填充芳烴油可以改善動(dòng)態(tài)硫化過程的加工操作性;充油后TPV的硬度和扯斷永久形變發(fā)生顯著降低,同時(shí)扯斷伸長率獲得顯著的提高:當(dāng)芳烴油填充量為40 phr

5、時(shí),TPV表現(xiàn)出較好的綜合性能;FE-SEM分析表明,充油TPV的樣品拉伸斷面比較平整,表明TPV中充入芳烴油后,其扯斷形變得到了有效回復(fù);經(jīng)刻蝕后的TPV表面的BR橡膠粒子外觀形貌不規(guī)則,粒子尺寸在5～40μm之間;RPA的溫度掃描測試表明,隨溫度的增加,TPV的儲(chǔ)能模量逐漸降低,損耗模量出現(xiàn)峰值的位置在TPV樹脂相的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)附近:隨芳烴油用量的增加,體系的損耗因子和動(dòng)態(tài)黏度顯著降低。
　　(5)對(duì)于HIPS/WG

6、RT不同配比的HIPS/EVA/WGRT共混體系,當(dāng)HIPS的含量在35wt.%以下時(shí),復(fù)合體系表現(xiàn)彈性形變,且隨共混物中HIPS含量的增加,體系的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度均增大,同時(shí)扯斷伸長率則大幅下降;而當(dāng)HIPS含量超過40wt.%時(shí),產(chǎn)物的力學(xué)行為表現(xiàn)為類似塑料的剛性,隨著WGRT含量的增加,共混產(chǎn)物的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì),而扯斷伸長率則是先增大后減小,且當(dāng)WGRT含量相對(duì)復(fù)合體系總質(zhì)量為45 phr時(shí)達(dá)最大值。
　

7、　(6)采用SBS增容后的HIPS/EVA/WGRT共混體系的機(jī)械力學(xué)性能獲得了顯著的改善;當(dāng)SBS加入量為12 phr時(shí),產(chǎn)物的扯斷伸長率和扯斷伸長率達(dá)到最大值;加入SBS增容劑后的共混產(chǎn)物其拉伸斷裂表面形貌較為平坦,表明WGRT與HIPS基體之間的界面結(jié)合力得到增強(qiáng);HIPS/EVA/SBS/WGRT共混體系隨應(yīng)變掃描的動(dòng)態(tài)粘彈行為顯示出Payne效應(yīng)的特征,這一現(xiàn)象與共混物兩相的界面結(jié)構(gòu)變化有關(guān),隨著SBS用量的增加,Payne效