再生丁基橡胶/聚烯烃制备吹塑级热塑性弹性体

论文摘要

热塑性弹性体具有极其优异的力学性能、加工性能和耐候性能,其工业化发展已经到达了一个相当高的水平,新型的品种不断地出现,现在已经大量取代一些传统的橡胶和塑料材料并被广泛应用于电线电缆、密封材料、隔膜制品、制鞋行业、汽车行业、机械行业和各种工业模制品,甚至涂料、薄膜等方面,其地位日趋重要。在当今世界的热塑性弹性体工业进程中,扮演着重要角色的只有西方发达国家和日本的一些有着雄厚技术和资金保障的跨国公司,它们在该领域有着绝对的垄断地位,而我国的热塑性弹性体工业从起步到如今不过二三十年,尤其是在吹塑级的弹性体方面,无论是在技术领域还是对此类材料理论研究都要落后于这些国家,因而本课题着手于再生丁基橡胶/聚烯烃制备吹塑级热塑性弹性体的研究,在最大限度的利用再生资源,降低经济成本,节约资源和促进环保的同时,能在此类弹性体的研究领域取得一定的进展。本文采用动态硫化共混工艺对再生丁基橡胶/聚烯烃共混体系进行加工,通过对不同的橡塑配比以及其在不同的共混工艺下进行加工,确定了弹性体制备的各个过程中的最佳实验方法和工艺条件。研究了废旧丁基橡胶的再生方法,确定再生温度为170℃,再生时间为60min,压力为10MPa。将再生丁基橡胶/聚烯烃进行动态硫化加工时,发现橡塑预混法制备出的弹性体的力学性能要优于母胶法所制备的弹性体,因此确定了运用该方法制备吹塑级热塑性弹性体。在动态硫化过程中,发现橡塑配比在60:40的时候弹性体的各项性能最佳,并且从成本控制的角度来看较为合理。考察了弹性体的拉伸断面形貌,发现利用聚乙烯制备的弹性体要比聚丙烯制备的好,其相容性更好,橡胶粒子分散程度高,两相界面模糊。在对硫化体系对弹性体的影响的研究中发现,无论从成本上还是从硫化后弹性体的性能上来看,硫黄促进剂硫化体系要明显优于2402树脂硫化体系。研究了RIIR/PE热塑性弹性体的耐溶剂性能、热稳定性能、流变性能和热塑性能,发现耐溶剂性能优于RIIR/PP共混体系,其热稳定性优于IIR/PE和RIIR/PP共混体系,质量保留率为38%,相容性好,熔融指数为1.561g/min,可进行吹塑加工,材料经过三次返炼后,力学性能依然为原基础的70%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 第2章 文献综述
• 2.1 热塑性弹性体的种类
• 2.2 共混理论的研究
• 2.2.1 热力学共混理论
• 2.2.2 相容性理论
• 2.2.3 极性理论
• 2.2.4 温度和粘度
• 2.2.5 表面张力和界面张力
• 2.3 共混工艺与技术
• 2.3.1 增容技术
• 2.3.2 原位聚合
• 2.3.3 共交联
• 2.3.4 动态硫化技术
• 2.3.5 互穿网络共混
• 2.4 共混设备
• 2.5 再生橡胶
• 2.5.1 废旧橡胶的利用
• 2.5.2 废旧丁基橡胶的回收利用
• 2.5.3 废旧丁基橡胶的回收方法
• 2.6 废旧丁基橡胶的再生机理
• 2.6.1 物理方法机理
• 2.6.2 化学法机理
• 2.7 再生丁基橡胶的应用
• 2.7.1 轮胎中的应用
• 2.7.2 防水材料中的应用
• 2.7.3 减震材料中的应用
• 2.8 本课题研究的内容
• 2.8.1 本课题研究的目的和意义
• 2.8.2 本课题研究的内容
• 第3章 实验部分
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原材料
• 3.1.2 实验设备
• 3.2 实验配方及试样制备
• 3.2.1 基本配方及制样制备
• 3.2.2 试样制备工艺流程图
• 3.2.3 简单共混工艺
• 3.2.4 静态硫化工艺
• 3.2.5 动态硫化工艺
• 3.3 试样制备工艺
• 3.3.1 试样的压制工艺
• 3.3.2 试样的注塑工艺
• 3.4 基本性能测试方法
• 3.4.1 力学性能的测定
• 3.4.2 耐溶剂性能测试
• 3.4.3 压缩变形测试
• 3.4 热稳定性能分析（TG 分析）
• 3.5 结晶/熔融相转变分析（DSC 分析）
• 3.6 断面形貌分析（SEM 分析）
• 3.7 熔融指数测试
• 3.8 热塑性能的测定
• 第4章 聚烯烃与再生丁基橡胶的相容性及其选择
• 4.1 聚烯烃与丁基橡胶的相容性
• 4.2 再生丁基橡胶的硫化
• 4.3 动态硫化工艺的确定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 橡塑配比对热塑性弹性体的性能影响
• 4.4.2 橡塑配比对热塑性弹性体硬度的影响
• 4.4.3 橡塑配比对热塑性弹性体压缩永久变形的影响
• 4.5 硫化过程分析
• 4.6 再生丁基橡胶/聚烯烃的断面形貌分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 RIIR/PE 热塑性弹性体的共混制备和性能研究
• 5.1 共混材料的制备
• 5.1.1 再生胶的加工
• 5.1.2 动态硫化样品的制备
• 5.1.3 RIIR/PE 共混体系制备工艺流程
• 5.1.4 RIIR/PE 共混体系的测试表征
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 硫化体系的选择
• 5.2.2 硫化体系的影响
• 5.2.3 拉伸断面的SEM 分析
• 5.2.4 耐溶剂性能分析
• 5.2.5 热失重分析
• 5.2.6 结晶/熔融相变分析
• 5.2.7 熔融指数测试分析
• 5.2.8 热塑性能分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录