EPDM/MVQ共混胶的形态结构及界面相互作用的研究
发布时间：2022-01-03 12:05
硅橡胶具有优异的耐高低温性、耐候性和电绝缘性,在汽车工业、航空航天和医疗器械等领域得到广泛应用。但是硅橡胶的成本比较高,机械强度低,限制了其在更多领域中的广泛应用。三元乙丙橡胶（EPDM）具有机械强度高、耐老化性好、耐候性好和成本低等优点,但是其耐高温性欠佳。因此可以将EPDM和甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）进行共混来制备机械强度高、耐高温性能好的橡胶材料。但是EPDM与MVQ的相容性比较差,共混胶的微观形态（包括分散相的形貌、分散程度、相畴大小）和界面相容性对共混胶的宏观使用性能有着非常重要的影响。本文利用开放式炼胶机制备了EPDM/MVQ共混材料,并对其微观形态结构和界面相互作用进行了研究,结果发现:EPDM/MVQ简单共混材料（EPDM/MVQ-TPO材料）的黏弹性和形态结构随组分配比和温度而变化。就黏弹性而言:随着MVQ用量的增多,体系的弹性、黏性和假塑性增强。其中,当组分配比为EPDM/MVQ=70/30时,体系的流动行为接近于理想黏弹行为;随着温度的升高,体系的黏度降低,加工流动性变好。就形态结构而言:当EPDM含量（质量分数）为30%和70%时,体系为过渡结构。当EPDM含量...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPDM的分子结构式Fig.1-1ThestructuresofEPDM
华南理工大学硕士学位论文4机基团，故硅橡胶是一种典型的半有机半无机聚合物，其结构通式如图1-2所示，其中a、b和c分别为二甲基硅橡胶、MVQ和甲基苯基乙烯基硅橡胶。侧基的不同会赋予硅橡胶不同的性能，常用的MVQ就是在二甲基硅橡胶中引入了摩尔分数为0.05%~0.5%的乙烯基，这就使得MVQ具有比二甲基硅橡胶更高的抗压缩永久变形性，同时硫化剂的选择范围也更宽[19]。图1-2硅橡胶的分子结构式Fig.1-2Thestructuresofsiliconerubber1.1.2.2硅橡胶的性能硅橡胶分子主链上的Si-O键的键能（443.5kJ/mol）比普通橡胶分子主链上的C-C键的键能（335kJ/mol）高，同时Si-O键的键长（166pm）也比C-C键的键长（154pm）长一些[20]，所以硅橡胶具有更好的热稳定性、耐候性、电绝缘性和化学稳定性[21]。耐高温性是硅橡胶最重要的性能之一，硅橡胶在耐热性上远远优于有机胶。硅橡胶在150℃的条件下几乎不发生性能的改变，可以半永久性地使用。另外，硅橡胶在200℃下可以连续使用10000个小时，甚至可以在300℃下进行短暂使用；硅橡胶具有卓越的耐候性，即使长时间地置于风、雨和紫外光照射的条件下，硅橡胶的物理性能也几乎不受影响[22]；硅橡胶的绝缘电阻很高，它的绝缘性能在很宽的温度和频谱范围内都是稳定的，是一种理想的绝缘材料[23]，可以用于高压输电线的冷缩管；硅橡胶有很好的耐化学试剂腐蚀性，基本上不受极性有机化合物或稀酸、稀碱的影响，然而，硅橡胶对强酸强碱的耐受力不够[24]。1.1.2.3硅橡胶的应用目前，硅橡胶主要应用领域有：（1）汽车工业：由于具有优良的电绝缘性、耐高温性、化学稳定性和耐候性等特性，同时粘接性能和力学强度也得到了改善，硅橡胶广泛应用于汽车工业，比如密封垫片、气缸垫圈和水泵垫圈等。（2）航空航天：由?
第一章绪论7图1-3PVDF/E-MA-GMA的SEM照片（注：E-MA-GMA被刻蚀掉）[34]Fig.1-3SEMimageofPVDF/E-MA-GMAblend(Note:E-MA-GMAhadbeenetched)[34]图1-4POE/PP-TPV的SEM照片（注：PP被刻蚀掉）[35]Fig.1-4SEMimageofPOE/PP-TPVmaterials(Note:PPhadbeenetched)[35]双相连续结构就是体系中的组分各自形成连续相，彼此间相互贯穿。一般来说有两种情况可以产生这种结构，一种是嵌段共聚物的旋节分离，另一种是共混物的相反转区域[41,42]。LinZhu等制备了具有双相连续结构的PP/PEOc共混物，其微观形态结构如图1-5所示[43]。双相连续结构中若相畴不大，共混物不仅兼具两组分的性能，甚至还能表现出两组分都没有的特殊性能，比如：在给定的组成下，当体系形态结构从单相连续结构变成双相连续结构时，两相在各个方向都贡献了模量，而且是各向同性的，导致应力传递更加有效，拉伸模量增大[44]；在双相连续结构范围内，两组分的高度延伸和纤维化可以耗散冲击能量，改善材料的塑性变形性能，从而提高材料的冲击强度[45]；当具有精细分散（纳米尺度）的共连续形貌时，共混物可以表现出经典共混物所不能达到的特殊
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂KH550在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用[J]. 李鹏,吕丹丹,张玉芬,董凌波. 轮胎工业. 2019(12)
[2]含硫硅烷偶联剂的研究进展[J]. 刘继,金培玉,朱晓英. 杭州化工. 2019 (03)
[3]用马来酸酐接枝改性稀土异戊橡胶[J]. 何丽霞,刘光烨,刘福胜. 合成橡胶工业. 2019(04)
[4]甲基乙烯基硅橡胶的研究进展[J]. 李波,张庆峰,王铎,杨军校. 合成材料老化与应用. 2019(02)
[5]采用转矩流变仪评价PVC树脂的热稳定性[J]. 吕志强,杨秀玲,袁世才,张德龙,刘红霞. 聚氯乙烯. 2019(03)
[6]马来酸酐接枝改性稀土异戊橡胶的制备及性能[J]. 何丽霞. 高分子材料科学与工程. 2019(02)
[7]聚合物共混物增容技术及发展[J]. 马鹏飞,王鑫,李栋辉,游峰,江学良,姚楚. 材料工程. 2019(02)
[8]橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响[J]. 刘春利,罗筑,钟金成,陈维龙,周宗淘. 高分子材料科学与工程. 2018(12)
[9]环氧呋喃树脂反应性增容PLA/PBS共混体系的动态流变学表征[J]. 朱大勇,辜婷,于杰,鲁圣军. 材料研究学报. 2018(07)
[10]环氧树脂及其复合材料动态力学性能初步研究[J]. 胡玉霞,杨红伟,李武胜. 高科技纤维与应用. 2018(02)
硕士论文
[1]导电硅橡胶材料的研究[D]. 陈志.青岛科技大学 2019
[2]三元乙丙橡胶/硅橡胶共混及性能研究[D]. 李承家.华南理工大学 2014
[3]硅橡胶/三元乙丙橡胶共混的研究[D]. 李远.华南理工大学 2011
[4]水性三元乙丙橡胶合成的研究[D]. 崔鹤.长春工业大学 2011
本文编号：3566246
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPDM的分子结构式Fig.1-1ThestructuresofEPDM
华南理工大学硕士学位论文4机基团，故硅橡胶是一种典型的半有机半无机聚合物，其结构通式如图1-2所示，其中a、b和c分别为二甲基硅橡胶、MVQ和甲基苯基乙烯基硅橡胶。侧基的不同会赋予硅橡胶不同的性能，常用的MVQ就是在二甲基硅橡胶中引入了摩尔分数为0.05%~0.5%的乙烯基，这就使得MVQ具有比二甲基硅橡胶更高的抗压缩永久变形性，同时硫化剂的选择范围也更宽[19]。图1-2硅橡胶的分子结构式Fig.1-2Thestructuresofsiliconerubber1.1.2.2硅橡胶的性能硅橡胶分子主链上的Si-O键的键能（443.5kJ/mol）比普通橡胶分子主链上的C-C键的键能（335kJ/mol）高，同时Si-O键的键长（166pm）也比C-C键的键长（154pm）长一些[20]，所以硅橡胶具有更好的热稳定性、耐候性、电绝缘性和化学稳定性[21]。耐高温性是硅橡胶最重要的性能之一，硅橡胶在耐热性上远远优于有机胶。硅橡胶在150℃的条件下几乎不发生性能的改变，可以半永久性地使用。另外，硅橡胶在200℃下可以连续使用10000个小时，甚至可以在300℃下进行短暂使用；硅橡胶具有卓越的耐候性，即使长时间地置于风、雨和紫外光照射的条件下，硅橡胶的物理性能也几乎不受影响[22]；硅橡胶的绝缘电阻很高，它的绝缘性能在很宽的温度和频谱范围内都是稳定的，是一种理想的绝缘材料[23]，可以用于高压输电线的冷缩管；硅橡胶有很好的耐化学试剂腐蚀性，基本上不受极性有机化合物或稀酸、稀碱的影响，然而，硅橡胶对强酸强碱的耐受力不够[24]。1.1.2.3硅橡胶的应用目前，硅橡胶主要应用领域有：（1）汽车工业：由于具有优良的电绝缘性、耐高温性、化学稳定性和耐候性等特性，同时粘接性能和力学强度也得到了改善，硅橡胶广泛应用于汽车工业，比如密封垫片、气缸垫圈和水泵垫圈等。（2）航空航天：由?
第一章绪论7图1-3PVDF/E-MA-GMA的SEM照片（注：E-MA-GMA被刻蚀掉）[34]Fig.1-3SEMimageofPVDF/E-MA-GMAblend(Note:E-MA-GMAhadbeenetched)[34]图1-4POE/PP-TPV的SEM照片（注：PP被刻蚀掉）[35]Fig.1-4SEMimageofPOE/PP-TPVmaterials(Note:PPhadbeenetched)[35]双相连续结构就是体系中的组分各自形成连续相，彼此间相互贯穿。一般来说有两种情况可以产生这种结构，一种是嵌段共聚物的旋节分离，另一种是共混物的相反转区域[41,42]。LinZhu等制备了具有双相连续结构的PP/PEOc共混物，其微观形态结构如图1-5所示[43]。双相连续结构中若相畴不大，共混物不仅兼具两组分的性能，甚至还能表现出两组分都没有的特殊性能，比如：在给定的组成下，当体系形态结构从单相连续结构变成双相连续结构时，两相在各个方向都贡献了模量，而且是各向同性的，导致应力传递更加有效，拉伸模量增大[44]；在双相连续结构范围内，两组分的高度延伸和纤维化可以耗散冲击能量，改善材料的塑性变形性能，从而提高材料的冲击强度[45]；当具有精细分散（纳米尺度）的共连续形貌时，共混物可以表现出经典共混物所不能达到的特殊
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂KH550在全钢载重子午线轮胎胎面胶中的应用[J]. 李鹏,吕丹丹,张玉芬,董凌波. 轮胎工业. 2019(12)
[2]含硫硅烷偶联剂的研究进展[J]. 刘继,金培玉,朱晓英. 杭州化工. 2019 (03)
[3]用马来酸酐接枝改性稀土异戊橡胶[J]. 何丽霞,刘光烨,刘福胜. 合成橡胶工业. 2019(04)
[4]甲基乙烯基硅橡胶的研究进展[J]. 李波,张庆峰,王铎,杨军校. 合成材料老化与应用. 2019(02)
[5]采用转矩流变仪评价PVC树脂的热稳定性[J]. 吕志强,杨秀玲,袁世才,张德龙,刘红霞. 聚氯乙烯. 2019(03)
[6]马来酸酐接枝改性稀土异戊橡胶的制备及性能[J]. 何丽霞. 高分子材料科学与工程. 2019(02)
[7]聚合物共混物增容技术及发展[J]. 马鹏飞,王鑫,李栋辉,游峰,江学良,姚楚. 材料工程. 2019(02)
[8]橡胶-填料相互作用对丁苯橡胶/白炭黑复合材料动态力学性能的影响[J]. 刘春利,罗筑,钟金成,陈维龙,周宗淘. 高分子材料科学与工程. 2018(12)
[9]环氧呋喃树脂反应性增容PLA/PBS共混体系的动态流变学表征[J]. 朱大勇,辜婷,于杰,鲁圣军. 材料研究学报. 2018(07)
[10]环氧树脂及其复合材料动态力学性能初步研究[J]. 胡玉霞,杨红伟,李武胜. 高科技纤维与应用. 2018(02)
硕士论文
[1]导电硅橡胶材料的研究[D]. 陈志.青岛科技大学 2019
[2]三元乙丙橡胶/硅橡胶共混及性能研究[D]. 李承家.华南理工大学 2014
[3]硅橡胶/三元乙丙橡胶共混的研究[D]. 李远.华南理工大学 2011
[4]水性三元乙丙橡胶合成的研究[D]. 崔鹤.长春工业大学 2011
本文编号：3566246
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