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本文以新型热塑性弹性体乙烯-辛烯共聚物(POE)为增韧剂,以超细滑石粉、白炭黑等为增强剂,将传统的无机粒子增强与新型热塑性弹性体增韧相结合,利用双螺杆挤出机,通过熔融共混工艺制得高性能的聚丙烯(PP)复合材料;并对PP/POE/无机粒子三元复合材料进行了系统的结构和性能研究。同时,本文还以弹性体POE为基体,研究了POE材料的力学性能、流变性能,并通过添加无机填料(滑石粉或白炭黑)对热塑性弹性体材料进行补强。
研究了POE用量对PPl(K7008)/POE和PP2(K7726)/POE体系的力学性能、流动性能的影响,研究发现POE对PP2增韧的效果明显优于PPl,在POE含量为15%时PP2发生脆-韧转变。对PP/POE(80/20)体系的流变和结晶性能研究表明,PP2/POE(80/20,即EP2)共混物与PPl/POE相比表现出良好的剪切敏感性,具有更为优异的加工性能;弹性体POE对PP的结晶有一定的阻碍作用,使PP的结晶度有较大程度降低。
对PP2/滑石粉体系的研究表明,滑石粉对PP体系的强度影响较小,经偶联剂处理的滑石粉对改善PP材料的韧性有利;滑石粉对PP2/滑石粉(80/20)体系的流变性影响较小;在PP2中加入滑石粉后聚丙烯的T<,m>、T<,c>和T<,oset>部有所降低。对PP2/POE/滑石粉(EP2/Talc)填充复合体系的研究表明,滑石粉的加入使EP2共混物的冲击强度降低,但少量滑石粉对材料有明显的增强作用,且断裂伸长率也较高;对EP2及EP2/滑石粉体系的拉伸断面分析可知,三元复合体系由耗能少的EP2空洞化断裂方式向耗能多的EP2/Talc基体屈服方式转变;三元复合材料的结晶度比PP2和EP2的高,PP结晶度的不同与填料的表面性能有关;在EP2中加入滑石粉后,熔体的稠度系数K值增加,流动指数n值减小,但变化幅度较小,从总体上看,滑石粉对熔体的流动性影响不大。比较了不同配比的POE/PP热塑性弹性体的性能,并对橡塑比为70/30的弹性体进行填充改性,以获得强度较高、硬度适中的热塑性弹性体制品。研究表明,滑石粉用量对POE/PP3(EPS30R)/白油(42/18/40)的力学性能影响较大,当滑石粉用量为15份时,POE填充体系的拉伸强度达最大值5.2MPa,邵A硬度63.5,断裂伸长率大于1000%,为综合性能较好的热塑性弹性体材料。通过对POE/PP3/白油/滑石粉/白炭黑的力学和流变性研究发现,当滑石粉用量在30份以内时,POE填充体系的流变性变化不大,表明滑石粉具有很好的抑制粘度上升的作用;在POE/PP3/白油/滑石粉填充体系中再加入白炭黑可起到补强或改善材料硬度的作用,但填充体系的粘度明显上升。当白炭黑用量为10份时,POE热塑性弹性体材料既具有较高的强度,达到了一定的补强作用,又具有良好的韧性和流变性能,材料的综合性能较好。