微相分离型聚丙烯热塑性弹性体的研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wenzl1999
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为了制备出形态结构重现性好,相畴尺寸均匀、细小,综合力学性能优良的聚丙烯热塑性弹性体(Polypropylene Thermoplastic Elastomer,PTPE),本工作提出了“聚合桥连接、动态硫化、微相分离”制备PTPE的原理与技术,即从PP与橡胶的均相体系出发,利用硫化剂和架桥剂进行动态硫化,由动态硫化过程中的能效应使之发生微相分离,橡胶成为分散相,由能效应和熵效应控制组分相畴的形态和尺寸;反应结束降温凝聚时,PP要结晶收缩,由能效应促使发生相逆转,橡胶成为连续相,PP成为分散相,由能效应和熵效应控制组分相畴的形态和尺寸,呈现出PP以细小、比较均匀的小球晶形态分散于一定“壁厚”的橡胶三维网络的连续相中的形态结构。基于此研究思想,以PP、乙丙橡胶(M)、丁苯橡胶(N)为主要原料,不饱和羧酸盐为架桥剂,用过氧化物引发剂,制备出了具有所设计的化学和形态结构特征的,综合力学性能优良的微相分离型聚丙烯热塑性弹性体(Microphase Saperation Polypropylene Thermoplastic Elastomer,MS-PTPE)。采用分级提取、IR、SEM、AFM、偏光显微镜、电子万能试验机、熔体流动速率仪、毛细管流变仪等研究了MS-PTPE的化学与形态结构、力学性能、熔体流动性等。得到了如下主要结果和结论: (1) MS-PTPE中,橡胶的转化率较高,PP的转化率较低,转化了的橡胶、PP绝大多数以交联结构的形式存在,少量以接枝共聚物的形式存在,PP与橡胶间有化学键连接;架桥剂的接枝、架桥效率比较高,主要以交联聚合物中桥链的形式存在,少量以接枝于橡胶、PP大分子上的枝链等形式存在。MS-PTPE是由橡胶、PP及架桥剂构成的交联聚合物,橡胶、PP及架桥剂形成的接枝共聚物,未发生反应的PP、橡胶组成的。这种结构特征既赋予了MS-PTPE室温下的高弹性,又赋予了热可塑性。 (2) MS-PTPE的组成与橡塑比、两种橡胶的配比及引发剂、架桥剂用量等密切相关,橡塑比为70/30、两种橡胶的配比M:N1=80:20时,随着引发剂、架桥剂用量的增加,橡胶及PP的转化率提高,交联聚合物的含量增大,引发剂用量2.0份左右、架桥剂用量18.2份左右为较佳用量:MS-PTPE中橡胶的转化率、PP的转化率、架桥剂的接枝架桥效率、交联聚合物的含量分别为84.87%左右、36.64%左右、77.67%左右、62.32%左右。 (3) 由PP与橡胶的均相体系出发制备MS-PTPE,反应到一定程度,能效应促
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