碳纳米管在聚烯烃弹性体中的应用研究.pdf

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1、加工·应用弹性体，２０１７－０４－２５，２７（２）：４３～４６ＣＨＩＮＡＥＬＡＳＴＯＭＥＲＩＣＳ碳纳米管在聚烯烃弹性体中的应用研究张伟，邱桂学＊（青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东青岛２６６０４２）摘要：分别将不同用量的硫化剂１，４－双叔丁基过氧异丙基苯（ＢＩＰＢ）和三烯丙基异氰脲酸酯（ＴＡＩＣ）加入到乙烯／辛烯共聚物（ＰＯＥ）中，研究了ＢＩＰＢ和ＴＡＩＣ的用量对ＰＯＥ性能的影响。同时，将不同用量的碳纳米管（ＣＮＴｓ）加入到ＰＯＥ中，观察了ＣＮＴｓ在ＰＯＥ中的分散情况以及其对ＰＯＥ性能的影

2、响。结果表明，随着ＢＩＰＢ用量的增加，体系的拉伸强度和撕裂强度减小；随着ＴＡＩＣ用量的增加，拉伸强度和撕裂强度先增大后减小；随着ＣＮＴｓ用量的增加，体系的拉伸强度和撕裂强度先增大后减小，硬度增大，回弹有所减小，导电性能和导热性能提高。差示扫描量热分析（ＤＳＣ）及扫描电镜（ＳＥＭ）结果表明，ＣＮＴｓ加入ＰＯＥ后熔融温度（Ｔｍ）提高，加入量过多时，分散不均匀，力学性能较差。关键词：聚烯烃弹性体；ＣＮＴｓ；力学性能中图分类号：ＴＱ３３４．２文献标识码：Ａ文章编号：１００５－３１７４（２０１７）０２－００４３－

3、０４DOI:10.16665/j.cnki.issn1005-3174.2017.02.010［１］乙烯／辛烯共聚物（ＰＯＥ）是Ｄｏｗ化学公司形貌的影响，以期得到ＣＮＴｓ在ＰＯＥ中的最佳用于１９９４年采用限定几何构型催化剂技术量，为今后ＰＯＥ／ＣＮＴｓ复合材料的研究提供了有（ＣＧＣＴ）（也称为Ｉｎｓｉｔｅ技术）推出的共聚物。作价值的参考依据。为热塑性弹性体，ＰＯＥ中辛烯单体的质量分数通１实验部分常在２０％～３０％之间，具有高强度、高弹性、高伸［２］长率等优异的物理机械性能，且兼具橡胶和热１．１原料塑性塑

4、料的性能特点，使其备受广泛关注。通过ＰＯＥ：牌号为Ｅｎｇａｇｅ８００３，美国ＤｕＰｏｎｔ－［３］交联，ＰＯＥ抗热氧老化性能提高，但是交联后Ｄｏｗ公司；１，４－双叔丁基过氧异丙基苯（ＢＩＰＢ）：ＰＯＥ的物理交联点受到破坏，其力学性能下降，荷兰阿克苏进口；三烯丙基异氰脲酸酯（ＴＡＩＣ）：因此需对其进行补强。潍坊凯普化工材料有限公司；ＣＮＴｓ：牌号为传统补强体系，如炭黑、白炭黑、纤维类以及其ＧＴＲ－０１，山东大展纳米材料有限公司；抗氧剂［４－６］它纳米材料等，往往存在补强剂用量大、补强效１０１０：临沂三丰化工

5、公司；聚烯烃接支马来酸酐［７－８］（ＰＯＥ－ｇ－ＭＡＨ）：牌号为４０４４，市售。果差、加工困难等问题。碳纳米管（ＣＮＴｓ）作为一种新型的补强材料，一般由几层到十几层石墨片１．２仪器设备同轴卷绕构成，管径约为２～２０ｎｍ，管壁间距约为Ｈａａｋｅ转矩流变仪：ＲＭ－２００Ｃ型，哈尔滨哈普０．３４ｎｍ，由于其特殊的结构，能够赋予基体材料优电气技术有限责任公司；平板硫化机：ＸＱＬＢ－３５０异的力学性能以及良好的导电、导热性能。本文选Ｘ型，上海第一橡胶机械厂；橡胶硬度计：ＸＹ－１型，用ＣＮＴｓ作为补强填料，研究了Ｃ

6、ＮＴｓ和硫化剂用上海化工机械四厂；橡胶回弹性试验机：ＣＪ－６Ａ，上［９］量对ＰＯＥ力学性能和导电导热性能的影响，并海化工机械四厂；电子拉力机：ＡＩ－７００Ｍ型，ＧＯ－进一步探讨了ＣＮＴｓ用量对ＰＯＥ／ＣＮＴｓ体系微观ＴＥＣＨ股份有限公司；数字高阻计：ＰＣ－６８型，上海作者简介：张伟（１９９０－），男，山东济宁人，在读硕士研究生，主要从事高分子加工改性方面的研究工作。＊通讯联系人：邱桂学（１９６５－），男，山东临沂人，教授，主要从事聚合物改性及多相聚合物材料的结构和性能方面的研究工作。收稿日期：２０１６－

7、１２－１７·４４·弹性体第２７卷第六电表厂有限公司；ＦＬ２０００型导热测试仪：美国加入ＢＩＰＢ后，结晶峰变窄，峰面积明显减少，表Ａｎｔｅｒ公司；扫描电子显微镜（ＳＥＭ）：ＪＳＭ－７５００Ｆ明交联对ＰＯＥ结晶有一定程度的破坏，导致Ｔｇ型，日本电子株式会社；差示扫描热分析（ＤＳＣ）仪：在一定程度上的增大，Ｔｍ减小。在４０℃的ＰＯＥＤＳＣ２０４型，ＮＥＴＺＳＣＨ公司。片晶峰表明，ＰＯＥ交联后破坏结晶。硫化剂［１０］１．３试样制备ＢＩＰＢ对ＰＯＥ力学性能的影响如表１所示。在一定温度、转速为５０ｒ／ｍｉｎ的转矩流

8、变仪表１ＢＩＰＢ用量对ＰＯＥ力学性能的影响中加入ＰＯＥ、抗氧剂１０１０，待扭矩平稳后，加入ＢＩＰＢ用量／份力学性能ＣＮＴｓ共混５ｍｉｎ左右再加入ＢＩＰＢ，约３０～５０ｓ０２４６８１０取出共混物趁热薄通。将薄通好的共混物停放拉伸强度／ＭＰａ２０．１７．９６．２６．１５．９５．６扯断伸长率／％６８４３９１３００２１７１９３１７５２４ｈ后，在１７５℃的平板硫化机上进行硫化，将硫撕裂强度／（Ｎ·ｍｍ－１）５４．７１３４．６３３１．２８２３．３７１５