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其它热塑性弹性体 .doc
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其它热塑性弹性体
? 本节主要介绍热塑性天然橡胶,以聚硅氧烷为基础的热塑性弹性体、热塑性1,2-聚丁二烯、热塑性氟弹性体等,并简要讨论其它热塑性弹性体。
热塑性天然橡胶
??? 热塑性天然橡胶(thermoplastic natural rubber)和其它热塑性弹性体一样,具有硫化橡胶的弹性和其它物理机械性能以及热塑性塑料的加工特性。与合成高分子材料一样,可以通过不同途径制成。
??? 热塑性天然橡胶有两种加工制作方法:①天然橡胶和热塑性树脂(如等规聚丙烯)并用,采用机械混炼的方法,②天然橡胶和热塑性树脂(如聚苯乙烯)化学接枝。前者称作共混型热塑性天然橡胶,后者称为按枝型热塑性天然橡胶。这两种类型的热塑性天然橡胶中前者与聚烯烃热塑性弹性体相类似,后者与苯乙烯类热塑性弹性体相类似。
(一)共混型热塑性天然橡胶
??? 各种规格的本伯里密炼机,小至1.18L,大到170L,均可用于共混型热塑性天然橡胶的制备。Shaw Intermixers亦可用于此目的。温度的控制是共混的关键因素之一。初始温度一般控制在80~120℃,加料后温度立即上升到树脂熔点。高密度聚乙烯熔点为135℃,等规聚丙烯熔点为165℃。高温快速固然可取,但温度超过200℃,会引起天然橡胶的降解。控制温度在180℃左右是切实可行的。用3D本伯里密炼机,选用高滚速和高柱塞压力可以在3~4分钟内使物料温度上升到聚丙烯的熔化温度。
??? 扫描电子显微镜对天然橡胶/聚丙烯(60/40)的共混料照相得到的微观结构图象表明,天然橡胶和聚丙烯的相结构本质上都是连续相,并且由于熔融流动而引起的方向性也是十分清楚的。
??? 与聚烯烃热塑性弹性体一样,天然橡胶的部分交联是在天然橡胶和聚丙烯共混过程中实现的。有机过氧化物或其它硫化体系都可以用于混炼过程中动态交联,在有机过氧化物作动态交联剂的场合,如采用酚类抗氧剂,添加抗氧剂应当在过氧化物交联反应完成之后。对于象RD之类的二氢化喹啉聚合物作为抗氧剂,抗氧剂可在添加过氧化物交联剂稍后加入。在硫黄-促进剂硫化体系的场合,抗氧剂和交联体系可以同时加入密炼机。
??? 热塑性天然橡胶具有较高的使用温度,与苯乙烯嵌段共聚物相比,在150℃的温度条件下,该材料仍然保持原来的形状。热塑性天然橡胶低温性能也很好,在-40℃时材料仍不发脆。宽阔的温度使用范围对有些产品如汽车缓冲器是十分重要的,因为这种可弯曲缓冲配件的一个基本性能是要有从-30~70℃的温度使用范围。
??? 在过氧化物作交联剂的场合,在天然橡胶/聚丙烯中,天然橡胶的比例较大时,随着过氧化物用量的增加,胶料硬度增加;相反,天然橡胶比例小时,过氧化物用量对胶料硬度的影响不明显。
未交联的天然橡胶/聚丙烯为75/25的热塑性天然橡胶,其压缩变形约为50%,添加0.2%的过氧化物进行动态硫化的胶料,其压缩变形下降到39%左右。
??? 应当指出,有机过氧化物在高温下会引起聚丙烯的氧化降解,? 如用熔融流动指数(MF1)的变化来衡量聚丙烯降解情况,在过氧化物用量高时,随热塑性天然橡胶中聚丙烯含量上升,熔融流动指数急剧上升;而过氧化物用量低时,熔融流动指数的变化比过氧化物用量高时平缓。
??? 硫黄-促进剂硫化体系同样可以用于热塑性天然橡胶的部分交联。与过氧化物交联体系相比,硫黄硫化引起的部分交联仅仅导致熔融流动指数的降低;但在过氧化物交联的场合,除了因交联而引起的熔融流动指数降低因素外,尚存在着由于聚丙烯分子量的减小而引起的熔融流动指数的增高,后者在热塑性天然橡胶中聚丙烯比例高时更为突出。
??? 热塑性天然橡胶可以添加填充剂以降低成本,也可以添加矿物油以改善加工性能。通常,在密炼机加工过程中混炼温度要求超过160℃,1~5%的炭黑或二氧化钛可以起到抗紫外光老化的作用。添加矿物油将降低胶料的硬度和熔融流动,一般推荐油用量为5~15%。
表20-38为热塑性天然橡胶典型的物理机械性能。
表20-38? 热塑性天然橡胶的典型性能
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