EPDM/MVQ共混膠的形態(tài)結(jié)構(gòu)及界面相互作用的研究
發(fā)布時間:2022-01-03 12:05
硅橡膠具有優(yōu)異的耐高低溫性、耐候性和電絕緣性,在汽車工業(yè)、航空航天和醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是硅橡膠的成本比較高,機械強度低,限制了其在更多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用。三元乙丙橡膠(EPDM)具有機械強度高、耐老化性好、耐候性好和成本低等優(yōu)點,但是其耐高溫性欠佳。因此可以將EPDM和甲基乙烯基硅橡膠(MVQ)進(jìn)行共混來制備機械強度高、耐高溫性能好的橡膠材料。但是EPDM與MVQ的相容性比較差,共混膠的微觀形態(tài)(包括分散相的形貌、分散程度、相疇大。┖徒缑嫦嗳菪詫不炷z的宏觀使用性能有著非常重要的影響。本文利用開放式煉膠機制備了EPDM/MVQ共混材料,并對其微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)和界面相互作用進(jìn)行了研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):EPDM/MVQ簡單共混材料(EPDM/MVQ-TPO材料)的黏彈性和形態(tài)結(jié)構(gòu)隨組分配比和溫度而變化。就黏彈性而言:隨著MVQ用量的增多,體系的彈性、黏性和假塑性增強。其中,當(dāng)組分配比為EPDM/MVQ=70/30時,體系的流動行為接近于理想黏彈行為;隨著溫度的升高,體系的黏度降低,加工流動性變好。就形態(tài)結(jié)構(gòu)而言:當(dāng)EPDM含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為30%和70%時,體系為過渡結(jié)構(gòu)。當(dāng)EPDM含量...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
EPDM的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1-1ThestructuresofEPDM
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4機基團(tuán),故硅橡膠是一種典型的半有機半無機聚合物,其結(jié)構(gòu)通式如圖1-2所示,其中a、b和c分別為二甲基硅橡膠、MVQ和甲基苯基乙烯基硅橡膠。側(cè)基的不同會賦予硅橡膠不同的性能,常用的MVQ就是在二甲基硅橡膠中引入了摩爾分?jǐn)?shù)為0.05%~0.5%的乙烯基,這就使得MVQ具有比二甲基硅橡膠更高的抗壓縮永久變形性,同時硫化劑的選擇范圍也更寬[19]。圖1-2硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1-2Thestructuresofsiliconerubber1.1.2.2硅橡膠的性能硅橡膠分子主鏈上的Si-O鍵的鍵能(443.5kJ/mol)比普通橡膠分子主鏈上的C-C鍵的鍵能(335kJ/mol)高,同時Si-O鍵的鍵長(166pm)也比C-C鍵的鍵長(154pm)長一些[20],所以硅橡膠具有更好的熱穩(wěn)定性、耐候性、電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性[21]。耐高溫性是硅橡膠最重要的性能之一,硅橡膠在耐熱性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于有機膠。硅橡膠在150℃的條件下幾乎不發(fā)生性能的改變,可以半永久性地使用。另外,硅橡膠在200℃下可以連續(xù)使用10000個小時,甚至可以在300℃下進(jìn)行短暫使用;硅橡膠具有卓越的耐候性,即使長時間地置于風(fēng)、雨和紫外光照射的條件下,硅橡膠的物理性能也幾乎不受影響[22];硅橡膠的絕緣電阻很高,它的絕緣性能在很寬的溫度和頻譜范圍內(nèi)都是穩(wěn)定的,是一種理想的絕緣材料[23],可以用于高壓輸電線的冷縮管;硅橡膠有很好的耐化學(xué)試劑腐蝕性,基本上不受極性有機化合物或稀酸、稀堿的影響,然而,硅橡膠對強酸強堿的耐受力不夠[24]。1.1.2.3硅橡膠的應(yīng)用目前,硅橡膠主要應(yīng)用領(lǐng)域有:(1)汽車工業(yè):由于具有優(yōu)良的電絕緣性、耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性等特性,同時粘接性能和力學(xué)強度也得到了改善,硅橡膠廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè),比如密封墊片、氣缸墊圈和水泵墊圈等。(2)航空航天:由?
第一章緒論7圖1-3PVDF/E-MA-GMA的SEM照片(注:E-MA-GMA被刻蝕掉)[34]Fig.1-3SEMimageofPVDF/E-MA-GMAblend(Note:E-MA-GMAhadbeenetched)[34]圖1-4POE/PP-TPV的SEM照片(注:PP被刻蝕掉)[35]Fig.1-4SEMimageofPOE/PP-TPVmaterials(Note:PPhadbeenetched)[35]雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)就是體系中的組分各自形成連續(xù)相,彼此間相互貫穿。一般來說有兩種情況可以產(chǎn)生這種結(jié)構(gòu),一種是嵌段共聚物的旋節(jié)分離,另一種是共混物的相反轉(zhuǎn)區(qū)域[41,42]。LinZhu等制備了具有雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)的PP/PEOc共混物,其微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1-5所示[43]。雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)中若相疇不大,共混物不僅兼具兩組分的性能,甚至還能表現(xiàn)出兩組分都沒有的特殊性能,比如:在給定的組成下,當(dāng)體系形態(tài)結(jié)構(gòu)從單相連續(xù)結(jié)構(gòu)變成雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)時,兩相在各個方向都貢獻(xiàn)了模量,而且是各向同性的,導(dǎo)致應(yīng)力傳遞更加有效,拉伸模量增大[44];在雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi),兩組分的高度延伸和纖維化可以耗散沖擊能量,改善材料的塑性變形性能,從而提高材料的沖擊強度[45];當(dāng)具有精細(xì)分散(納米尺度)的共連續(xù)形貌時,共混物可以表現(xiàn)出經(jīng)典共混物所不能達(dá)到的特殊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑KH550在全鋼載重子午線輪胎胎面膠中的應(yīng)用[J]. 李鵬,呂丹丹,張玉芬,董凌波. 輪胎工業(yè). 2019(12)
[2]含硫硅烷偶聯(lián)劑的研究進(jìn)展[J]. 劉繼,金培玉,朱曉英. 杭州化工. 2019 (03)
[3]用馬來酸酐接枝改性稀土異戊橡膠[J]. 何麗霞,劉光燁,劉福勝. 合成橡膠工業(yè). 2019(04)
[4]甲基乙烯基硅橡膠的研究進(jìn)展[J]. 李波,張慶峰,王鐸,楊軍校. 合成材料老化與應(yīng)用. 2019(02)
[5]采用轉(zhuǎn)矩流變儀評價PVC樹脂的熱穩(wěn)定性[J]. 呂志強,楊秀玲,袁世才,張德龍,劉紅霞. 聚氯乙烯. 2019(03)
[6]馬來酸酐接枝改性稀土異戊橡膠的制備及性能[J]. 何麗霞. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(02)
[7]聚合物共混物增容技術(shù)及發(fā)展[J]. 馬鵬飛,王鑫,李棟輝,游峰,江學(xué)良,姚楚. 材料工程. 2019(02)
[8]橡膠-填料相互作用對丁苯橡膠/白炭黑復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能的影響[J]. 劉春利,羅筑,鐘金成,陳維龍,周宗淘. 高分子材料科學(xué)與工程. 2018(12)
[9]環(huán)氧呋喃樹脂反應(yīng)性增容PLA/PBS共混體系的動態(tài)流變學(xué)表征[J]. 朱大勇,辜婷,于杰,魯圣軍. 材料研究學(xué)報. 2018(07)
[10]環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能初步研究[J]. 胡玉霞,楊紅偉,李武勝. 高科技纖維與應(yīng)用. 2018(02)
碩士論文
[1]導(dǎo)電硅橡膠材料的研究[D]. 陳志.青島科技大學(xué) 2019
[2]三元乙丙橡膠/硅橡膠共混及性能研究[D]. 李承家.華南理工大學(xué) 2014
[3]硅橡膠/三元乙丙橡膠共混的研究[D]. 李遠(yuǎn).華南理工大學(xué) 2011
[4]水性三元乙丙橡膠合成的研究[D]. 崔鶴.長春工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3566246
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:107 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
EPDM的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1-1ThestructuresofEPDM
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4機基團(tuán),故硅橡膠是一種典型的半有機半無機聚合物,其結(jié)構(gòu)通式如圖1-2所示,其中a、b和c分別為二甲基硅橡膠、MVQ和甲基苯基乙烯基硅橡膠。側(cè)基的不同會賦予硅橡膠不同的性能,常用的MVQ就是在二甲基硅橡膠中引入了摩爾分?jǐn)?shù)為0.05%~0.5%的乙烯基,這就使得MVQ具有比二甲基硅橡膠更高的抗壓縮永久變形性,同時硫化劑的選擇范圍也更寬[19]。圖1-2硅橡膠的分子結(jié)構(gòu)式Fig.1-2Thestructuresofsiliconerubber1.1.2.2硅橡膠的性能硅橡膠分子主鏈上的Si-O鍵的鍵能(443.5kJ/mol)比普通橡膠分子主鏈上的C-C鍵的鍵能(335kJ/mol)高,同時Si-O鍵的鍵長(166pm)也比C-C鍵的鍵長(154pm)長一些[20],所以硅橡膠具有更好的熱穩(wěn)定性、耐候性、電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性[21]。耐高溫性是硅橡膠最重要的性能之一,硅橡膠在耐熱性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于有機膠。硅橡膠在150℃的條件下幾乎不發(fā)生性能的改變,可以半永久性地使用。另外,硅橡膠在200℃下可以連續(xù)使用10000個小時,甚至可以在300℃下進(jìn)行短暫使用;硅橡膠具有卓越的耐候性,即使長時間地置于風(fēng)、雨和紫外光照射的條件下,硅橡膠的物理性能也幾乎不受影響[22];硅橡膠的絕緣電阻很高,它的絕緣性能在很寬的溫度和頻譜范圍內(nèi)都是穩(wěn)定的,是一種理想的絕緣材料[23],可以用于高壓輸電線的冷縮管;硅橡膠有很好的耐化學(xué)試劑腐蝕性,基本上不受極性有機化合物或稀酸、稀堿的影響,然而,硅橡膠對強酸強堿的耐受力不夠[24]。1.1.2.3硅橡膠的應(yīng)用目前,硅橡膠主要應(yīng)用領(lǐng)域有:(1)汽車工業(yè):由于具有優(yōu)良的電絕緣性、耐高溫性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性等特性,同時粘接性能和力學(xué)強度也得到了改善,硅橡膠廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè),比如密封墊片、氣缸墊圈和水泵墊圈等。(2)航空航天:由?
第一章緒論7圖1-3PVDF/E-MA-GMA的SEM照片(注:E-MA-GMA被刻蝕掉)[34]Fig.1-3SEMimageofPVDF/E-MA-GMAblend(Note:E-MA-GMAhadbeenetched)[34]圖1-4POE/PP-TPV的SEM照片(注:PP被刻蝕掉)[35]Fig.1-4SEMimageofPOE/PP-TPVmaterials(Note:PPhadbeenetched)[35]雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)就是體系中的組分各自形成連續(xù)相,彼此間相互貫穿。一般來說有兩種情況可以產(chǎn)生這種結(jié)構(gòu),一種是嵌段共聚物的旋節(jié)分離,另一種是共混物的相反轉(zhuǎn)區(qū)域[41,42]。LinZhu等制備了具有雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)的PP/PEOc共混物,其微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1-5所示[43]。雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)中若相疇不大,共混物不僅兼具兩組分的性能,甚至還能表現(xiàn)出兩組分都沒有的特殊性能,比如:在給定的組成下,當(dāng)體系形態(tài)結(jié)構(gòu)從單相連續(xù)結(jié)構(gòu)變成雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)時,兩相在各個方向都貢獻(xiàn)了模量,而且是各向同性的,導(dǎo)致應(yīng)力傳遞更加有效,拉伸模量增大[44];在雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)范圍內(nèi),兩組分的高度延伸和纖維化可以耗散沖擊能量,改善材料的塑性變形性能,從而提高材料的沖擊強度[45];當(dāng)具有精細(xì)分散(納米尺度)的共連續(xù)形貌時,共混物可以表現(xiàn)出經(jīng)典共混物所不能達(dá)到的特殊
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑KH550在全鋼載重子午線輪胎胎面膠中的應(yīng)用[J]. 李鵬,呂丹丹,張玉芬,董凌波. 輪胎工業(yè). 2019(12)
[2]含硫硅烷偶聯(lián)劑的研究進(jìn)展[J]. 劉繼,金培玉,朱曉英. 杭州化工. 2019 (03)
[3]用馬來酸酐接枝改性稀土異戊橡膠[J]. 何麗霞,劉光燁,劉福勝. 合成橡膠工業(yè). 2019(04)
[4]甲基乙烯基硅橡膠的研究進(jìn)展[J]. 李波,張慶峰,王鐸,楊軍校. 合成材料老化與應(yīng)用. 2019(02)
[5]采用轉(zhuǎn)矩流變儀評價PVC樹脂的熱穩(wěn)定性[J]. 呂志強,楊秀玲,袁世才,張德龍,劉紅霞. 聚氯乙烯. 2019(03)
[6]馬來酸酐接枝改性稀土異戊橡膠的制備及性能[J]. 何麗霞. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(02)
[7]聚合物共混物增容技術(shù)及發(fā)展[J]. 馬鵬飛,王鑫,李棟輝,游峰,江學(xué)良,姚楚. 材料工程. 2019(02)
[8]橡膠-填料相互作用對丁苯橡膠/白炭黑復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能的影響[J]. 劉春利,羅筑,鐘金成,陳維龍,周宗淘. 高分子材料科學(xué)與工程. 2018(12)
[9]環(huán)氧呋喃樹脂反應(yīng)性增容PLA/PBS共混體系的動態(tài)流變學(xué)表征[J]. 朱大勇,辜婷,于杰,魯圣軍. 材料研究學(xué)報. 2018(07)
[10]環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料動態(tài)力學(xué)性能初步研究[J]. 胡玉霞,楊紅偉,李武勝. 高科技纖維與應(yīng)用. 2018(02)
碩士論文
[1]導(dǎo)電硅橡膠材料的研究[D]. 陳志.青島科技大學(xué) 2019
[2]三元乙丙橡膠/硅橡膠共混及性能研究[D]. 李承家.華南理工大學(xué) 2014
[3]硅橡膠/三元乙丙橡膠共混的研究[D]. 李遠(yuǎn).華南理工大學(xué) 2011
[4]水性三元乙丙橡膠合成的研究[D]. 崔鶴.長春工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3566246
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