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废旧橡胶/POE共混型热塑性弹性体的制备和性能研究

作　者: 曾艳
导　师: 邱桂学
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料工程
关键词: 废旧橡胶 POE 胶粉 再生胶 热塑性弹性体
分类号: TQ334
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


本文选取60目胎面胶粉(WRP)并直接添加于饱和热塑性聚烯烃弹性体(POE)中,通过对其力学性能,动态力学性能,老化性能,重复加工性能的研究以期获得性能优异、易加工、耐老化、性能突出的“绿色”廉价弹性体材料。实验首先研究了两种牌号的POE与胶粉共混制备混炼胶的力学性能,选取其中力学性能较好的一种共混物并对其进行重点研究。研究了胶粉处理工艺对此混炼胶性能的影响；四种补强填充剂对其性能的影响并进行比较；炭黑和白炭黑填充该混炼胶的热氧老化性能；胶粉/POE/炭黑体系的重复加工性能。结果表明：牌号POE (Engage8003)/胶粉共混后材料性能明显优于POE(Engage7387)/胶粉体系。将胶粉在开炼机上处理30min后能进一步提高POE(Engage8003)/胶粉共混材料的性能。炭黑、白炭黑、碳酸钙、硅藻土分别填充POE (Engage8003)/胶粉共混材料,发现随炭黑和白炭黑两种填料的增加,材料的综合力学性能逐渐升高,随碳酸钙和硅藻土两种填料的增加,材料的综合力学性能逐渐下降,前两者的补强效果明显优于后两者。胶粉/POE/白炭黑复合材料在120℃×72h条件下老化后仍能够保持较好的耐老化性能且随白炭黑添加量增多,对胶粉/POE体系的强度保持更有利。胶粉/POE/炭黑共混TPE经过80℃×168h的热氧老化后,体系的拉伸强度、撕裂强度、硬度与老化前的相比反而提高了,断裂伸长率与老化前的相比有所降低,最大变化率为-8.8%,说明该体系具有优异的耐热氧老化性能。通过对胶粉/POE/炭黑共混TPE重复加工性能的考察发现,随加工次数的增加,拉伸强度和撕裂强度都有一定程度降低,但是经过5次返炼过后,各项性能参数下降程度并不大。当炭黑添加量为50份时,5次重复加工过后,共混材料的拉伸强度仍保持在9.9MPa,撕裂强度为72.3kN/m,伸长率为296%,硬度为94Shore A,300%定伸应力为10.0MPa,仍保持较好的力学性能,说明该共混TPE具有良好的热塑性能。另一方面,运用动态硫化技术制备顺丁再生胶(RBR)/POE型TPV,考察了相同硫磺硫化体系下,RBR/POE不同比例的硫化特性。固定RBR/POE比例为40/60时,研究了白炭黑对该材料的补强效果,考察了不同量白炭黑填充RBR/POE材料的耐老化性能,并添加硅烷偶联剂(Si-69)考察对材料的性能影响。结果表明：相同硫磺硫化体系下,随顺丁再生胶添加量的减少,焦烧时间(t10),正硫化时间(t90)逐渐增大,同时也说明顺丁再生胶仍能用硫磺硫化。RBR/POE为40/60时,随白炭黑用量的增加,材料的综合力学性能逐渐提高,在80℃×168h条件下老化后,体系的拉伸强度反而提高,撕裂强度和硬度变化趋势相当,有升高也有降低,总体变化不大,扯断伸长率平均下降20%,总体保持较好耐老化性能。相同再生胶/POE/白炭黑的比例下,添加硅烷偶联剂(Si-69)后的共混TPV拉伸强度和300%定伸应力明显提高,伸长率和断裂永久变形明显减小；DMA温度-模量曲线显示,经过改性后的材料在高弹态区损耗因子明显减小。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-31
  1.1 前言  11-13
  1.2 胶粉的现状  13-20
    1.2.1 胶粉的制备  14-15
    1.2.2 胶粉的应用  15-20
    1.2.3 国内外技术发展现状  20
  1.3 再生胶的现状  20-24
    1.3.1 再生胶的制备  21-23
    1.3.2 再生胶的应用  23-24
  1.4 热塑性弹性体  24-27
    1.4.1 茂金属聚烯烃热塑性弹性体(POE)  25-26
    1.4.2 POE结构与性能  26-27
  1.5 热塑性硫化胶(TPV)  27-28
  1.6 问题的提出及创新之处  28-29
  1.7 本课题的主要研究目的和研究内容  29-31
    1.7.1 胶粉/POE共混TPE的研究  29-30
    1.7.2 RBR/POE热塑性硫化胶(TPV)的研究  30-31
第二章 胶粉/POE热塑性弹性体的制备与研究  31-59
  2.1 实验部分  31-33
    2.1.1 实验原材料  31-32
    2.1.2 仪器和设备  32
    2.1.3 试样的制备  32-33
  2.2 性能测试  33-34
    2.2.1 拉伸实验  33
    2.2.2 撕裂实验  33
    2.2.3 硬度实验  33-34
    2.2.4 扯断永久变形  34
    2.2.5 热氧老化性能测试  34
    2.2.6 扫描电子显微镜(SEM)  34
    2.2.7 动态力学性能测试  34
  2.3 结果与讨论  34-58
    2.3.1 两种POE与胶粉(WRP)的共混比例对力学性能的影响  34-37
    2.3.2 塑炼工艺对共混型TPE力学性能的影响  37-40
    2.3.3 四种填料对共混型TPE力学性能的影响  40-48
    2.3.4 四种填料体系之间的性能对比  48-51
    2.3.5 动态力学性能(DMA)分析  51-54
    2.3.6 两种共混TPE的老化性能的考察  54-56
    2.3.7 重复加工性分析  56-58
  2.4 本章小结  58-59
第三章 再生胶/POE热塑性硫化胶(TPV)的制备  59-71
  3.1 实验部分  59-60
    3.1.1 实验原材料  59
    3.1.2 仪器和设备  59-60
    3.1.3 试样的制备  60
  3.2 性能测试  60-61
    3.2.1 胶料硫化特性测试  60-61
    3.2.2 力学性能测试  61
    3.2.3 耐热老化性能测试  61
    3.2.4 动态力学性能测试  61
    3.2.5 扫描电镜测试  61
  3.3 结果与讨论  61-70
    3.3.1 再生胶/POE共混比例对TPV硫化特性的影响  61-62
    3.3.2 白炭黑对RBR/POE硫化胶的补强  62-65
    3.3.3 RBR/POE/白炭黑共混TPV的动态性能  65-66
    3.3.4 Si-69改性对材料性能的影响  66-68
    3.3.5 RBR/POE/白炭黑TPV的耐老化性能  68-70
  3.4 本章小结  70-71
结论与展望  71-74
  结论  71-73
  展望  73-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间所发表的文章  79-81

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 热塑性弹性体
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