高体感相容性有机硅热塑性硫化橡胶（TPV）的制备、结构与性能
发布时间：2021-09-03 18:03
有机硅热塑性硫化橡胶（SiTPV）是以硫化硅橡胶颗粒精细分散在连续的热塑性塑料基体中形成的具有“海-岛”结构的热塑性有机硅弹性体,其性能远优于普通的热塑性硫化橡胶（TPV）,因而被称为“超级TPV”。硅橡胶（SiR）/热塑性聚氨酯（TPU）TPV具有高体感相容性和良好的包覆性能等显著优势,在可穿戴智能设备领域应用广泛,但其制备技术尚未实现国产化。本文先剖析了商业化SiR/TPU TPV产品的结构与性能,优选出合适的原材料,通过引入增容剂解决了 SiR与TPU的增容难题。采用过氧化物、硅氢加成两种交联体系分别设计制备了 SiR/TPU TPV,为SiR/TPU TPV工业化生产提供技术支撑。主要结论如下:（1）确定了商业化SiR/TPU TPV样品的主要组成,橡塑两相组成分别为甲基乙烯基硅橡胶、聚醚型热塑性聚氨酯,包含CaCO3、MgO及SiO2等填料;橡胶、塑料、填料质量之比大致为20:60:20。该产品相态精细,性能良好,SiR粒径为200～500 nm,拉伸强度、断裂伸长率分别为:4.9MPa、320%,压缩永久变形（23℃×22h）为 44%。（2）采用硅油聚丁二烯聚氨酯共聚物（...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１共聚型ＴＰＥ的结构示意图則??Ｆｉｇ．１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｌｏｃｋ?ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ?ＴＰＥｆ８１１??
?北京化工大学硕士学位论文???绿色环保的新型材料，正在汽车、建筑、电子电器［８，９］等非轮胎领域逐渐替代传统橡胶，??开发应用前景广阔。??ｒ－￣Ｈ??１．０?￥ｔｍ??图１－２ＴＰＶ的结构示意图［３６］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＴＰＶ［３６Ｊ??１．２．１?ＴＰＶ的研究进展??如图１－３所示，ＴＰＶ制备的核心工艺——动态硫化概念由Ｇｅｓｓｌｅｒ于１９６２年首先??提出，他完成了少量橡胶相在多数塑料相中的动态交联。１９７２年，美国Ｕｎｉｒｏｙａｌ公司??建立了商品名为“ＴＰＲ”的三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）?／聚丙烯（ＰＰ）?ＴＰＶ工业化生产装??置，该产品有少量的交联结构存在。随后，Ｃｏｍ，］等人对９种塑料和１１种橡胶的不??同共混组合进行了广泛研究，取得了丰硕的成果。基于前述的研究积累，美国Ｍｏｎｓａｎｔｏ??公司在１９８１年率先推出了世界上第一条基于完全动态硫化技术基础的ＥＰＤＭ／ＰＰ?ＴＰＶ??生产线，牌号“Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ”［１１］。此后，荷兰、意大利等国的ＴＰＶ产品相继投产问世，??产业发展迅猛。除ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ外，更多满足特殊领域的ＴＰＶ相继问世，如在输油??管、汽车发动机上使用的丁腈橡胶（ＮＢＲ）／ＰＰＴＰＶｍ１３］、乙烯乙酸乙烯酯橡胶（ＥＶＭ）??／聚（偏二氟乙烯）（ＰＶＤＦ）?ＴＰＶ［１６１、丙烯酸酯（ＡＣＭ）?／聚氯乙烯（ＰＶＣ）?ＴＰＶ［１７】等耐??油ＴＰＶ；用作轮胎气密层的丁基橡胶／尼龙（ＩＩＲ／ＰＡ）?ＴＰＶ［１８］、ＩＩＲ／ＰＰＴＰＶ［１９－２Ｇ］等高气??体阻隔性ＴＰＶ；生物基的聚乳酸（
?第一章绪论???少量塑料?大＼量橡肢?少量塑＞?料?大量交＼联橡胶??呈分散相?呈连续相?呈连续相?呈分散相??图１－３?ＴＰＶ动态硫化过程示意图【３６］??Ｆｉｇ．１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ１３６１??我国对ＥＰＤＭ／ＰＰ?ＴＰＶ的研究起步于１９８２年。长春应化所的殷敬华等于１９８５??年申请了国内第一个关于应用在电缆领域的ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ专利。此后，青岛科技大??学、四川大学、华南理工大学等众多单位相继投入ＴＰＶ的相关理论研宄工作，相关??研究工作长期止步于实验室中，未能应用于商业化生产。北京化工大学自〗９９２年申??请首个ＥＰＤＭ／ＰＰ丁？”２６】专利以来，对ＴＰＶ制备和性能影响因素及相态演变理论进行??了深入探讨，相关工作取得了卓越成效。２００５年，基于北京化工大学张立群〖２７］教授课??题组开发的“完全预分散－动态硫化工艺”，山东道恩股份有限公司的国内首条??ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ生产线在龙口建成，现己推出一系列硬度等级不同（５０Ａ？５０Ｄ）的产??品，其性能已经达到甚至超越了国外同类产品。除通用型的ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ外，北京??化工大学的研宂工作还涉及ＩＩＲ／ＰＰＴＰＶ，溴化丁基橡胶（ＢＩＩＲ）?／ＰＡＴＰＶ［Ｍ】，ＢＩＩＲ／ＰＰ??ＴＰＶ［１５］，乙烯－辛烯嵌段共聚物（ＰＯＥ）?／ＰＰＴＰＶ，硅橡胶（ＳｉＲ）?／ＰＰＴＰＶ，?ＳｉＲ／ＰＡＴＰＶ，??ＳｉＲ／ＴＰＵ?ＴＰＶ以及氟橡胶ＴＰＶ等众多体系，相关工作涉及相容剂的设计合成、ＴＰＶ??的工艺设计、性能提升及功能化改性等。??１．２．２?ＴＰＶ的制备??ＴＰＶ
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超支化增容剂的合成及其应用[J]. 罗小刚,雷彩红,徐睿杰,张丰,陈贤德. 塑料. 2016(05)
[2]含环氧基有机硅氧烷的研究进展[J]. 宋彩雨,李坚辉,张斌,孙明明,张绪刚,王磊,薛刚,赵明,刘彩召,李奇力,梅格. 化学与黏合. 2015(02)
[3]相容剂对硅橡胶/TPU动态硫化热塑性弹性体性能的影响[J]. 王培涛,宋阳,陈弦. 塑料工业. 2015(01)
[4]硅橡胶/TPU动态硫化热塑性弹性体的配方和加工工艺的研究[J]. 赵江,宋阳,陈弦. 塑料工业. 2014(10)
[5]EVA接枝共聚物对聚氨酯/硅橡胶热塑性弹性体性能的影响[J]. 石文强,雷彩红,钱锦华. 塑料科技. 2013(03)
[6]TPU/硅橡胶弹性体动态硫化过程相态结构控制研究[J]. 雷彩红,李善良,黄伟良,徐睿杰,徐运祺. 塑料工业. 2011(07)
[7]聚醚型聚氨酯橡胶硫化性能的研究[J]. 王志鹏. 材料开发与应用. 2009(04)
[8]VMQ/LLDPE动态硫化热塑性弹性体的制备与性能[J]. 冯雪雁,章永化,陈丽,吴国峰. 弹性体. 2007(02)
[9]TPSiV系列树脂[J]. 国外塑料. 2003(06)
[10]加成型硅橡胶防中毒问题的研究[J]. 林满辉,刘东灿,黄素娟. 有机硅材料. 2001(01)
博士论文
[1]三元之丙橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体的相态结构、形成机理与性能关系[D]. 吴汉光.北京化工大学 2016
硕士论文
[1]医用胶塞用BIIR/PP TPV的结构调控与性能研究[D]. 张波.北京化工大学 2019
[2]热塑性聚氨酯/硅橡胶共混材料的制备及其性能研究[D]. 疏红扬.青岛科技大学 2018
[3]动态硫化丁基橡胶/尼龙热塑性弹性体的结构与性能优化[D]. 张文乾.北京化工大学 2018
[4]相容剂的合成和TPU基热塑性弹性体的研制[D]. 岳子玉.青岛科技大学 2017
[5]基于超支化增容体系的硅橡胶/聚氨酯热塑性弹性体制备及性能研究[D]. 罗小刚.广东工业大学 2016
[6]聚氨酯/硅橡胶动态硫化热塑性弹性体的制备及性能研究[D]. 李善良.广东工业大学 2011
[7]SPU密封胶的制备及结构与力学性能关系的研究[D]. 姚晓宁.北京化工大学 2007
本文编号：3381595
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１共聚型ＴＰＥ的结构示意图則??Ｆｉｇ．１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｂｌｏｃｋ?ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ?ＴＰＥｆ８１１??
?北京化工大学硕士学位论文???绿色环保的新型材料，正在汽车、建筑、电子电器［８，９］等非轮胎领域逐渐替代传统橡胶，??开发应用前景广阔。??ｒ－￣Ｈ??１．０?￥ｔｍ??图１－２ＴＰＶ的结构示意图［３６］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＴＰＶ［３６Ｊ??１．２．１?ＴＰＶ的研究进展??如图１－３所示，ＴＰＶ制备的核心工艺——动态硫化概念由Ｇｅｓｓｌｅｒ于１９６２年首先??提出，他完成了少量橡胶相在多数塑料相中的动态交联。１９７２年，美国Ｕｎｉｒｏｙａｌ公司??建立了商品名为“ＴＰＲ”的三元乙丙橡胶（ＥＰＤＭ）?／聚丙烯（ＰＰ）?ＴＰＶ工业化生产装??置，该产品有少量的交联结构存在。随后，Ｃｏｍ，］等人对９种塑料和１１种橡胶的不??同共混组合进行了广泛研究，取得了丰硕的成果。基于前述的研究积累，美国Ｍｏｎｓａｎｔｏ??公司在１９８１年率先推出了世界上第一条基于完全动态硫化技术基础的ＥＰＤＭ／ＰＰ?ＴＰＶ??生产线，牌号“Ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ”［１１］。此后，荷兰、意大利等国的ＴＰＶ产品相继投产问世，??产业发展迅猛。除ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ外，更多满足特殊领域的ＴＰＶ相继问世，如在输油??管、汽车发动机上使用的丁腈橡胶（ＮＢＲ）／ＰＰＴＰＶｍ１３］、乙烯乙酸乙烯酯橡胶（ＥＶＭ）??／聚（偏二氟乙烯）（ＰＶＤＦ）?ＴＰＶ［１６１、丙烯酸酯（ＡＣＭ）?／聚氯乙烯（ＰＶＣ）?ＴＰＶ［１７】等耐??油ＴＰＶ；用作轮胎气密层的丁基橡胶／尼龙（ＩＩＲ／ＰＡ）?ＴＰＶ［１８］、ＩＩＲ／ＰＰＴＰＶ［１９－２Ｇ］等高气??体阻隔性ＴＰＶ；生物基的聚乳酸（
?第一章绪论???少量塑料?大＼量橡肢?少量塑＞?料?大量交＼联橡胶??呈分散相?呈连续相?呈连续相?呈分散相??图１－３?ＴＰＶ动态硫化过程示意图【３６］??Ｆｉｇ．１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｉｏｎ１３６１??我国对ＥＰＤＭ／ＰＰ?ＴＰＶ的研究起步于１９８２年。长春应化所的殷敬华等于１９８５??年申请了国内第一个关于应用在电缆领域的ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ专利。此后，青岛科技大??学、四川大学、华南理工大学等众多单位相继投入ＴＰＶ的相关理论研宄工作，相关??研究工作长期止步于实验室中，未能应用于商业化生产。北京化工大学自〗９９２年申??请首个ＥＰＤＭ／ＰＰ丁？”２６】专利以来，对ＴＰＶ制备和性能影响因素及相态演变理论进行??了深入探讨，相关工作取得了卓越成效。２００５年，基于北京化工大学张立群〖２７］教授课??题组开发的“完全预分散－动态硫化工艺”，山东道恩股份有限公司的国内首条??ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ生产线在龙口建成，现己推出一系列硬度等级不同（５０Ａ？５０Ｄ）的产??品，其性能已经达到甚至超越了国外同类产品。除通用型的ＥＰＤＭ／ＰＰＴＰＶ外，北京??化工大学的研宂工作还涉及ＩＩＲ／ＰＰＴＰＶ，溴化丁基橡胶（ＢＩＩＲ）?／ＰＡＴＰＶ［Ｍ】，ＢＩＩＲ／ＰＰ??ＴＰＶ［１５］，乙烯－辛烯嵌段共聚物（ＰＯＥ）?／ＰＰＴＰＶ，硅橡胶（ＳｉＲ）?／ＰＰＴＰＶ，?ＳｉＲ／ＰＡＴＰＶ，??ＳｉＲ／ＴＰＵ?ＴＰＶ以及氟橡胶ＴＰＶ等众多体系，相关工作涉及相容剂的设计合成、ＴＰＶ??的工艺设计、性能提升及功能化改性等。??１．２．２?ＴＰＶ的制备??ＴＰＶ
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种超支化增容剂的合成及其应用[J]. 罗小刚,雷彩红,徐睿杰,张丰,陈贤德. 塑料. 2016(05)
[2]含环氧基有机硅氧烷的研究进展[J]. 宋彩雨,李坚辉,张斌,孙明明,张绪刚,王磊,薛刚,赵明,刘彩召,李奇力,梅格. 化学与黏合. 2015(02)
[3]相容剂对硅橡胶/TPU动态硫化热塑性弹性体性能的影响[J]. 王培涛,宋阳,陈弦. 塑料工业. 2015(01)
[4]硅橡胶/TPU动态硫化热塑性弹性体的配方和加工工艺的研究[J]. 赵江,宋阳,陈弦. 塑料工业. 2014(10)
[5]EVA接枝共聚物对聚氨酯/硅橡胶热塑性弹性体性能的影响[J]. 石文强,雷彩红,钱锦华. 塑料科技. 2013(03)
[6]TPU/硅橡胶弹性体动态硫化过程相态结构控制研究[J]. 雷彩红,李善良,黄伟良,徐睿杰,徐运祺. 塑料工业. 2011(07)
[7]聚醚型聚氨酯橡胶硫化性能的研究[J]. 王志鹏. 材料开发与应用. 2009(04)
[8]VMQ/LLDPE动态硫化热塑性弹性体的制备与性能[J]. 冯雪雁,章永化,陈丽,吴国峰. 弹性体. 2007(02)
[9]TPSiV系列树脂[J]. 国外塑料. 2003(06)
[10]加成型硅橡胶防中毒问题的研究[J]. 林满辉,刘东灿,黄素娟. 有机硅材料. 2001(01)
博士论文
[1]三元之丙橡胶/聚丙烯动态硫化热塑性弹性体的相态结构、形成机理与性能关系[D]. 吴汉光.北京化工大学 2016
硕士论文
[1]医用胶塞用BIIR/PP TPV的结构调控与性能研究[D]. 张波.北京化工大学 2019
[2]热塑性聚氨酯/硅橡胶共混材料的制备及其性能研究[D]. 疏红扬.青岛科技大学 2018
[3]动态硫化丁基橡胶/尼龙热塑性弹性体的结构与性能优化[D]. 张文乾.北京化工大学 2018
[4]相容剂的合成和TPU基热塑性弹性体的研制[D]. 岳子玉.青岛科技大学 2017
[5]基于超支化增容体系的硅橡胶/聚氨酯热塑性弹性体制备及性能研究[D]. 罗小刚.广东工业大学 2016
[6]聚氨酯/硅橡胶动态硫化热塑性弹性体的制备及性能研究[D]. 李善良.广东工业大学 2011
[7]SPU密封胶的制备及结构与力学性能关系的研究[D]. 姚晓宁.北京化工大学 2007
本文编号：3381595
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