聚烯烴熱塑性彈性體材料的結構與性能

第35卷第3期世界橡膠工業(yè)vol.35No.3:34-372008年3月World Rubber Industry.析與測試ˇ聚烯烴熱塑性彈性體材料的結構與性能趙志正(中橡集團西北橡膠塑料研究設計院陜西咸陽(yáng)712023)編譯摘要:文中介紹了以HPPE與含第三單體ENB、DCPD的各種EPDM為基礎含有結構助劑(DCP、堿黃、DM)的4個(gè)系列熱塑性彈性體材料:A系列TEMB系列TEM、C系列TEM、E系列介電型TEM的制造方法和性能,以及TEM各組分對其機械特性(彈性模量、強度、伸長(cháng)率)及介電特性的影響。關(guān)鍵詞:聚烯烴;熱塑性彈性體;HPPE;EPDM中圖分類(lèi)號:TQ314.2文獻標識碼:B文章編號:16718232(2008)03003404以聚烯烴為基礎的熱塑性彈性體材料為了制造介電型E系列的熱塑性彈性體(TEM),特別是熱塑性橡膠(TPR),也被人稱(chēng)材料,使用了專(zhuān)門(mén)合成的EPDM60。它是通過(guò)為動(dòng)態(tài)熱彈性塑料,它們的特征是:與其他彈性使乙烯、丙烯與乙烯基環(huán)己烯(VCH)在氯化二體相比,其線(xiàn)膨脹系數比較小,耐熱性、對氣候異丁基鋁和三乙?；淄徕C的參與下,在和輻射作用的穩定性比較高,并且在長(cháng)時(shí)間使10°C下產(chǎn)生共聚合制得的。所得粉末狀交聯(lián)用中可保持這些性能(l。共聚物的成分[%(mol)]如下:乙烯(51.9)丙該文的目的是研究熱塑性彈性體材料的制烯(47)、vCH(1.1)。作方法和成分對其機械性能(變形-強度和松弛E系列TEM的制造方法與A系列TEM的的性能)及電性能的影響。制法類(lèi)似。把極性的活性劑從成分中清除出用兩種方法為基礎加工制造聚烯烴熱塑性去能改善材料的介電特性。E系列TEM的成彈性體:即乙丙彈性體[含有二環(huán)戊二烯分如下(質(zhì)量份):EPDM(100)、HPPE(10(DCPD)的EPDM40、EPDM50和含有亞乙基80)。降冰片烯(ENB)的EPDM40]及高密度聚乙烯與EPDM60與HPPE的機械共混體不同(HPPE)。結構化組分使用的是硫黃與促進(jìn)劑在A(yíng)系列的TEM中會(huì )產(chǎn)生化學(xué)的變化。B系二硫代二苯并噻唑(DM),還可使用過(guò)氧化二列的TEM中,此類(lèi)變化,實(shí)際上并未觸及HPE異丙苯(DCP)。相;在A(yíng)系列的TEM中,上述兩種聚合物都參A系列的TEM(TPR)是使用開(kāi)煉機在溫度與了跟過(guò)氧化二異丙苯的反應,產(chǎn)生了HPPE160~180°C,輥距約-02mm的條件下對原始部分接枝于彈性體上的現象。的材料進(jìn)行共混,待結晶的HPPE軟化和熔化在TEM中的紅外光譜中可以看到,原始彈以后,再添加含有第三單體二環(huán)戊二烯的性體的特征譜帶:720cm(乙烯)、1378cmEPDM60。為了達到十分均勻的混合,宜進(jìn)行(丙烯)、3045cm(二烯)的吸收強度減小了。25min混煉。A系列熱塑性彈性體的配合成分然而這種強度變化與各組分含量的變化不成比(質(zhì)量份):EPDM(100)、HPPE(10~80)、DCP例。這可證明在TEM的制造過(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應,(或者能證明結晶度發(fā)生了變化)。B系列TEM的制作與A系列的TEM相將試樣在沸滕酸中長(cháng)時(shí)間浸泡以后,就能同。B系列TEM的成分(質(zhì)量份):EPDM夠把各TEM系列中的HPPE抽提出去。研究(100:2.08)、促進(jìn)劑DM(1.8)、硫表明V中國煤化工HPE抽提黃(2.0)出去CNMHGA系列試樣C系列的TEM是把一定數量的EPDM60中將HPPE相完全抽出卻是做不到的。這也證與熔融的HPPE經(jīng)過(guò)機械混合制成。實(shí)了原始聚合物發(fā)生了部分的化學(xué)反應。而在第35卷第3期趙志正,聚烯烴熱塑性彈性體材料的結構與性能35·A系列試樣中加大DCP的劑量,會(huì )減少被抽出慢的λ松弛躍遷,而且前面兩個(gè)躍遷(A1、A2)的HPPE的量。都與EPDM中同類(lèi)的躍遷相似。對于HPPE、EPDM以及TEM試樣,曾作過(guò)第三個(gè)躍遷(λ3),看來(lái)是反映出了一些波內摩擦光譜12(圖1)。在松弛快速躍遷區動(dòng)著(zhù)的微觀(guān)有序結構的遷移性該微觀(guān)結構被域,主要在a區域EPDM和HPPE的內摩擦光封鎖在作為HPPE與EPDM反應產(chǎn)物的中間層譜重疊。這說(shuō)明了系統的多相性,而大小不等內。具有76-78kJ/ml活化能和前指數B的聚乙烯雜質(zhì)就起著(zhù)活性填充劑的作用。(2-9)×10s的附帶的躍遷可能是與交聯(lián)彈性體基體內存著(zhù)結晶相有關(guān)。在化學(xué)松弛(8躍遷)過(guò)程區域內,對于A(yíng)系列和E系列的TEM來(lái)說(shuō),由于C-C鍵發(fā)生斷裂,其活化能(150和156kJ/mol)要比B系列的TEM的活化能(132kJ/mol)高出許多。也曾研究了緩慢的松弛過(guò)程,并且分析了松弛過(guò)程對原始的熱塑性彈性材料和經(jīng)受過(guò)電場(chǎng)中老化的TEM的破壞機理及使用壽命的影響。圖2示出松弛模量E()的等溫線(xiàn)范例,以aa B及HPPE、EPDM和不同系列TEM試樣的第與第二近似值松弛時(shí)間H(T)的連續光譜圖溫度/℃對破壞TEM的活化能與溫度關(guān)系的分析圖1HPPE(1)、EPDM(2)及A系列TEM(3)試樣表明,松弛λ過(guò)程在材料破壞機理中不是決定的機械損耗角正切值與溫度的關(guān)系(頻率性的因素。比如,在EPDM:HPE等于1:3的100Hz)情況下,C系列TEM在正的溫度范圍內破壞過(guò)不同系列TEM的內摩擦光譜有著(zhù)某些相程的活化能是168-185kJ/mol可是緩慢的似的特點(diǎn)但是這些特點(diǎn)并不完全等同。在A(yíng)物理松弛過(guò)程(λ過(guò)程)的活化能卻要小得多系列TEM內a躍遷的強度比B系列TEM的(45-49kJ/mol)高,這可能是由于在過(guò)氧化物參與下所生成的在HPPE含量相對不高的情況下,TEM的空間網(wǎng)絡(luò )比在硫黃參與下的空間網(wǎng)絡(luò )更均勻的變形強度性能在很多方面類(lèi)似于橡膠的性能緣故。在E系列TEM中α躍遷的強度很高,(圖3)。在HPE含量相對高的(>60質(zhì)量這可以解讀為乙烯基環(huán)已烯使彈性體基體進(jìn)行份)的情況下變形曲線(xiàn)的形狀(特點(diǎn)是在不平了交聯(lián),HPE與EPDM之間的吸附作用增強衡負載的情況下)與高結晶性聚合物的曲線(xiàn)形了。對于所有被研究的TEM,均可見(jiàn)到5個(gè)緩狀近似。隨著(zhù)HPE含量的增大,與試驗條件↓2內2T中國煤化工ACNMHG圖2模量E(T)的等溫線(xiàn)(1)以及A系列TEM在100°C(a)、B系列TEM在65°C(6)、E系列TEM在35°c(a的第一(2)和第二(3)近似值松弛時(shí)間H(T)的連續光世界橡膠工業(yè)2008表1TEM內EPDM:HPPE的比例對其變形強度特性和介電特性的影響試樣 EPDM: HPPE的比例4M46%"/x10,E/kv/mmHPPE2.20EPDM40( DCPD)-HPPE1:3EPDM40(ENB )-HPPEEPDM-40( DCPD )-HPPE2.42.202.20EPDM-50( DCPD)-HPPE2.42EPDM-40(ENB)2.72.46說(shuō)明:f。一拉伸強度;e一相對拉斷伸長(cháng)率;6—相對拉斷永久變形。注:1)頻率10Hz及溫度20°C。2)厚度為1mm無(wú)關(guān)TEM的彈性模量和強度會(huì )一直上升。而損耗角正切tg8值),通常也處在HPPE和EP拉斷伸長(cháng)率逐漸降低。這是各類(lèi)型TEM所共DM的相應數值的中間,并且也隨著(zhù)TEM中有的特征(見(jiàn)表)。在HPPE含量大的情況下,HPPE含量的增大而減小(見(jiàn)表1)TEM的相對伸長(cháng)率顯得比原始HPPE的伸長(cháng)含有結構助劑的A系列及B系列的TEM率還小雖然具有較大的tg6,值,但是這并不妨礙把它們作為介電質(zhì)使用。對E系列的TEM來(lái)說(shuō),其介電損耗值和原始組分的相應值是近似的。在HPPE的參與下,會(huì )使TEM中大分子的活動(dòng)性降低,這就導致材料的電阻值比EPDM的電阻值增大在負溫度范圍內會(huì )出現偶極子-基團和偶極子鏈段的損耗,所有被研究系列的TEM的3,值,也處在原始各組分該數值的中間位置即HPPE的tg8。<共混體的tg8,