文章简介
EPDM/iPB共混型热塑弹性体的制备与性能
　　

摘要：通过对比不同共混比的EPDM/iPB共混体系动态硫化与未硫化的力学性能研究发现，动态硫化后的EPDM/iPB体系的性能明显优于未硫化的，当EPDM/iPB的配比为60/40、动态硫化的时间为6min时，综合性能较好；通过SEM观察共混体系的相态结构，可以看到明显的“海-岛”结构。同时，研究了硫化剂、填料、软化剂和硫化时间等因素对EPDM/iPB力学性能的影响，结果表明：采用DCP/S作为硫化剂、用量为0.2/0.8时效果最好；采用蒙脱土、滑石粉为填料的共混体系的性能较好；当软化剂液体石蜡用量为6份时，对材料的改性效果较好。
关键词：聚丁烯；EPDM；动态硫化；力学性能
Abstract： The effect of ratio of rubber/plastic on the properties of the blends was studied. Compared dynamically vulcanized and unvulcanized technologies, it showed that dynamic vulcanization EPDM/iPB system performanced better than unvulcanized system; when the EPDM/iPB ratio was 60/40 and dynamically vulcanized time was 6minutes the blend had good overall performance. The "sea-island" phase structures of the blends were clearly seen by SEM. Meanwhile, the effect of the curing agent, the reinforcing systems, softeners and curing time on the EPDM/iPB mechanical properties were studied; the results showed that: DCP/S was the most perfect curing agent, the appropriate amount of which was 0.2/0.8; and the blends which used montmorillonite and talc as filler performanced better properties; when the softener liquid paraffin content was 6 phr, material showed better properties.
Key words： polybutylene; EPDM; dynamic vulcanization; mechanical properties
丁烯-1主要来源于乙烯装置及炼厂催化裂解装置副产的碳四馏分。高全同聚丁烯（iPB）分子链的立构规整性好，结晶度高，是一种热塑性塑料。它具有突出的耐高温蠕变性、耐环境应力开裂性、耐磨性和很好的机械强度，适用于作热水管、薄膜和板材。当该聚合物作为塑料使用时，可用于制造管道、薄膜、纤维、电缆，除此之外，还可以用于复合和共混等方面[1]。
动态硫化共混型热塑性弹性体（TPV）既有接近传统橡胶的性能，又可重复利用，具有良好的综合性能；在制造技术，材料特性表征、加工成型等方面都有新的改革，引起了国内外的关注。国外Coran等[2]曾制得了上百种性能各异的完全动态硫化热塑性橡胶，如EPDM/PP制成的TPV已得到广泛的应用。但用动态硫化法制备EPDM/iPB热塑性弹性体尚未见报道，本工作采用动态硫化法，对EPDM/iPB共混型的热塑性弹性体进行了研究。

1实验部分

1.1原料和试剂

EPDM：2745P，美国杜邦公司；DCP，工业级，市售；n-CaCO3，50～80nm，泰安盛大纳米材料有限公司；iPB，MFR =0.5g/10min（190℃，2.16kg），全同含量为90.3%，寿光天健化工有限公司；蒙脱土，工业级，潍坊市蒙脱土有限公司；滑石粉，工业级，市售；白炭黑，工业级，罗地亚白炭黑有限公司；高岭土，工业级，山西金阳化工公司； L-WAX，工业级，市售；抗氧剂1010，工业级，青岛普欧化工有限公司；硫磺，工业级，市售；促进剂M，工业级，市售；促进剂DM，工业级，市售；ZnO，分析纯，市售；硬脂酸，分析纯，莱阳精细化工厂。

1.2仪器及设备

双辊筒开炼机，SK-160B型，上海橡胶机械厂；平板硫化机，XL-40型，上海橡胶机械厂；万能制样机，ZHY-W型，承德化工机械厂生产；电子拉力机，GT-AI-7000M型，台湾高铁科技股份有限公司；高硬度橡胶硬度计，LX-A型，上海六菱仪器厂；塑料厚度计，XH-10型，上海险峰电影机械厂；扫描电子显微镜，JSM-67OOF，日本JEOL公司。

1.3基本配方

EPDM/iPB按实验所需比配制，两者之和为100份，1010：0.2。
无特别说明硫化体系均为：ZnO ：5，SA：3，M：0.6，DM：0.4 DCP：0.2，S：0.6（按100份EPDM计）。

1.4实验方法

1．机械共混 在110℃的高温开炼机上，将EPDM/iPB熔融共混后，打6个三角包，薄通三遍制成半成品片材，待用。
2．动态硫化 在170～175℃的高温开炼机上，将EPDM与iPB混炼3分钟，依次加入小料、补强剂、促进剂、硫化剂、软化剂。六分钟左右反应完全，下片。
3．压片 将适量的半成品片材放入适当的模具中，模具放入175℃的热压平板，预热3分钟左右，保压5分钟。然后放入冷压机冷却5分钟，卸模出片。
4．SEM测试方法 扫描电子显微镜(SEM)被用来观察和研究试样的断面的形态结构及断裂行为。将试样用液氮冷却后脆断，在进行SEM观察之前，试样需在镀膜机内进行喷金处理。直接用SEM观察试样的断面形貌，研究热塑性弹性体的亚微观特性。

1.5测试标准

模压试样拉伸试验是在GT-AI-7000M型拉力机上进行，测试标准为GB/ T16421-1996，100%定伸变形率按ASTM D757标准测试。

2结果与讨论

2.1动态硫化对不同共混比EPDM/iPB的性能影响

我们将不同共混比的EPDM/iPB分别通过简单共混和动态硫化共混的方式进行加工，并对其性能进行对比，如表1、2所示。
表1不同共混比的EPDM/iPB简单共混后的力学性能
Tab.1 Effects of EPDM/iPB ratio on mechanical properties of uncured blends
EPDM/iPB
100/0
80/20
70/30
60/40
50/50
40/60
拉伸强度，MPa
1.9
2.9
4.5
6.4
11.0
14.6
断裂伸长率，%
1150
570
193
265
319
325
邵A硬度，度
54
74
80
86
90
93
100%定伸变形率，%
5
15
25
30
40
45
表1为不同共混比的EPDM/iPB简单共混后的力学性能，可以看出，随着全同聚1-丁烯含量的增加，共混物的拉伸强度逐渐变大；材料的断裂伸长率则先变小后变大，在共混比为70/30时有最小值；共混体系的硬度与100%定伸变形率都逐渐变大。
表2不同共混比的EPDM/iPB动态硫化后的力学性能
Tab.2 Effects of EPDM/iPB ratio on mechanical properties of dynamic vulcanization blends
EPDM/iPB
80/20
70/30
60/40
50/50
40/60


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