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聚烯烃热塑性弹性体上

2022-05-19 来源:宜春农业机械网

聚烯烃热塑性弹性体(上)

聚烯烃类热塑性弹性体(olefinic thermoplastic elastomers)主要是指二元乙丙橡胶 (EPM)或三元乙丙橡胶(EPDM)与聚烯烃树脂共混,毋需硫化即可成型加工的一类热塑性弹性体材料。丁基橡胶接枝改性聚乙烯亦属此列。

热塑性乙丙橡胶的合成

(一)部分结晶型热塑性乙丙橡胶

部分结晶型热塑性乙丙橡胶是特种乙丙橡胶和聚烯烃的共混料,其主要特点在于乙丙橡胶分子链中存在着部分结晶的链段,这种部分结晶链段,由于分子间凝聚力很大,显示出硬段的性质,起到了物理“交联”作用。这种物理“交联”点,在加热时呈现塑性行为,具有流动性,因而可以用热塑性塑料加工工艺进行成型加工;而聚合物中的弹性橡胶链段,借助于物理“交联”作用,表现出类似硫化橡胶的性能。

1.部分结晶型热塑性乙丙橡胶的合成

采用四氯化钛—苯甲酸乙酯-三乙基铝催化体系,或者改性的铝钛载体催化剂,都可以合成部分结晶型特种乙丙橡胶。单体原料及其配比,温度、压力,溶液浓度、催化剂浓度等因素,是影响乙丙橡胶的重要参数。部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶的特点,在于共聚物弹性体的结构赋予该共聚物部分结晶的性质。其结晶度一般为10~20%(占共聚物的重量)。

2.部分结晶型乙丙橡胶与聚烯烃的共混 与部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶共混的聚烯烃树脂,通常为聚乙烯或聚丙烯。在高密度、中密度、低密度聚乙烯中,以低密度(<940kg/m3)效果为好。全同或间同结构聚丙

烯中,以全同结构为佳。理想的聚烯烃树脂为聚丙烯,共混比例随用途而异,理想的配比为100份乙丙橡胶混入25~100份聚丙烯。

混炼可以在开炼机、本伯里密炼机、挤出机等设备上实现。根据加工要求和橡胶制品的性能及应用要求,混炼过程中可以加进如防老剂、增塑剂、增粘剂、填充剂等各种添加剂。本伯里密炼机是最有效的混炼设备。要使乙丙橡胶和聚丙烯(或聚乙烯)达到最好的混炼,有几个基本因素。①强棍使物料产生高剪切应力;②避免局部过热;③保证充分的混炼时间,以便分散组分的颗粒能达到理论平衡尺寸。事实上,本伯里密炼机至少可以借助于控制上顶栓压力及胶料停留时间来调整每批混炼胶料的剪切应力和所需的排胶温度。以实现良好混拣。局部过热虽然不会使所加工的材料本身发生降解或发生交联密度的变化,但大大增加了聚丙烯相的流动性,从而引起熔融的聚丙烯和变软的橡胶相界面的技伸强度和耐撕裂性能下降。

(二)部分硫化型热塑性乙丙橡胶

部分硫化型热塑性乙丙橡胶是无定型乙丙橡胶与聚烯烃如聚丙烯、聚乙烯的共混料,其主要特点是控制无定型丙橡胶的硫化程度仅仅达到部分硫化(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剂,主要是产生自由基的过氧化物或其它交联剂。也可以选用上述交联体系与硫黄硫化体系并用。可以通过测定凝胶含量、交联密度以及结合硫的多少,用以检验乙丙橡胶的硫化程度。实验证明,部分硫化用硫化剂为完全硫化时用硫化剂的1/4~2/3。部分硫化是与混炼过程同时进行的,因此这种硫化作用称作动态硫化,硫化温度为70~200℃,时间为5~10分钟。

部分硫化乙丙橡胶与聚烯烃树脂的共混采用开炼机或本伯里密炼机进行。共混温度应高于热塑性聚烯烃的软化点。参与共混的聚烯烃树脂与部分结晶型热塑性特种乙丙橡胶一样,可以采用各种密度的聚乙烯,也可以采用结晶度高的全同或间同结构的聚丙烯。聚丙烯树脂较聚乙烯更加理想。

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