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聚烯烴熱塑性彈性體(上)  

2007/8/10 15:04:24 人評(píng)論

    聚烯烴類熱塑性彈性體(olefinic thermoplastic elastomers)主要是指二元乙丙橡膠 (EPM)或三元乙丙橡膠(EPDM)與聚烯烴樹脂共混,毋需硫化即可成型加工的一類熱塑性彈性體材料。丁基橡膠接枝改性聚乙烯亦屬此列。熱塑性乙丙橡膠的合成    (一)部分結(jié)晶型熱塑性乙丙橡膠部分結(jié)晶型熱塑性乙丙橡膠是特種乙丙橡膠和聚烯烴的共混料,其主要特點(diǎn)在于乙丙橡膠分子鏈中存在著部分結(jié)晶的鏈段,這種部分結(jié)晶鏈段,由于分子間凝聚力很大,顯示出硬段的性質(zhì),起到了物理“交聯(lián)”作用。這種物理“交聯(lián)”點(diǎn),在加熱時(shí)呈現(xiàn)塑性行為,具有流動(dòng)性,因而可以用熱塑性塑料加工工藝進(jìn)行成型加工;而聚合物中的彈性橡膠鏈段,借助于物理“交聯(lián)”作用,表現(xiàn)出類似硫化橡膠的性能。    1.部分結(jié)晶型熱塑性乙丙橡膠的合成采用四氯化鈦—苯甲酸乙酯-三乙基鋁催化體系,或者改性的鋁鈦載體催化劑,都可以合成部分結(jié)晶型特種乙丙橡膠。單體原料及其配比,溫度、壓力,溶液濃度、催化劑濃度等因素,是影響乙丙橡膠的重要參數(shù)。部分結(jié)晶型熱塑性特種乙丙橡膠的特點(diǎn),在于共聚物彈性體的結(jié)構(gòu)賦予該共聚物部分結(jié)晶的性質(zhì)。其結(jié)晶度一般為10~20%(占共聚物的重量)。    2.部分結(jié)晶型乙丙橡膠與聚烯烴的共混    與部分結(jié)晶型熱塑性特種乙丙橡膠共混的聚烯烴樹脂,通常為聚乙烯或聚丙烯。在高密度、中密度、低密度聚乙烯中,以低密度(<940kg/m3)效果為好。全同或間同結(jié)構(gòu)聚丙烯中,以全同結(jié)構(gòu)為佳。理想的聚烯烴樹脂為聚丙烯,共混比例隨用途而異,理想的配比為100份乙丙橡膠混入25~100份聚丙烯。    混煉可以在開煉機(jī)、本伯里密煉機(jī)、擠出機(jī)等設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。根據(jù)加工要求和橡膠制品的性能及應(yīng)用要求,混煉過程中可以加進(jìn)如防老劑、增塑劑、增粘劑、填充劑等各種添加劑。本伯里密煉機(jī)是最有效的混煉設(shè)備。要使乙丙橡膠和聚丙烯(或聚乙烯)達(dá)到最好的混煉,有幾個(gè)基本因素。①強(qiáng)棍使物料產(chǎn)生高剪切應(yīng)力;②避免局部過熱;③保證充分的混煉時(shí)間,以便分散組分的顆粒能達(dá)到理論平衡尺寸。事實(shí)上,本伯里密煉機(jī)至少可以借助于控制上頂栓壓力及膠料停留時(shí)間來調(diào)整每批混煉膠料的剪切應(yīng)力和所需的排膠溫度。以實(shí)現(xiàn)良好混揀。局部過熱雖然不會(huì)使所加工的材料本身發(fā)生降解或發(fā)生交聯(lián)密度的變化,但大大增加了聚丙烯相的流動(dòng)性,從而引起熔融的聚丙烯和變軟的橡膠相界面的技伸強(qiáng)度和耐撕裂性能下降。(二)部分硫化型熱塑性乙丙橡膠    部分硫化型熱塑性乙丙橡膠是無定型乙丙橡膠與聚烯烴如聚丙烯、聚乙烯的共混料,其主要特點(diǎn)是控制無定型丙橡膠的硫化程度僅僅達(dá)到部分硫化(而不是大部分硫化或完全硫化)的程度。部分硫化所采用的硫化劑,主要是產(chǎn)生自由基的過氧化物或其它交聯(lián)劑。也可以選用上述交聯(lián)體系與硫黃硫化體系并用??梢酝ㄟ^測(cè)定凝膠含量、交聯(lián)密度以及結(jié)合硫的多少,用以檢驗(yàn)乙丙橡膠的硫化程度。實(shí)驗(yàn)證明,部分硫化用硫化劑為完全硫化時(shí)用硫化劑的1/4~2/3。部分硫化是與混煉過程同時(shí)進(jìn)行的,因此這種硫化作用稱作動(dòng)態(tài)硫化,硫化溫度為70~200℃,時(shí)間為5~10分鐘。    部分硫化乙丙橡膠與聚烯烴樹脂的共混采用開煉機(jī)或本伯里密煉機(jī)進(jìn)行。共混溫度應(yīng)高于熱塑性聚烯烴的軟化點(diǎn)。參與共混的聚烯烴樹脂與部分結(jié)晶型熱塑性特種乙丙橡膠一樣,可以采用各種密度的聚乙烯,也可以采用結(jié)晶度高的全同或間同結(jié)構(gòu)的聚丙烯。聚丙烯樹脂較聚乙烯更加理想。

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