HIPS-HVPBR TPV及HIPS-WSBRP TPE的制備、結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、采用動態(tài)硫化法制備出高抗沖聚苯乙烯(HIPS)/高乙烯基聚丁二烯橡膠(HVPBR)共混型熱塑性硫化膠(TPV)，系統(tǒng)研究了其力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)、動態(tài)硫化過程中橡膠相的形態(tài)演變，以及壓縮永久變形及其可逆恢復(fù)、Payne效應(yīng)、Mullins效應(yīng)及其可逆恢復(fù)等黏彈行為，考察了橡塑比、界面增容及增強(qiáng)劑對其性能的影響規(guī)律。通過熔融共混法制備了HIPS/廢舊丁苯膠粉(WSBRP)及高密度聚乙烯(HDPE)/廢舊三元乙丙橡膠膠粉(WEPDMP)共混型

2、熱塑性彈性體(TPE)，研究了HIPS/WSBRP TPE的力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)及Mullins效應(yīng)等，考察了橡塑比、界面增容及基體增塑對其性能的影響規(guī)律;通過在HDPE/WEPDMP TPE基體中添加碳納米管(CNTs)，獲得了性能良好的柔性正溫度系數(shù)(PTC)材料，研究了體系PTC行為、體膨脹行為，并對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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HIPS/HVPBR TPV，研究了橡塑比和熱處理溫度對其

3、壓縮永久變形及其可逆恢復(fù)的影響，提高橡塑比和熱處理溫度，壓縮永久變形的可逆恢復(fù)程度和恢復(fù)速度明顯提高;熱處理溫度接近基體Tg時體系的壓縮永久變形幾乎完全可逆;探討了壓縮永久變形的可逆恢復(fù)機(jī)制，構(gòu)建了可逆恢復(fù)的數(shù)學(xué)模型。
　　(2)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的加入可以顯著改善HIPS/HVPBR共混型TPV的界面作用。與HIPS/HVPBR動態(tài)硫化體系相比，SBS含量為12份時HIPS/SBS/HVPBR TPV的性

4、能得到顯著的改善，拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及撕裂強(qiáng)度分別提高了大約163％，312％和67％;場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)的微觀結(jié)構(gòu)研究表明，增容后TPV的拉伸斷面更為平坦，橡膠粒子尺寸減小。
　　(3)通過FE-SEM觀察動態(tài)硫化過程中橡膠相的形態(tài)演變，隨著動態(tài)硫化的進(jìn)行，橡膠相在交聯(lián)的同時逐漸被撕碎為分散相，在動態(tài)硫化至6 min(t90)時橡膠相呈穩(wěn)定的類球狀形貌，其粒徑為3～5μm;較未增容TPV而言，增容TPV中橡膠相的粒

5、子明顯細(xì)化且表面粗糙;在動態(tài)硫化中，交聯(lián)的橡膠相在剪切力的撕裂作用下，表面形成了納米尺度的雜亂的片層狀結(jié)構(gòu)，顯著增加了界面面積和界面作用力。
　　(4)通過單軸循環(huán)加載-卸載研究了HIPS/SBS/HVPBR TPV拉伸及壓縮模式下的Mullins效應(yīng)及其可逆恢復(fù)行為。無論是在拉伸模式下還是在壓縮模式下均可觀察到顯著的應(yīng)力軟化效應(yīng);在室溫條件下，在固定拉伸比或壓縮比下TPV的最大應(yīng)力僅能部分恢復(fù)，提高熱處理溫度，應(yīng)力的恢復(fù)能力顯著

6、增強(qiáng)。在HIPS/SBS/HVPBR TPV的應(yīng)變掃描中表現(xiàn)出典型的Payne效應(yīng)，且降低掃描頻率和提高掃描溫度會導(dǎo)致TPV Payne效應(yīng)的弱化。
　　(5)采用熔融共混法制備了HIPS/WSBRP共混型TPE，通過在基體HIPS中充填芳烴油(AO)和加入SBS增容劑的方式改善體系的性能，SBS和AO的加入使得體系的斷裂伸長率獲得較大的提高;TPE拉伸斷面形貌的研究表明，在基體中充填A(yù)O和SBS，基體無明顯的塑性變形和撕裂帶且斷

7、面平坦，表明體系具有良好的高彈形變恢復(fù)能力。Mullins效應(yīng)研究表明:與HIPS/WEPDMP共混物相比HIIS/SBS/AO/WEPDMP TPE具有更小的瞬時殘余形變和內(nèi)耗，體系回彈性的提高。
　　(6)采用熔融共混法制備了HDPE/WEPDMP/CNTs共混體系，研究了CNTs含量對體系PTC效應(yīng)的影響，通過體膨脹系數(shù)的測試以及基體中CNTs導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的表征，對共混體系PTC行為的形成機(jī)制進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:共混體系中CN