第35卷第3期世界橡膠工業(yè)vol.35No.3:34-372008年3月World Rubber Industry.析與測試ˇ聚烯烴熱塑性彈性體材料的結(jié)構(gòu)與性能趙志正(中橡集團(tuán)西北橡膠塑料研究設(shè)計(jì)院陜西咸陽712023)編譯摘要:文中介紹了以HPPE與含第三單體ENB、DCPD的各種EPDM為基礎(chǔ)含有結(jié)構(gòu)助劑(DCP、堿黃、DM)的4個(gè)系列熱塑性彈性體材料:A系列TEMB系列TEM、C系列TEM、E系列介電型TEM的制造方法和性能,以及TEM各組分對(duì)其機(jī)械特性(彈性模量、強(qiáng)度、伸長率)及介電特性的影響。關(guān)鍵詞:聚烯烴;熱塑性彈性體;HPPE;EPDM中圖分類號(hào):TQ314.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):16718232(2008)03003404以聚烯烴為基礎(chǔ)的熱塑性彈性體材料為了制造介電型E系列的熱塑性彈性體(TEM),特別是熱塑性橡膠(TPR),也被人稱材料,使用了專門合成的EPDM60。它是通過為動(dòng)態(tài)熱彈性塑料,它們的特征是:與其他彈性使乙烯、丙烯與乙烯基環(huán)己烯(VCH)在氯化二體相比,其線膨脹系數(shù)比較小,耐熱性、對(duì)氣候異丁基鋁和三乙酰基醋酮酸釩的參與下,在和輻射作用的穩(wěn)定性比較高,并且在長時(shí)間使10°C下產(chǎn)生共聚合制得的。所得粉末狀交聯(lián)用中可保持這些性能(l。共聚物的成分[%(mol)]如下:乙烯(51.9)丙該文的目的是研究熱塑性彈性體材料的制烯(47)、vCH(1.1)。作方法和成分對(duì)其機(jī)械性能(變形-強(qiáng)度和松弛E系列TEM的制造方法與A系列TEM的的性能)及電性能的影響。制法類似。把極性的活性劑從成分中清除出用兩種方法為基礎(chǔ)加工制造聚烯烴熱塑性去能改善材料的介電特性。E系列TEM的成彈性體:即乙丙彈性體[含有二環(huán)戊二烯分如下(質(zhì)量份):EPDM(100)、HPPE(10(DCPD)的EPDM40、EPDM50和含有亞乙基80)。降冰片烯(ENB)的EPDM40]及高密度聚乙烯與EPDM60與HPPE的機(jī)械共混體不同(HPPE)。結(jié)構(gòu)化組分使用的是硫黃與促進(jìn)劑在A系列的TEM中會(huì)產(chǎn)生化學(xué)的變化。B系二硫代二苯并噻唑(DM),還可使用過氧化二列的TEM中,此類變化,實(shí)際上并未觸及HPE異丙苯(DCP)。相;在A系列的TEM中,上述兩種聚合物都參A系列的TEM(TPR)是使用開煉機(jī)在溫度與了跟過氧化二異丙苯的反應(yīng),產(chǎn)生了HPPE160~180°C,輥距約-02mm的條件下對(duì)原始部分接枝于彈性體上的現(xiàn)象。的材料進(jìn)行共混,待結(jié)晶的HPPE軟化和熔化在TEM中的紅外光譜中可以看到,原始彈以后,再添加含有第三單體二環(huán)戊二烯的性體的特征譜帶:720cm(乙烯)、1378cmEPDM60。為了達(dá)到十分均勻的混合,宜進(jìn)行(丙烯)、3045cm(二烯)的吸收強(qiáng)度減小了。25min混煉。A系列熱塑性彈性體的配合成分然而這種強(qiáng)度變化與各組分含量的變化不成比(質(zhì)量份):EPDM(100)、HPPE(10~80)、DCP例。這可證明在TEM的制造過程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),(或者能證明結(jié)晶度發(fā)生了變化)。B系列TEM的制作與A系列的TEM相將試樣在沸滕酸中長時(shí)間浸泡以后,就能同。B系列TEM的成分(質(zhì)量份):EPDM夠把各TEM系列中的HPPE抽提出去。研究(100:2.08)、促進(jìn)劑DM(1.8)、硫表明V中國煤化工HPE抽提黃(2.0)出去CNMHGA系列試樣C系列的TEM是把一定數(shù)量的EPDM60中將HPPE相完全抽出卻是做不到的。這也證與熔融的HPPE經(jīng)過機(jī)械混合制成。實(shí)了原始聚合物發(fā)生了部分的化學(xué)反應(yīng)。而在第35卷第3期趙志正,聚烯烴熱塑性彈性體材料的結(jié)構(gòu)與性能35·A系列試樣中加大DCP的劑量,會(huì)減少被抽出慢的λ松弛躍遷,而且前面兩個(gè)躍遷(A1、A2)的HPPE的量。都與EPDM中同類的躍遷相似。對(duì)于HPPE、EPDM以及TEM試樣,曾作過第三個(gè)躍遷(λ3),看來是反映出了一些波內(nèi)摩擦光譜12(圖1)。在松弛快速躍遷區(qū)動(dòng)著的微觀有序結(jié)構(gòu)的遷移性該微觀結(jié)構(gòu)被域,主要在a區(qū)域EPDM和HPPE的內(nèi)摩擦光封鎖在作為HPPE與EPDM反應(yīng)產(chǎn)物的中間層譜重疊。這說明了系統(tǒng)的多相性,而大小不等內(nèi)。具有76-78kJ/ml活化能和前指數(shù)B的聚乙烯雜質(zhì)就起著活性填充劑的作用。(2-9)×10s的附帶的躍遷可能是與交聯(lián)彈性體基體內(nèi)存著結(jié)晶相有關(guān)。在化學(xué)松弛(8躍遷)過程區(qū)域內(nèi),對(duì)于A系列和E系列的TEM來說,由于C-C鍵發(fā)生斷裂,其活化能(150和156kJ/mol)要比B系列的TEM的活化能(132kJ/mol)高出許多。也曾研究了緩慢的松弛過程,并且分析了松弛過程對(duì)原始的熱塑性彈性材料和經(jīng)受過電場中老化的TEM的破壞機(jī)理及使用壽命的影響。圖2示出松弛模量E()的等溫線范例,以aa B及HPPE、EPDM和不同系列TEM試樣的第與第二近似值松弛時(shí)間H(T)的連續(xù)光譜圖溫度/℃對(duì)破壞TEM的活化能與溫度關(guān)系的分析圖1HPPE(1)、EPDM(2)及A系列TEM(3)試樣表明,松弛λ過程在材料破壞機(jī)理中不是決定的機(jī)械損耗角正切值與溫度的關(guān)系(頻率性的因素。比如,在EPDM:HPE等于1:3的100Hz)情況下,C系列TEM在正的溫度范圍內(nèi)破壞過不同系列TEM的內(nèi)摩擦光譜有著某些相程的活化能是168-185kJ/mol可是緩慢的似的特點(diǎn)但是這些特點(diǎn)并不完全等同。在A物理松弛過程(λ過程)的活化能卻要小得多系列TEM內(nèi)a躍遷的強(qiáng)度比B系列TEM的(45-49kJ/mol)高,這可能是由于在過氧化物參與下所生成的在HPPE含量相對(duì)不高的情況下,TEM的空間網(wǎng)絡(luò)比在硫黃參與下的空間網(wǎng)絡(luò)更均勻的變形強(qiáng)度性能在很多方面類似于橡膠的性能緣故。在E系列TEM中α躍遷的強(qiáng)度很高,(圖3)。在HPE含量相對(duì)高的(>60質(zhì)量這可以解讀為乙烯基環(huán)已烯使彈性體基體進(jìn)行份)的情況下變形曲線的形狀(特點(diǎn)是在不平了交聯(lián),HPE與EPDM之間的吸附作用增強(qiáng)衡負(fù)載的情況下)與高結(jié)晶性聚合物的曲線形了。對(duì)于所有被研究的TEM,均可見到5個(gè)緩狀近似。隨著HPE含量的增大,與試驗(yàn)條件↓2內(nèi)2T中國煤化工ACNMHG圖2模量E(T)的等溫線(1)以及A系列TEM在100°C(a)、B系列TEM在65°C(6)、E系列TEM在35°c(a的第一(2)和第二(3)近似值松弛時(shí)間H(T)的連續(xù)光世界橡膠工業(yè)2008表1TEM內(nèi)EPDM:HPPE的比例對(duì)其變形強(qiáng)度特性和介電特性的影響試樣 EPDM: HPPE的比例4M46%"/x10,E/kv/mmHPPE2.20EPDM40( DCPD)-HPPE1:3EPDM40(ENB )-HPPEEPDM-40( DCPD )-HPPE2.42.202.20EPDM-50( DCPD)-HPPE2.42EPDM-40(ENB)2.72.46說明:f。一拉伸強(qiáng)度;e一相對(duì)拉斷伸長率;6—相對(duì)拉斷永久變形。注:1)頻率10Hz及溫度20°C。2)厚度為1mm無關(guān)TEM的彈性模量和強(qiáng)度會(huì)一直上升。而損耗角正切tg8值),通常也處在HPPE和EP拉斷伸長率逐漸降低。這是各類型TEM所共DM的相應(yīng)數(shù)值的中間,并且也隨著TEM中有的特征(見表)。在HPPE含量大的情況下,HPPE含量的增大而減小(見表1)TEM的相對(duì)伸長率顯得比原始HPPE的伸長含有結(jié)構(gòu)助劑的A系列及B系列的TEM率還小雖然具有較大的tg6,值,但是這并不妨礙把它們作為介電質(zhì)使用。對(duì)E系列的TEM來說,其介電損耗值和原始組分的相應(yīng)值是近似的。在HPPE的參與下,會(huì)使TEM中大分子的活動(dòng)性降低,這就導(dǎo)致材料的電阻值比EPDM的電阻值增大在負(fù)溫度范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)偶極子-基團(tuán)和偶極子鏈段的損耗,所有被研究系列的TEM的3,值,也處在原始各組分該數(shù)值的中間位置即HPPE的tg8。<共混體的tg8,