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1、第6期高分子学报No.62000年12月ACTAPOLYMERICASINICADec.,20003三元乙丙橡胶/尼龙高性能弹性体结构与性能的研究马军冯予星雷昌纯朱玉俊(北京化工大学材料与科学工程学院北京100029)摘要通过DSC、DMA、TEM及SEM研究了三元乙丙橡胶/尼龙(EPDM/PA)共混物结构与性能,按照各级结构形态的特点,可大致分为三个层次的结构:初级结构即氯化聚乙烯(CPE)锚入或镶嵌在PA中形成分散相颗粒中的结构;中级结构指分散颗粒在基体中的采取的微纤状形态;高级结构是外力作用下
2、共混物形成的由一定数量微纤组成的可传递应力的聚集体结构.这种多层次结构决定了共混体系兼具EPDM与PA的优点,综合性能优异.物理机械性能及热氧老化性能比较表明,PA改性的EPDM是理想的高性能弹性体.关键词三元乙丙橡胶,聚合物共混物,结构,性能,热撕裂为了满足国防工业某些领域的要求,迫切需品;PA,牌号为150型共聚尼龙(共聚比尼龙6/要研制一种成本相对低廉、(热)撕裂强度高、耐66/1010=20/10/70),上海赛璐璐厂产品;炭黑,磨、生热小,并且在苛刻的使用条件下(如长时间N220,天津海豚
3、炭黑厂产品;CPE,40型,山东维的热氧老化作用)物机性能保持率高的弹性体,其坊化工厂产品;其它常用配合剂均为市售.[1]中包括车辆用橡胶履带板.三元乙丙橡胶1.2基本配方(EPDM)是一种低的不饱和度的橡胶,其主链由EPDM501A70phr,PA30phr,CPE15phr,炭化学稳定的饱和烃组成,分子内无极性取代基,分黑35phr,SA1phr,ZnO5phr,DCP4phr.子间内聚能低,分子链在宽的温度范围内保持柔1.3加工工艺顺性,第三单体的含量不超过共聚物总量的PA/CPE共混物的制备
4、将PA放入烘箱,10wt%,这种结构特点使EPDM具有优异的耐热在80℃干燥24h,然后与CPE在160℃下混炼5氧老化性、耐化学稳定性及良好的冲击弹性,然而～20min,下片,称量.[2]其强度低、自粘性及互粘性不好.共混改性是EPDM/PA/CPE共混物的制备EPDM与利用现有材料开发新产品的有效途径.尼龙(PA)PA/CPE在160℃下混炼3～15min,下片,称量.具有优良的机械强度、耐磨性、耐油性、韧性和耐设定辊温40～50℃,加入配合剂,加工方法同普热性.采用增容剂氯化聚乙烯(CPE),
5、用PA补强通橡胶.[3][4]EPDM,优选工艺路线及配合体系,可大幅度1.4测试提高硫化胶的撕裂强度、拉伸强度、降低磨耗及动硫化胶的拉伸强度、撕裂强度、伸长率等静态[5]态生热,初步研制出物理机械性能优良且耐热力学性能的测试均按照相应的国家标准执行.氧老化的高性能弹性体配方.1.4.1共混胶料的热力学性能测试采用DSC2近年来,聚合物共混得以详尽研究,但有关树3型差示扫描量热仪测试共混胶的热力学相容脂补强橡胶的论文数量甚少,该材料的结构与性性.测试条件:氮气保护,升温速率为10℃/min,能的探讨
6、更是鲜于报道.本文研究了EPDM/PA测量温度范围为-80℃至+100℃.共混物多层结构次与性能的关系,给出了该材料1.4.2共混胶料的动态力学性能测试硫化的与国外同类产品性能的比较.共混胶料力学损耗正切tanδ用DDV2Ⅱ2EA型动态粘弹谱仪测试,测试条件:温度选择-100℃至1实验部分120℃;频率为11Hz;两倍应变振幅0125%;升温1.1原材料速率为3℃/min.EPDM,牌号为501A,日本住友株式会社产1.4.3共混胶料相态结构测试将共混胶料在31999209228收稿,2000201
7、205修稿;国家九五攻关项目(基金号952HG28)727728高分子学报2000年液氮下冷冻切片,用OsO4染色,在TEM(H2800214010k,可以看出分散相是两种物质的锚入或镶嵌型,分辨率2104埃)下观察两相共混情况.将试样结构,由于CPE与PA的着色度相差不大,因切拉伸断口及常温刀口切断口表面喷金或用甲酸刻片薄厚不匀造成的明暗差异要大于染色造成的二蚀4h,用SEM(S22501型)观察试样断裂口形貌.者之间的差异,仅由TEM无法确定哪一种是锚入的物质.2结果与讨论DSC分析所测得PA的
8、Tg=36618K,EPDM2.1共混物的多层次结构与性能的Tg=22018K,CPE的Tg=271.8K.对于433K共混体系EPDM/PA/CPE具有复杂的多层熔融共混15min的PA/CPE体系,PA的Tg=次结构,按照各级结构形态的特点,可大致分为三347.8K,CPE的Tg=29216K,PA的Tg向低温个层次的结构.方向移动了19K,CPE的Tg向高温方向移动了2.1.1初级结构初级结构指分散相颗粒自身2018K,二者的Tg之差共混前为9510K,共混后的
