HIPSHVPBR TPVHIPSWSBRP TPE的制备 结构与性能.docx

HIPS／HVPBR HIPS／HVPBR TPV及HIPS／WSBRP TPE的 制备、结构与性能 学位论文完成日期：狸!皇!亟：2 指导教师签字： 妞涩 答辩委员会成员签字：7珏虱牢断 万方数据 lalllllllllUlllllllllllllllllll[1llllllllllllY2774408 lalllllllllUlllllllllllllllllll[1llllllllllll Y2774408 HIPS／HVPBR即V及HIPS／WSBRP TPE的制备、结构与性能 摘要 采用动态硫化法制备出高抗冲聚苯乙烯(HIPS)／高乙烯基聚丁二烯橡胶 (HVPBR)共混型热塑性硫化胶(TPV)，系统研究了其力学性能、微观结构、动态 硫化过程中橡胶相的形态演变，以及压缩永久变形及其可逆恢复、Payne效应、 Mullins效应及其可逆恢复等黏弹行为，考察了橡塑比、界面增容及增强剂对其 性能的影响规律。通过熔融共混法制备了HIPS／废旧丁苯胶粉(WSBRP)及高密 度聚乙烯(HDPE)／废旧三元乙丙橡胶胶粉(WEPDMP)共混型热塑性弹性体 (TPE)，研究了HIPS／WSBRP TPE的力学性能、微观结构及Mullins效应等，考 察了橡塑比、界面增容及基体增塑对其性能的影响规律；通过在 HDPE佩砸PDMP TPE基体中添加碳纳米管(CNTs)，获得了性能良好的柔性正温 度系数(PTC)材料，研究了体系PTC行为、体膨胀行为，并对导电网络进行了 表征。主要研究结果如下： (1)采用动态硫化法制备了HIPS／HVPBR TPV，研究了橡塑比和热处理温 度对其压缩永久变形及其可逆恢复的影响，提高橡塑比和热处理温度，压缩永 久变形的可逆恢复程度和恢复速度明显提高；热处理温度接近基体T2时体系的 压缩永久变形几乎完全可逆；探讨了压缩永久变形的可逆恢复机制，构建了可 逆恢复的数学模型。 (2)苯乙烯．丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的加入可以显著改善 HIPS／HVPBR共混型TPV的界面作用。与HIPS／HVPBR动态硫化体系相比， SBS含量为12份时HIPS／SBS／HVPBR TPV的性能得到显著的改善，拉伸强度、 断裂伸长率及撕裂强度分别提高了大约163％，312％和67％；场发射扫描电镜 (FE-SEM)的微观结构研究表明，增容后TPV的拉伸断面更为平坦，橡胶粒子尺 寸减小。 (3)通过FE．SEM观察动态硫化过程中橡胶相的形态演变，随着动态硫化 的进行，橡胶相在交联的同时逐渐被撕碎为分散相，在动态硫化至6 min(t90) 时橡胶相呈稳定的类球状形貌，其粒径为3～5 pan；较未增容TPV而言，增容 TPV中橡胶相的粒子明显细化且表面粗糙；在动态硫化中，交联的橡胶相在剪 切力的撅裂作用下，表面形成了纳米尺度的杂乱的片层状结构，显著增加了界 面面积和界面作用力。 (4)通过单轴循环加载．卸载研究了HIPS／SBS／HVPBR TPV拉伸及压缩模 万方数据 式下的Mullins效应及其可逆恢复行为。无论是在拉伸模式下还是在压缩模式下 式下的Mullins效应及其可逆恢复行为。无论是在拉伸模式下还是在压缩模式下 均可观察到显著的应力软化效应；在室温条件下，在固定拉伸比或压缩比下TPV 的最大应力仅能部分恢复，提高热处理温度，应力的恢复能力显著增强。在 HIPS／SBS／HVPBRTPV的应变扫描中表现出典型的Payne效应，且降低扫描频 率和提高扫描温度会导致TPV Payne效应的弱化。 (5)采用熔融共混法制备了HIPS／WSBRP共混型TPE，通过在基体HIPS 中充填芳烃油(AO)和加入SBS增容剂的方式改善体系的性能，SBS和AO的加 入使得体系的断裂伸长率获得较大的提高；TPE拉伸断面形貌的研究表明，在 基体中充填AO和SBS，基体无明显的塑性变形和撕裂带且断面平坦，表明体 系具有良好的高弹形变恢复能力。Mullins效应研究表明：与HIPS／WEPDMP 共混物相比HIIS／SBS／AO／WEPDMP TPE具有更小的瞬时残余形变和内耗，体 系回弹性的提高。 (6)采用熔融共混法制备了HDPE／WEPDMP／CNTs共混体系，研究了CNTs 含量对体系PTC效应的影响，通过体膨胀系数的测试以及基体中CNTs导电网 络的表征，对共混体系PTC行为的形成机制进行了研究。结果表明：共混体系 中CNTs相互交织并构成了导电网络，升温至基体熔融区域时，在体积急剧膨 胀的同时伴随着显著的PTC效应，对体系体膨胀系数的定量表征可对其PTC 行为进行预测。 关键词：高抗冲聚苯乙烯；高乙烯基聚丁二烯橡胶；丁苯胶粉；动态硫 化；微观结构 万方数据 PREPARATION，STRUCTURE PREPARATION，