丁基橡胶/尼龙热塑弹性体的增容研究
丁基橡胶/尼龙热塑性弹性体兼具了丁基橡胶和尼龙两者的优异性能，具备良好的气密性、弹性、热可塑性及回收再利用性能，是一种“绿色”化工新材料，在轮胎气密内衬层、冰箱气密软管等方面有着很大的应用前景。然而，两者很差的相容性严重的增加了其制备难度，也难以获得精细的微观相态结构和良好的综合性能。在过去的研究中，通常使用马来酸酐接枝聚合物对该体系进行增容，但是增容效果并不理想，而且增容剂本身的性能缺陷也会对其产生不利的影响。 本课题使用α-甲基苯乙烯(AMS)与GMA的嵌段低聚物(PAG)和自制的丁基橡胶接枝物作为相容剂，对丁基橡胶/尼龙体系进行增容。通过对丁基橡胶进行接枝改性，使之接枝上环氧官能团;环氧基能够与尼龙12(PA12)的端氨基快速反应，从而实现丁基橡胶和尼龙之间的反应性增容;这种增容方法没有引入第三相物质作为增容剂，不会因此而影响材料的性能。在课题中主要研究了使用甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)熔融法改性未卤化的丁基橡胶(ⅡR)和溴化丁基橡胶(BⅡR)的方法及影响因素，并研究和分析了接枝产物对增容效果的影响，得出结论如下: 1、PAG对ⅡR/PA12增容时，会导致PA12的交联，增容效果不理想。 2、使用化学滴定法可以较为准确的测定ⅡR上GMA的接枝率;接枝反应过程中，GMA的自聚合是对接枝率影响最大的副反应，不利于接枝率的提高，而在较高的温度下(220℃)GMA的自聚合会受到抑制，对接枝反应有利;共接枝单体苯乙烯(St)的加入可以明显提高接枝率，制备出了接枝率为0.92％的改性ⅡR;无论是单一单体改性还是共单体法改性，接枝率都是随着GMA的用量的提高先增大后不变甚至减小，随着自由基引发剂过氧化二异丙苯(DCP)用量的提高而先增大后减小，这是因为过高的GMA浓度以及过高的DCP浓度都会加剧GMA的自聚合反应，不利于接枝。 3、BⅡR接枝GMA时存在较为严重的交联现象，无论是降低反应温度还是降低DCP用量都无法避免，但是在较低的温度(170℃)下，能够降低其交联程度;通过傅里叶红外表征可以定性的判断其接枝率高于相同配方下GMA改性ⅡR的接枝率。 4、ⅡR-g-GMA增容ⅡR/PA12简单共混体系时，未经提纯的的接枝物中存在GMA的低聚物，也会导致PA12的交联，使得体系粘度不均匀，对两相分散不利;而更高的接枝率和更高的ⅡR-g-GMA用量对微观相态的精细化是有利的，这是因为两者都能与PA反应后生成更多的橡塑接枝物，减小ⅡR和PA的界面张力，有利于ⅡR的分散;使用ⅡR-g-GMA作为相容剂制备出的ⅡR/PA12合金中，ⅡR分散颗粒的粒径从未加相容剂时的1-5um降低至1um以下。 5、BⅡR-g-GMA增容BⅡR/PA12体系时，在170℃下制备的接枝物相对于220℃下制备的接枝物能起到更好的增容作用;而BⅡR与GMA更高的反应活性使得接枝率更高并且抑制了GMA的自聚合，因此未经提纯的接枝物也具备一定的增容作用，但是其效果明显不如提纯后的;同样的更高用量的BⅡR-g-GMA作为相容剂能够得到更为精细的相态，当BⅡR-g-GMA用量为20phr时，BⅡR分散颗粒的粒径从未加相容剂时的1-3um降低至0.4um左右;而使用10phrBⅡR-g-GMA增容BⅡR/PA12热塑性硫化胶时，BⅡR分散颗粒粒径从未加相容剂时的2-5um降低至2um左右，且力学性能也有较大提高。
丁基橡胶;尼龙热塑弹性体;接枝改性;增容效果
北京化工大学
硕士
材料工程
田明;孙业斌
2016
中文
TQ330.531
96
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）