聚氯乙烯廢膠粉熱塑性彈性體的性能研究

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加工應(yīng)用合成橡膠工業(yè)，2002聚氯乙烯/廢膠粉熱塑性彈性體的性能研究馮予星，田明，段先健，楊強(qiáng)軍，張立群12北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100029）%60份時，綜合性能最好。在不用DOP的情況下，PVC為脆性材料，且與廢膠粉的模量差較大，材料受力時在界面處會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，導(dǎo)致界面迅速破壞。隨著DOP用量增加，PVC的模量降低，脆性得到改善，界面應(yīng)力集中作用會降低，但同時PVC的強(qiáng)度降低，致使材料的界面結(jié)合強(qiáng)度下降。兩方面綜合作用的結(jié)果使材料的力學(xué)性能對于DOP用量會存在最佳值?！　?.3增容劑及其用量的影響由于廢膠粉與PVC之間的極性相差較大，且粒徑粗大，本身為交聯(lián)結(jié)構(gòu)，很難與PVC產(chǎn)生良好的界面結(jié)合。所以在材料的制備過程中必須加入增容劑以改善它們之間的界面結(jié)合。本工作中選用NBR和CPE作為增容劑。它們對性能的影響如、所示。從可以看出，這兩種增容劑均能較大程度地提高材料的拉伸強(qiáng)度，其中NBR比CPE的增容效果略好。從可以看出，當(dāng)用純NBR作增容劑時，隨著NBR用量增加，材料性能先增加，然后有一定程度下降。當(dāng)用NBR混煉膠作增容劑時，隨著其用量增加，材料性能不斷增加。采用純NBR或其混煉膠與CPE并用，材料均可獲得較好的性能。其增容機(jī)理如所示?！　∪缢荆鋈輨┰赑VC和廢膠粉之間形成的界面包括3層結(jié)構(gòu)：增容劑與廢膠粉之間形成的界面層；增容劑層；增容劑與PVC之間形成的界面層。還有部分增容劑分散到PVC中，形成了增容劑相。　　廢膠粉經(jīng)過改性后，其交聯(lián)密度有所降低，分子鏈活動能力增強(qiáng)，同時表面活性點(diǎn)增多，與未改素。為廢膠粉粒徑對材料性能的影響。在廢膠粉為60目和80目時，材料的性能變化不大，但當(dāng)廢膠粉為40目時，材料的性能下降較多，這主要是因?yàn)閺U膠粉粒徑過大，材料受力時，應(yīng)力集中現(xiàn)象比較嚴(yán)重。　　2.5廢膠粉用量對性能的影響性廢膠粉相比易與基體或增容劑形成較好的界面結(jié)合?！　BR含有雙鍵，而CPE為飽和結(jié)構(gòu)，所以在反應(yīng)加工過程中，NBR比較容易與廢膠粉形成共交聯(lián)，界面強(qiáng)度高，所以增容效果比CPE的好?！　∈褂眉僋BR作增容劑，在用量較低時，在PVC與膠粉的界面處基本未形成增容劑層結(jié)構(gòu)；當(dāng)用量較大時，在界面處形成了純NBR增容劑層，因純NBR的本體強(qiáng)度較低，致使整個界面強(qiáng)度不高，增容效果不理想。而當(dāng)使用NBR混煉膠作增容劑時，共混時由于會發(fā)生界面共交聯(lián)，形成的增容劑層強(qiáng)度較高，所以增容效果隨NBR混煉膠的用量提高而提高?！　‘?dāng)NBR與CPE并用時，NBR與廢膠粉形成共交聯(lián)，CPE包覆在NBR外層，通過過氧化物DCP）與NBR形成一定的化學(xué)結(jié)合，而且CPE與PVC及NBR的相容性均非常好，同時又具有一定的熱塑性，可以使廢膠粉、NBR、CPE、PVC之間形成一個良好的過渡?！　?.4廢膠粉粒徑對性能的影響在共混物中，作為分散相的組分存在一個最佳的粒徑范圍0.1！m至幾微米）。由于廢膠粉粒徑遠(yuǎn)大于最佳粒徑范圍，而廢膠粉為交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在加工過程中，粒徑很難再次細(xì)化，所以在一定的粒徑范圍內(nèi)，其對性能的影響已經(jīng)成為一個次要因?yàn)閺U膠粉用量對材料力學(xué)性能的影響?！　‘?dāng)加入少量的廢膠粉后，材料的力學(xué)性能下降；當(dāng)膠粉用量超過30%后，力學(xué)性能有所提高，進(jìn)而基本保持不變；膠粉用量超過60P后，力學(xué)性能又有所下降。　　廢膠粉用量較少時，pvc的量相對較大，大部分增容劑在加工過程中遷移到PVC中，未能有效地起到增容作用。當(dāng)廢膠粉用量達(dá)到一定值后，PVC相對量減小，加工過程中增容劑向PVC遷移量減小，增容作用增強(qiáng)，力學(xué)性能又有所增大。　　3結(jié)論a）本工作采用反應(yīng)加工技術(shù)制備了PVC/廢膠粉熱塑性彈性體，性能良好?！　）最佳反應(yīng)時間為8~10min.如果需要延長反應(yīng)加工時間，可以適當(dāng)增加熱穩(wěn)定劑的用量。　　對于PVC/廢膠粉熱塑性彈性體體系，用NBR或CPE做增容劑均有較好的增容效果。用NBR混煉膠與CPE并用增容效果最佳?！　‰S著PVC預(yù)混料中DOP用量的增加，材料的拉伸強(qiáng)度及扯斷伸長率均存在一極值?！　×系男阅茏罴??？紤]到性能價格比，選用廢膠粉的粒徑為60目較好。