乙烯-辛烯共聚物/SBR共混物的研究

第4期劉力等. 乙烯辛烯共案物/SBR共混物的研究20乙烯-辛烯共聚物/SBR共混物的研究劉力,田 明,馮予星,張繼陽(yáng),王澤沛(北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京100029)摘要:研究了乙婚辛婚共繁物(POE)/SBR共混物的力學(xué)性能和相態(tài)結構。結果表明.隨瞥POE8180( 辛烯質(zhì)量分數為0.28)/SBR共混比(除50/50外)增大，共混物的力學(xué)性能提高:POE8003(辛婚質(zhì)量分數為0. 18)用量不超過(guò)40份時(shí),隨看POE8003/SBR共混比增大.共混物的力學(xué)性能提高;POE8003制成粘度較大的炭黑母料后再與SBR母煉膠共混，叮提高共混物的力學(xué)性能;POE8180與SBR的共混溫度為120 t;時(shí)共混物的綜合力學(xué)性能最佳;POER180/SBR共混物為兩相結構, POE8180/SBR共混比為40/60時(shí)共混物呈互穿網(wǎng)絡(luò )結構。關(guān)鍵詞:共混物;乙烯辛婚共囊物;SBR中圖分類(lèi)號:TQ325.1;TQ333.1文獻標識碼:A文章編號: 100-8908<(2001 )04-0201-04PE/SBR共混物是典型的橡塑共混體系，表1 POE8180和POE8003的基本性能具有力學(xué)性能、耐磨性能、耐油性能和外觀(guān)性能生能POE8180POE8003好的特點(diǎn)。乙烯~辛烯共聚物(POE)的結構類(lèi)辛婚質(zhì)量分數0.28 .0.18密度/(Mg'm" 2)0.8630. 885似于PE,辛烯質(zhì)量分數為0.20~0.30。由f「I尼粘度{ ML(1 +4)121 ti3:22POE的相對分子質(zhì)量分布窄,分子中的PE段熔融指數/[g(10 min)"']1是結晶相,因此POE不僅力學(xué)性能好,而且還邵爾A型硬度/度6684具有熱塑性,同時(shí)辛烯長(cháng)側鏈還賦予其良好的拉伸強度/MPa10.130.3扯斷伸長(cháng)率/%> 800700耐屈撓疲勞性(1]。(SBR母煉膠提供)100;硫黃2。本課題對POE/SBR共混物的力學(xué)性能和1.3 儀器與設備相態(tài)結構進(jìn)行了研究。XLL-250型拉力試驗機,廣州材料實(shí)驗機廠(chǎng)產(chǎn)品;LH_I型硫化儀,北京化工機械廠(chǎng)產(chǎn)1實(shí)驗品;H-800型透射電子顯微鏡(TEM),日本日1.1 原材料POE,牌號POE8180和P0E8003(基本性立公司產(chǎn)品。能見(jiàn)表1),美國杜邦-道化學(xué)公司產(chǎn)品;SBR,牌.1.4 加工工藝(1)在雙輥開(kāi)煉機上將SBR與配合劑混合號SBR1500,蘭州化學(xué)工業(yè)公司合成橡膠廠(chǎng)產(chǎn)制得SBR母煉膠。品;炭黑N234,天津海豚炭黑有限公司產(chǎn)品;其(2)在雙輥開(kāi)煉機上將POE塑化它配合劑均為市售品。(P0E8180和P0E8003的塑化輥溫分別為1051.2 配大(1)SBR母煉膠配方:SBR 100; 氧化鋅和120 C)后加入SBR母煉膠,混合后在冷輥3;硬脂酸2;促進(jìn)劑D 1;促進(jìn)劑M 1;防老條件下加入硫黃并混勻。(3)試樣在25 t平板硫化機上硫化。劑4010NA 1。(2) POE/SBR共混物配方: POE/SBR2結果與討論作者簡(jiǎn)介:劉力(1970-),男，吉林人，北京化工大學(xué)講師，2.1 POE8180/SBR 共混物的力學(xué)性能在職博士生,從事橡塑共混和復合材料技術(shù)的研究。POE8180/SBR共混物的力學(xué)性能見(jiàn)表2。中國煤化工YHCNMHG202橡膠T.業(yè)2001年第48卷表2 POE8180/SBR 共混物的力學(xué)性能POE8180/SBR共混比0/100 10/90 20/80 30/70 40/60 50/50 60/40 70/30 80/20 90/10 100/0疏化時(shí)間(150 t )/mun 8111213邵爾A型硬度/度525062686300%定伸應力/MPa 1.6 1.6.8 3.1 2.3.54.4 2.93.13.0拉伸強度/MPa1.2.6.16.9 7.3.68.9 7.013.710.0扯斷伸長(cháng)亭/%3680500856551583880扯斷水久變形/% .24706(20144 180撕裂強度/(kN.m") 10.6 18.3 24.1__ 26.6 30.8 29.4 32.7 35.1___ 33.131.8 28.8從表2可以看出, POE8180/SBR共混比小于高熔融指數小，因此可以確定POE8003/SBR50/50時(shí),隨著(zhù)POE8180/SBR共混比增大,共共混物兩相間發(fā)生相轉變的POE8003/SBR共混物的拉伸強度逐漸提高;POE8180/SBR共混混比小于50/50,為此將共混物中POE8003/比為50/50時(shí),拉伸強度突然降低,說(shuō)明這時(shí)共SBR的共混比確定在0/100~40/60范圍內進(jìn)混物不穩定,兩相間發(fā)生「相轉變,共混物的性行試驗。 P0E8003/SBR 共混物的力學(xué)性能見(jiàn)能對共混上藝和共混溫度的依賴(lài)性較強。從表表3。從表3可以看出,隨著(zhù)POE8003/SBR共2還可以看出,隨著(zhù)POE8180/SBR共混比增混比增大,共混物的各項性能均呈增大或提高大,共混物的300%定伸應力、扯斷伸長(cháng)率、批趨勢;P0E8003/SBR 共混比為40/60時(shí),共混斷永久變形和撕裂強度均呈增大或提高趨勢。物的性能發(fā)生突變,即拉伸強度提高幅度超過(guò)2.2 POE8003/SBR 共混物的力學(xué)性能. 1倍、扯斷伸長(cháng)率增大幅度接近1倍,說(shuō)明這時(shí)由于與POE8180相比，POE8003的強度共混物兩相間發(fā)生了相轉變。表3 POE8003/SBR共混物的力學(xué)性能PO:8003/SBR共混比項目0/1005/9510/9015/8520/8025/7530/7040/60碗化時(shí)間(150 r )/mun141260576300%定伸應力/MPa1.61.72.12..83.61.93.23.6.7.817.4扯斷伸長(cháng)奉/%36030044S4060040扯斷水久變形/%0g16tR88撕裂強度/(kN.m _ ")21.624.434.738.5由F POE8003的門(mén)尼粘度[ML(1 +4)121后,共混物的各項性能趨于穩定。這是因為:①C]僅為22,而且POE8003對溫度很敏感,塑POE8003炭黑母料的炭黑用量為30份時(shí)，化過(guò)程中強剪切作用產(chǎn)生的溫升會(huì )使其粘度大P0E8003 炭黑母料的門(mén)尼粘度[ML(1 + 4)121大降低[2-,而SBR母煉膠的門(mén)尼粘度[ML(1+心]為 31,與SBR母煉膠的門(mén)尼粘度接近，4)121 C ]為30,因此POE8003與SBR的共混POE8003炭黑母料與SBR母煉膠的共混是等不是等粘度共混。為此,我們在POE8003中加粘度共混;②POE8003炭黑母料的炭黑用量超入炭黑以提高其粘度后再與SBR母煉膠共混。過(guò)30份時(shí),過(guò)量的炭黑會(huì )破壞POE8003的結P0E8003炭黑母料(配方:POE8003100;抗晶結構,使POE8003炭黑母料的強度下降;③氧劑1010 1;炭黑 變量)與 SBR母煉膠共混對共混物而言,POE8003炭黑母料中含有的炭的共混物性能見(jiàn)表4。從表4可以看出，隨著(zhù)黑量很小，即使共混過(guò)程中POE8003炭黑母料POE8003炭黑母料中炭黑用量增大,共混物的300%定伸應力拉伸強度扯斷伸長(cháng)率和撕裂的炭黑向SBR相大量遷移,遷移的炭黑也起不強度呈增大或提高的趨勢,炭黑用量達到30份到對SBR的補強作用。中國煤化工YHCNMHG一-，一-一-.第4期劉力等,乙爆平情共聚物/SBR 此混物的研究203裊4 PUDE8003(炭黑母料]/SBR 共濕物的力學(xué)性能POE8003{發(fā)黑母料)的坎黑用址/份項日10202530.50硫化時(shí)間(150 C )/mi1213300%定伸應力/MP.2.6.23.53.84.2扯伸幾度/MPa6.01.17.3.55.09.S址斷伸長(cháng)奉/%54050040440520扯斷水久變形/%242飾炎強度/(Nm')31.731.529.035.031.23.434.4::P0OE003/sHk共繼比為20/8002.3共混溫度對 POE8180/SBR共混物力學(xué)性能的影響共混溫度對P0E8180/SBR共混物力學(xué)性能的影響見(jiàn)表5。從表S可以看出，共混溫度為120 c時(shí)P0E8180/SBR共混物的綜合力學(xué)性能最好。因此，P0E8180與SBR的共混溫變?yōu)?20C最佳。表s共混還度對POE8180/SBR共混物力學(xué)性能的影響共強源度/:項月105110115疏化時(shí)間(150 C)/run t0119300%定伸應力/MPn2.0 2.22.8 2.4(a)POE8180/SRR #用比為20/80拉神強專(zhuān)/MPs.s7.14.9扯斷帥長(cháng)寓/%880700(40720祉斷永久變尼/16328A注:ROF9180/SDR共酒比為40/60;2.4 POF8180/SBR 共混物的相態(tài)結構POF8180/SBR共混物斷面的TEM照片如圖1所示。從圖1可以看出，POE8180明顯為分散相。在P0E8180/SBR共混比為20/80的共混物中，P0E8180的粒子粒徑(0.3-0.5μm)較小，分布較均勻、說(shuō)明POE8180與SBR具有良好的相容性;在P0E8180/SBR共混比為40/60的共混物中，POE8180和SBR均為條狀聚樂(lè )狀態(tài)，星互穿網(wǎng)絡(luò )綃構，這神結構利于應力分散[53]。(b)POE8180/SFR 并用比為40/00圖1 POIE8180/SBR 共混物新面的TEM照片3結論提高。(1)隨謄POF8180/SBR共混比增大，共混(3)共混溫度為120 C附P(E8180/SBR物的力學(xué)性能提商。共混中國煤化工(2)POE8003用量不超過(guò)40份時(shí)，隨者YHCNMHG為網(wǎng)相結構，POE8003/SBR共源比增大.共況物的)學(xué)性能POE8180/SBR共混比為40/60時(shí)共混物至互204椋膠工業(yè)2001年第48卷穿網(wǎng)絡(luò )結構。大學(xué), 1999.[2]田明,張文群,向雪花,等.聚烯烴彈性體的流變性能i].合成橡膠上業(yè)，1999. 22(5):303.參考文獻:[1]劉力.聚烯烴熱塑性彈性體POEs的配方性能研究及[3]楊金中,杜江山李瑋,等.氯磺化緊乙媚/SBR共混物的研究[JI.橡膠工業(yè). 1999. 46(4):204.改性PP共混合金的結構-性能研究[D].北京:北京化工.收稿日期:2000 11 06Study on POE/SBR blendLIU Li, TIAN Ming, FENG Yu-xing, ZHANG Ji- yang, WANG Ze- pei( Beiung Unuversity of Chemical Technology. Berjing 100029. China)Abstract: The mechanical properties and phase structure of POE/ SBR blend were investigated.The results showed that the mechanical properties of POE8180/ SBR blend improved as the proportionof POE8180 ( the octylene content was m28 % ) increased except for the blend with the blending ratioof 50/ 50;the mechanical properties of POE8003/SBR blen中國煤化工or POE8003，(the octylene content was m18%) increased up to 40; thl:MYHC N M H Gnd improvedwhen POE8003 was mixed to form a carbon black masterbatch with high viscosity and then blendedwith SBR masterbatch ; the optimum comprehensive mechanical properties of blend were obtained whenPOE8180 was blended with SBR at 120 C ;and POE8180/ SBR blend possessed two- phase structureand existed, as IPN structure when the blending ratio of POE8180/ SBR was 40/ 60.k哥握:blend;POE;SBR