其它热塑性弹性体Word格式文档下载.docx
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在硫黄-促进剂硫化体系的场合,抗氧剂和交联体系可以同时加入密炼机。
热塑性天然橡胶具有较高的使用温度,与苯乙烯嵌段共聚物相比,在150℃的温度条件下,该材料仍然保持原来的形状。
热塑性天然橡胶低温性能也很好,在-40℃时材料仍不发脆。
宽阔的温度使用范围对有些产品如汽车缓冲器是十分重要的,因为这种可弯曲缓冲配件的一个基本性能是要有从-30~70℃的温度使用范围。
在过氧化物作交联剂的场合,在天然橡胶/聚丙烯中,天然橡胶的比例较大时,随着过氧化物用量的增加,胶料硬度增加;
相反,天然橡胶比例小时,过氧化物用量对胶料硬度的影响不明显。
未交联的天然橡胶/聚丙烯为75/25的热塑性天然橡胶,其压缩变形约为50%,添加0.2%的过氧化物进行动态硫化的胶料,其压缩变形下降到39%左右。
应当指出,有机过氧化物在高温下会引起聚丙烯的氧化降解,
如用熔融流动指数(MF1)的变化来衡量聚丙烯降解情况,在过氧化物用量高时,随热塑性天然橡胶中聚丙烯含量上升,熔融流动指数急剧上升;
而过氧化物用量低时,熔融流动指数的变化比过氧化物用量高时平缓。
硫黄-促进剂硫化体系同样可以用于热塑性天然橡胶的部分交联。
与过氧化物交联体系相比,硫黄硫化引起的部分交联仅仅导致熔融流动指数的降低;
但在过氧化物交联的场合,除了因交联而引起的熔融流动指数降低因素外,尚存在着由于聚丙烯分子量的减小而引起的熔融流动指数的增高,后者在热塑性天然橡胶中聚丙烯比例高时更为突出。
热塑性天然橡胶可以添加填充剂以降低成本,也可以添加矿物油以改善加工性能。
通常,在密炼机加工过程中混炼温度要求超过160℃,1~5%的炭黑或二氧化钛可以起到抗紫外光老化的作用。
添加矿物油将降低胶料的硬度和熔融流动,一般推荐油用量为5~15%。
表20-38为热塑性天然橡胶典型的物理机械性能。
表20-38
热塑性天然橡胶的典型性能
配
方
编
号
1
2
3
4
5
6
7
8
颜
色
白
黑
橡胶色
天然橡胶SMRL
聚丙烯GWM101
RMT6100
KMT6100
FWM22
软化剂Sunpar2280
白炭黑VN3
二氯化钛
软质陶土
氧化锌
硬脂酸
促进剂TMTD
石蜡
快压出炉黑(FEF)
高耐磨炉黑(HAF)
防老剂
防老剂(Irganoxps800)
紫外光吸收剂
70
30
—
15
CNS0.5
50
85
0.3
RD0.2
55
45
0.5
0.2
42
60
—8
RD0.5
35
65
10
性能
密度,kg/m3
MFI(230℃/50N),g/10min
硬度(邵尔A)
硬度(邵尔D)
弯曲模量,MPa
拉伸强度,MPa
50%定伸应力,MPa
伸长率,%
撕裂强度,kN/m
1020
2.7
80
34
300
40
1280
95
46
200
11
9
75
910
96
47
12
350
290
940
25
97
260
325
92
98
600
16
17
400
150
950
99
700
18
20
100
68
800
23
由表可见,随着聚丙烯用量的增加,胶料的拉伸强度、定伸应力及弯曲模量增加。
和天然橡胶硫化胶相比,热塑性天然橡胶有优良的抗热老化和大气老化性能。
如典型的天然橡胶硫化胶试片在100℃老化7天,拉伸强度下降到原始值的一半以上,而热组性天然橡胶在同样的老化条件下,仅下降原始值的10%,其老化性能可以和乙丙橡胶和聚丙烯混合料媲美。
胺类或酚类抗氧剂,1,2-二烷基硫代二丙酸酯和紫外光吸收剂并用,可以大幅度提高抗氧化和大气老化性能。
图20-24为各种防老剂配合的胶料老化后拉伸强度下降百分率。
图中对比了100℃老化7天和户外曝晒的试验结果。
热塑性天然橡胶的抗臭氧老化性能也很突出,在抗臭氧龟裂上和天然橡胶/乙丙橡胶并用胶、天然橡胶/氯丁橡胶并用胶的性能相近。
与聚烯烃热塑性弹性体一样,热塑性天然橡胶有一些值得引起注意的性能,如高软化点和低温屈挠性能,低温耐冲击性能,耐酸、碱、盐水溶液性能,低密度(与聚氯乙烯或聚氨酯相比),加工成本低等。
图20-25为低温冲击强度性能。
它的低温冲击强度和乙丙橡胶与聚丙烯共混料相近。
上述性能展示了它的应用前景。
热塑性<
混炼型)天然橡胶可用于弹性和拉伸强度要求不高的场合,以代替高定伸硫化橡胶;
用于要求一定的弯曲模量的场合代替聚氯乙烯,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,低密度聚乙烯、聚氨酯;
用于抗冲击性能要求高的场合代替聚丙烯等。
(二)接枝型热塑性天然橡胶
接枝型热塑性天然橡胶(thermoplasticnaturalrubbergrafts)是利用天然橡胶分子结构中存在的双键与偶氮二羧基化聚苯乙烯反应,形成如下的结构:
偶氮二羧基化聚苯乙烯的制备,首先是苯乙烯与丁基锂和氧化乙烯用阴离子聚合反应得到控制了一定分子量的羟基聚苯乙烯,而后和光气反应生成聚合物氯甲酸酯,再和氨基羧酸乙酯反应生成联胺,联胺氧化生成偶氮衍生物。
聚苯乙烯的偶氮化合物和天然橡胶或合成聚异戊二烯的反应,可以在溶液中进行,也可以在密炼机中采用高剪切混炼的方法进行。
混炼温度控制在聚苯乙烯熔融温度以上。
聚苯乙烯分子量在7000~8000之间,胶料的拉伸强度最高。
聚苯乙烯含量在40%为宜。
接枝型热塑性天然橡胶的较高的拉伸强度归结为高定伸应力,特别是在较高的伸长变形时,这是因为天然橡胶拉伸时结晶的缘故。
图20-26为接枝型热塑性天然橡胶中聚苯乙烯含量对拉伸强度的影响;
表20-39为几种不同配比对胶料性能的影响。
表20-39
胶料配方对接枝TPNR性能影响
方
接枝型TPNR(40%PS)
结晶PS
环烷油
重质碳酸钙
38
+
性
能
熔融流动指数(190℃C2.16kg-1),G/10min
100%定伸应力,MPa
200%定伸应力,MPa
4.1
9.9
10.8
335
3.6
10.0
11.9
355
3.0
7.0
9.5
370
27
2.0
6.6
410
21
7.6
10.5
按枝型热塑性天然橡胶采用类似于苯乙烯类热塑性弹性体同样的加工方法,可以添加抗氧剂、操作油、填充剂和结晶聚苯乙烯,以调节胶料的硬度、熔融粘度和成本,它可以用于苯乙烯类热塑性弹性体应用的各种场合,以取代苯乙烯类热塑性弹性体。
二、热塑性1,2-聚丁二烯
高1,2-结构的聚丁二烯(high-vinylpolybutadiene)是采用齐格勒型催化剂进行溶液聚合得到的,其1,2-结构含量在90%以上,结晶度达15~25%时,材料显示了热塑性弹性体的典型性能,结晶熔点在80~90℃,可用塑料加工设备进行成型加工。
日本合成ゴム公司(JSR)进行了产品的应用和市场开发,推出了JSRRB805、810、820、830、840等系列产品。
表20-40为JSRRB的典型物性。
表20-40
JSRRB典型物理性能
试验方法
JSRRB
805
810
820
830
840
1,2-结构含量,%
结晶度,%
熔融流动指数(MFI),g/10min(150℃,2100g)
密度—梯度管
红外光谱法
ASTMD1238
899
90
约15
901
约25
906
909
93
913
热性能,
Vicat软化温度,℃
熔点,℃(升温20℃/min
玻璃化温度,℃
300%定伸应力,MPa
硬度(JISA)
悬臂梁式冲击(有切口,室温)
透光性,%
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