废旧橡胶基热塑性弹性体的制备与性能研究-高分子化学与物理专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 摘要 废旧橡胶基热塑性弹性体的制备与性能研究 摘 要 废旧橡胶基热塑性弹性体是由回收橡胶如胶粉与塑料基体为主体制备的复 合材料，在实现胶粉资源化利用的同时还可以大量消耗胶粉，是解决废旧橡胶“黑 色污染”是的重要途径。 实验中通过哈克转矩流变仪和双螺杆挤出机制备了胶粉（RP）/聚丙烯（PP） 热塑性弹性体，并通过扫描电子显微镜（TEM）、毛细管流变仪、差示扫描量热仪 （DSC）、动态粘弹分析仪（DMA）等现代分析手段，通过系统的实验设计考察 了原材料（PP 基体、胶粉、原位增容剂、硫黄）、配方、混合工艺参数（温度、 转速、时间）等因素对 RP/PP 热塑性弹性体的混炼特性、力学性能、结晶性能、 动态力学性能等影响，探讨 RP/PP 热塑性弹性体成型过程中原位增容机理及其对 微观结构和力学性能的影响规律。 实验表明 RP 与 PP 简单共混物的界面相互作用弱，相容性差，导致力学性能 低，尤其是拉伸伸长率很低，不能作为热塑性弹性体材料使用。 过氧化物可以引发 RP 与 PP 基体间发生原位化学反应，明显改善二者的相容 性和界面作用，显著提高 RP/PP 共混材料的力学性能。硫黄可以在 RP/PP 熔融共 混过程中引发交联反应，抑制 PP 降解并进一步改善 RP/PP 热塑性弹性体的力学 性能。实验发现 RP 含量在 50-80%是 RP/PP 共混材料的拉断伸长率较高，性能接 近普通的热塑性弹性体。RP 粒径在 40-100 目之间时对 RP/PP 共混材料性能没有 影响。实验中优选出 RP/PP 共混材料配方和加工工艺：RP 粒径 40-100 目，RP 含 量 60%-70%， DHBP 含量 2-4%，硫黄含量 0.5%；混合温度 160-170℃，混合时 间 7-9min，转子转速 50-70RPM。在此条件下，胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的拉伸 强度 16MPa，拉断伸长率高于 200%。 非等温结晶动力学研究表明过氧化物原位增容后 PP 基体结晶温度降低，结 晶速率随相对结晶度的提高逐渐变慢，表明原位增容降低了 PP 基体的分子量， 结晶温度降低；同时原位增容增加了 RP 与 PP 之间的相互作用，降低了 PP 基体 的结晶速率。 关键词：废旧胶粉 聚丙烯 热塑性弹性体 原位增容 I II ABSTRACT STUDY ON PREPARATION AND PROPERTIES OF WASTER RUBBER BASED THERMOPLASTIC ELASTOMER ABSTRACT Waste rubber based thermal plastic elastomer (W-TPE) is composite mainly made from recycled rubber, (such as rubber particles) and thermoplastic matrix. The production of W-TPE realize the utilization of rubber powder (RP) as material resources and consume a large amount of RP, which is an important way to solve the so-called black pollution of waste rubber. In the experiment, the RP/ polypropylene (PP) thermoplastic elastomer was prepared by using Haake torque rheometer, and many modern analysis methods and equipment such as scanning electron microscopy (SEM), capillary rheometer, differential scanning calorimetry (DSC), dynamic mechanical analyzer (DMA) were employed to systematically study the influence of raw materials (PP matrix, RP, in-situ compatibilization agent and sulfur), formulation, compounding parameters (temperature, rotation speed and time) on the mixing characteristics, rheology，me