乙烯丙烯酸酯橡膠(AEM)與三元尼龍(PAM15)動(dòng)態(tài)硫化熱塑性彈性體的研究.pdf

1、本課題采用動(dòng)態(tài)硫化技術(shù)在Haake轉(zhuǎn)矩流變儀上制備了AEM/PAM15動(dòng)態(tài)硫化熱塑性硫化膠(TPV)。與EPDM/PP動(dòng)態(tài)硫化熱塑性硫化膠相比，原材料采用高性能橡膠AEM和低熔點(diǎn)尼龍PAM15。通過(guò)掃描電子顯微鏡、橡膠加工分析儀、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀等先進(jìn)儀器研究了加工工藝、硫化體系、熱空氣老化、填充補(bǔ)強(qiáng)體系等對(duì)材料硫化特性、力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)形態(tài)、耐老化性能和動(dòng)態(tài)機(jī)械性能等的影響。根據(jù)結(jié)構(gòu)決定性能的理論，提出:可以從硫化特性入手深入研究各因素

2、對(duì)性能的影響機(jī)理。
　　研究結(jié)果顯示，共混溫度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、AEM/PAM15共混比、共混時(shí)間和投料方式對(duì)硫化特性的影響較大。隨共混溫度的增加，硫化程度先增加后降低，硫化速率加快;隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加，硫化程度逐漸降低，硫化速率加快;一定程度的延長(zhǎng)共混時(shí)間，可以提高材料的性能;橡膠百分比增加可以加快硫化速率，并在一定的橡塑比時(shí)性能最好;投料順序同樣影響材料的性能，以先使橡塑組分充分共混后硫化為原則，可以得到較好的性能。綜合考慮加工、性能

3、各因素，選擇加工條件為:共混溫度160℃，轉(zhuǎn)速60r·min-1，AEM/PAM15共混比60/40，達(dá)最大轉(zhuǎn)矩后3min出料，AEM、脫模劑和防老劑開(kāi)煉機(jī)開(kāi)煉→加入PAM15密煉至6min→加入HVA-2混煉1min→加入F40至轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡后3min出料下片的加料順序。
　　通過(guò)考察過(guò)氧化物硫化體系(F40)、結(jié)晶過(guò)氧化物(DCP)硫化體系和胺類（1#）硫化體系對(duì)共混物性能的影響發(fā)現(xiàn)，隨著硫化劑用量的增加，體系的硫化程度先增加

4、后減小。相同用量時(shí)，胺類硫化體系硫化性能最好。在F40和結(jié)晶DCP用量都為4份時(shí)，性能達(dá)到最佳;對(duì)于胺類硫化體系，硫化劑用量為1.5份時(shí)，性能最好。
　　掃描電子顯微鏡顯示:TPV材料呈“海-島”兩相結(jié)構(gòu)，硫化劑用量較少時(shí)，AEM顆粒傾向于以橢圓形存在，隨著硫化劑添加量的增加，橡膠交聯(lián)粒子逐漸向球形顆粒轉(zhuǎn)變，但硫化劑添加量過(guò)高，容易使橡膠粒子團(tuán)聚。熱分析實(shí)驗(yàn)表明:動(dòng)態(tài)硫化使體系出現(xiàn)一個(gè)新的玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg2，表明AEM與PAM15

5、良好的界面相互作用;動(dòng)態(tài)硫化對(duì)橡膠和塑料相的熱分解溫度影響很小。
　　研究填充補(bǔ)強(qiáng)體系對(duì)AEM/PAM15TPV材料的影響發(fā)現(xiàn):炭黑和白炭黑對(duì)于不同硫化體系的AEM/PAM15TPV都有一定的補(bǔ)強(qiáng)效果，其中胺類硫化體系補(bǔ)強(qiáng)效果最好。經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)，在原有白料的基礎(chǔ)上能提高材料的拉伸強(qiáng)度和定伸應(yīng)力，但當(dāng)添加量過(guò)多時(shí)，使性能降低;炭黑和白炭黑的加入增強(qiáng)了界面的相互作用，限制了分子鏈的運(yùn)動(dòng)，使斷裂伸長(zhǎng)率降低;同時(shí)，補(bǔ)強(qiáng)體系能夠提升共混體系的硬