EPDM 的粘度随充油量的增加而明显下降,且当充油质量分数在20%和30%时,粘度随温度变化明显。

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TPV配方 EPDM配方 EPDM/PP配方

制备TPV 的基本配方:PP 30 份,充油EPDM (环烷油等)70 份,过氧化二丙苯(DCP ) 适量,超细滑石粉适量,其它助剂适量。

[配方]TPV配方各种影响因素分析

(a)环烷油用量对性能的影响分析如下

这是由于EPDM 的分散程度和界面层结构是影响EPDM/ PP -TPV 性能的内在因素,PP 与EPDM 的表面张力和溶解度参数都很相近,采用动态硫化工艺加工时其共混效果主要取决于动力学因素,如:粘度、温度、剪切力和时间等。在PP 熔融温度下,EPDM 粘度远大于PP 粘度,与PP不具备粘度相近的共混原则。但EPDM 的粘度随充油量的增加而明显下降,且当充油质量分数在20%和30%时,粘度随温度变化明显。由于PP的熔融温度不小于160 ℃,因此,只有当EPDM的充油质量分数大于20 %时,在PP 熔融温度下,EPDM 与PP 的粘度才较接近,提高EPDM 及PP 的相容性及分散性,但添加的油与PP 相容性较差,过量的油会影响PP 的性能。故EPDM 的最佳充油质量分数为20 %~30 %。

(b)PP种类与用量(流动性)对性能的影响分析如下

能提供良好的拉伸强度及硬度,同时使得材料具有较好的加工性能,扩大其应用范围。同时随PP 的MFR 增大,EPDM/ PP的力学性能提高。原因是高MFR 的PP 能在较低温度下与充油EPDM 熔融共混,其相同粘度共混温度的范围更宽,这有利于EPDM 充分分散到PP中;虽然小本体粉状PP 的力学性能比粒状PP 差,但用小本体粉状PP 生产TPV,其性能与用粒料PP 性能相当。这是因为粉状PP 在EPDM 塑炼充油时添加均匀,有利于EPDM 与PP 共混均匀。

(c)橡塑组分的选择对性能的影响分析如下

加入EPDM后,相对于PP而言,共混物分子的内聚力下降,模量降低,从而使拉伸强度和弯曲强度降低,但EPDM的加入降低了PP的结晶度,细化了PP的球晶结构,并有利于应力的均匀分布和松弛,故提高了共混物的冲击强度,当EPDM的用量超过30份时,共混物的冲击强度呈现下降的趋势。一般而言,随着橡塑比的降低,EPDM/PP共混物的模量、拉伸强度、压缩永久变形、100%定伸应力和硬度均有所增大,扯断伸长率是先增大后减小,耐溶剂性和加工流动性提高。

(d)DCP用量对性能的影响分析如下

当DCP 质量分数为1.5%时,力学性能达到最高值。PF 值(拉伸强度×断裂伸长率/ 永久变形) 比未交联增加30 倍,橡胶抽出质量分数为2.5%。根据CP Rander 理论,橡胶溶剂抽出质量分数低于3%时,橡胶已达到高度交联状态,由此说明,DCP 质量分数为1. 5 %时EPDM/ PP 已完全动态硫化。

(e)超细滑石粉

在EPDM 增韧改性PP 体系中,普通滑石粉对PP 起辅助补强作用。但在EPDM/ PP – TPV 体系中添加3 %滑石粉就使拉伸强度和断裂伸长率急剧下降。这是因为滑石粉在TPV 体系中,流动性较差,不易分散在基体中。而选择一种超细活性滑石粉,则随着超细滑石粉添加量的增加,TPV材料的断裂伸长率、拉伸强度均增加,当添加量为12 %左右时,达到极大值。此后,随滑石粉添加量增加,这两种性能急剧下降。这可能是由于超细滑石粉并不是以分散相形式直接分散在PP 基体上,而是在EPDM 交联时作为交联中心使EPDM 分散更细小、更均匀,这种包核结构有效地降低了EPDM分散粒径,从而减小了EPDM 微细颗粒间间距,既增韧TPV 又可提高其应力。

(f)其他助剂

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作者 ab