理想填料对聚丙烯和丁苯橡胶的改性

论文摘要

本教研室在多年研究橡胶增强技术与理论的基础上,提出了理想填料（Ideal Filler, IF）的结构模型及基本设计思路。本课题把理想填料分别应用于塑料的增韧和橡胶的补强中,希望得到较好的改性效果并分析不同条件下理想填料的分散状况。本实验中所用的理想填料为实验室合成的纳米交联聚苯乙烯（PS）微球和PS为核聚异戊二烯（PI）为壳的核壳结构微球。首先将PS微球和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）,核壳微球分别和聚丙烯（PP）用双螺杆挤出造粒制备不同的复合材料。通过注射成型出标准试样,并进行了宏观力学性能的测试。通过扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）研究了复合材料的微观形态。之后将不同份数的PS微球填充到丁苯橡胶（SBR）中,制作成标准样条进行了拉伸力学性能测试,通过RPA分析和SEM表征了填料的分散情况。并且分析了不同填料份数、过氧化物交联和硫磺交联的不同硫化体系和不同热处理方式对SBR的力学性能和填料的分散情况的影响。研究结果表明,在改性SBR的过程中,在相同填充份数下,低温过氧化物交联体系中填料的分散情况最佳,硫磺的高温硫化最容易造成填料PS的聚集。高温剪切和只高温不剪切的热处理方式也造成了填料分散的差异,150℃高温剪切会促进填料的分散。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 理想填料的结构
• 1.3 塑料增韧机理的研究进展
• 1.3.1 塑料增韧机理的研究进展
• 1.3.2 影响塑料增韧的因素
• 1.4 橡胶填料的发展及补强机理
• 1.4.1 补强橡胶填料的种类
• 1.4.2 影响橡胶补强效果的因素
• 1.4.3 橡胶补强机理
• 1.5 本课题的意义
• 1.5.1 理想填料改性塑料
• 1.5.2 理想填料填充橡胶
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验用原料
• 2.2 实验用仪器设备
• 2.3 实验方案
• 2.4 试样制备
• 2.4.1 纳米级交联PS的制备和处理
• 2.4.2 PS/PI核壳结构的制备和处理
• 2.4.3 PS/PP、PS/弹性体/PP共混体系制备
• 2.4.4 PS/SBR混合体系的制备
• 2.4.5 测试样条的制备
• 2.5 表征与测试
• 2.5.1 粒度分析
• 2.5.2 差示扫描量热法（DSC）
• 2.5.3 扫描电镜（SEM）
• 2.5.4 透射电镜（TEM）
• 2.5.5 RPA测试
• 2.5.6 核磁测试
• 2.5.7 力学性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 PS及PS/PI核壳结构纳米颗粒的特性
• 3.1.1 纳米级交联PS颗粒及PS/PI核壳结构颗粒的粒径
• 3.1.2 纳米级交联PS颗粒及PS/PI核壳结构颗粒的形貌
• 3.1.3 纳米级交联PS颗粒及PS/PI核壳结构颗粒的DSC测试
• 3.2 理想填料改性PP
• 3.2.1 PS/SBS/PP三元共混体系
• 3.2.2 （PS/PI）/PP三元共混体系
• 3.3 理想填料PS填充SBR
• 3.3.1 实验配方的确定
• 3.3.2 PS/SBR力学性能
• 3.3.3 热处理和高低温硫化对PS在SBR中分散的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介