硅橡胶/热塑性聚氨酯共混物的增容研究
有机硅热塑性硫化橡胶(TPSiV)是一种存在特殊“海-岛”结构的有机硅弹性体，少量的热塑性塑料与大量的橡胶动态硫化，发生“相反转”后交联橡胶颗粒分散于热塑性基体中。TPSiV较好地结合了硅橡胶(SiR)杰出的耐老化性、优异的热稳定性、在高低温环境中依然具备良好的使用性能和和热塑性聚氨酯(TPU)高强度、高弹性、耐油耐磨的优势，其使用性能远远超过普通的热塑性硫化橡胶(TPV)，在运动休闲用品、食品包装、电子设备、汽车生产等行业广泛应用。精细的微观相态是TPV具备优异使用性能的前提，而SiR/TPU简单共混物相容性越好，动态硫化后得到的TPV相态越精细。SiR和TPU因极性相差过大难以相容，因此需要对SiR/TPU共混体系进行增容。 本课题以SiR/TPU简单共混物作为增容研究对象，旨在提高两者的相容性，为制备相态精细的高性能SiR/TPU TPV提供理论指导。通过添加乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、极性有机硅共聚物、嵌段共聚物硅烷改性聚氨酯(TPSiU)改善SiR/TPU共混物的相容性，目前研究结果如下:(1)优选丙烯酸甲酯(MA)接枝含量为30％的EMA作为反应性增容剂，研究了EMA添加量对SiR/TPU简单共混物的增容效果，SiR/TPU共混物中加入EMA后，SiR在TPU中的分散趋于均匀，平均粒径减小，力学性能明显增强。添加量为5phr时分散相平均粒径从未增容的2.29μm降低到1.51μm，拉伸强度由7.5MPa提高至18.5MPa。 (2)研究了极性有机硅共聚物（有机硅共聚物含量90％、极性基团含量10％）对SiR/TPU共混物的增容效果，当作为部分橡胶相使用时，添加较少量时共混物中分散相粒径有一定程度降低，仅当极性有机硅共聚物含量很高或完全替代SiR时，共混物分散相粒径显著降低，可以降低至680nm。 (3)优选了三种硅氧烷链段含量不同、硬度等级不同的硅烷改性聚氨酯TPSiU(V-165、V-175、V-185)嵌段共聚物增容SiR/TPU共混物，发现三种TPSiU添加量较少（5-10份）时，均对SiR/TPU简单共混物具有明显的增容作用，其中硅氧烷链段含量较高的增容剂增容效果最好，其共混体系分散相平均粒径大幅降低，从未增容时2.29μm降低至720nm，两相界面厚度大幅提高，从未增容时40nm增加至110nm，其共混物力学性能明显提高;进一步将三种增容剂用于SiR/TPU TPV的增容，发现增容效果较好，成功制备了三类硬度等级不同、综合性能优良的TPV。
硅橡胶;热塑性聚氨酯;共混体系;增容作用
北京化工大学
硕士
材料工程
宁南英;田洪池
2021
中文
TQ333.93
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）