高體感相容性有機硅熱塑性硫化橡膠(TPV)的制備、結(jié)構(gòu)與性能
發(fā)布時間:2021-09-03 18:03
有機硅熱塑性硫化橡膠(SiTPV)是以硫化硅橡膠顆粒精細分散在連續(xù)的熱塑性塑料基體中形成的具有“海-島”結(jié)構(gòu)的熱塑性有機硅彈性體,其性能遠優(yōu)于普通的熱塑性硫化橡膠(TPV),因而被稱為“超級TPV”。硅橡膠(SiR)/熱塑性聚氨酯(TPU)TPV具有高體感相容性和良好的包覆性能等顯著優(yōu)勢,在可穿戴智能設(shè)備領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但其制備技術(shù)尚未實現(xiàn)國產(chǎn)化。本文先剖析了商業(yè)化SiR/TPU TPV產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能,優(yōu)選出合適的原材料,通過引入增容劑解決了 SiR與TPU的增容難題。采用過氧化物、硅氫加成兩種交聯(lián)體系分別設(shè)計制備了 SiR/TPU TPV,為SiR/TPU TPV工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。主要結(jié)論如下:(1)確定了商業(yè)化SiR/TPU TPV樣品的主要組成,橡塑兩相組成分別為甲基乙烯基硅橡膠、聚醚型熱塑性聚氨酯,包含CaCO3、MgO及SiO2等填料;橡膠、塑料、填料質(zhì)量之比大致為20:60:20。該產(chǎn)品相態(tài)精細,性能良好,SiR粒徑為200~500 nm,拉伸強度、斷裂伸長率分別為:4.9MPa、320%,壓縮永久變形(23℃×22h)為 44%。(2)采用硅油聚丁二烯聚氨酯共聚物(...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1_1共聚型TPE的結(jié)構(gòu)示意圖則??Fig.1-1?Schematic?illustration?of?microstructure?of?block?copolymer?TPEf811??
?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???綠色環(huán)保的新型材料,正在汽車、建筑、電子電器[8,9]等非輪胎領(lǐng)域逐漸替代傳統(tǒng)橡膠,??開發(fā)應(yīng)用前景廣闊。??r- ̄H??1.0?¥tm??圖1-2TPV的結(jié)構(gòu)示意圖[36]??Fig.?1-2?Schematic?illustration?of?microstructure?of?TPV[36J??1.2.1?TPV的研究進展??如圖1-3所示,TPV制備的核心工藝——動態(tài)硫化概念由Gessler于1962年首先??提出,他完成了少量橡膠相在多數(shù)塑料相中的動態(tài)交聯(lián)。1972年,美國Uniroyal公司??建立了商品名為“TPR”的三元乙丙橡膠(EPDM)?/聚丙烯(PP)?TPV工業(yè)化生產(chǎn)裝??置,該產(chǎn)品有少量的交聯(lián)結(jié)構(gòu)存在。隨后,Com,]等人對9種塑料和11種橡膠的不??同共混組合進行了廣泛研究,取得了豐碩的成果;谇笆龅难芯糠e累,美國Monsanto??公司在1981年率先推出了世界上第一條基于完全動態(tài)硫化技術(shù)基礎(chǔ)的EPDM/PP?TPV??生產(chǎn)線,牌號“Santoprene”[11]。此后,荷蘭、意大利等國的TPV產(chǎn)品相繼投產(chǎn)問世,??產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。除EPDM/PPTPV外,更多滿足特殊領(lǐng)域的TPV相繼問世,如在輸油??管、汽車發(fā)動機上使用的丁腈橡膠(NBR)/PPTPVm13]、乙烯乙酸乙烯酯橡膠(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;用作輪胎氣密層的丁基橡膠/尼龍(IIR/PA)?TPV[18]、IIR/PPTPV[19-2G]等高氣??體阻隔性TPV;生物基的聚乳酸(
?第一章緒論???少量塑料?大\量橡肢?少量塑>?料?大量交\聯(lián)橡膠??呈分散相?呈連續(xù)相?呈連續(xù)相?呈分散相??圖1-3?TPV動態(tài)硫化過程示意圖【36]??Fig.1-3?Schematic?illustration?of?dynamic?vulcanization1361??我國對EPDM/PP?TPV的研究起步于1982年。長春應(yīng)化所的殷敬華等于1985??年申請了國內(nèi)第一個關(guān)于應(yīng)用在電纜領(lǐng)域的EPDM/PPTPV專利。此后,青島科技大??學(xué)、四川大學(xué)、華南理工大學(xué)等眾多單位相繼投入TPV的相關(guān)理論研宄工作,相關(guān)??研究工作長期止步于實驗室中,未能應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)。北京化工大學(xué)自〗992年申??請首個EPDM/PP?”26】專利以來,對TPV制備和性能影響因素及相態(tài)演變理論進行??了深入探討,相關(guān)工作取得了卓越成效。2005年,基于北京化工大學(xué)張立群〖27]教授課??題組開發(fā)的“完全預(yù)分散-動態(tài)硫化工藝”,山東道恩股份有限公司的國內(nèi)首條??EPDM/PPTPV生產(chǎn)線在龍口建成,現(xiàn)己推出一系列硬度等級不同(50A?50D)的產(chǎn)??品,其性能已經(jīng)達到甚至超越了國外同類產(chǎn)品。除通用型的EPDM/PPTPV外,北京??化工大學(xué)的研宂工作還涉及IIR/PPTPV,溴化丁基橡膠(BIIR)?/PATPV[M】,BIIR/PP??TPV[15],乙烯-辛烯嵌段共聚物(POE)?/PPTPV,硅橡膠(SiR)?/PPTPV,?SiR/PATPV,??SiR/TPU?TPV以及氟橡膠TPV等眾多體系,相關(guān)工作涉及相容劑的設(shè)計合成、TPV??的工藝設(shè)計、性能提升及功能化改性等。??1.2.2?TPV的制備??TPV
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種超支化增容劑的合成及其應(yīng)用[J]. 羅小剛,雷彩紅,徐睿杰,張豐,陳賢德. 塑料. 2016(05)
[2]含環(huán)氧基有機硅氧烷的研究進展[J]. 宋彩雨,李堅輝,張斌,孫明明,張緒剛,王磊,薛剛,趙明,劉彩召,李奇力,梅格. 化學(xué)與黏合. 2015(02)
[3]相容劑對硅橡膠/TPU動態(tài)硫化熱塑性彈性體性能的影響[J]. 王培濤,宋陽,陳弦. 塑料工業(yè). 2015(01)
[4]硅橡膠/TPU動態(tài)硫化熱塑性彈性體的配方和加工工藝的研究[J]. 趙江,宋陽,陳弦. 塑料工業(yè). 2014(10)
[5]EVA接枝共聚物對聚氨酯/硅橡膠熱塑性彈性體性能的影響[J]. 石文強,雷彩紅,錢錦華. 塑料科技. 2013(03)
[6]TPU/硅橡膠彈性體動態(tài)硫化過程相態(tài)結(jié)構(gòu)控制研究[J]. 雷彩紅,李善良,黃偉良,徐睿杰,徐運祺. 塑料工業(yè). 2011(07)
[7]聚醚型聚氨酯橡膠硫化性能的研究[J]. 王志鵬. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2009(04)
[8]VMQ/LLDPE動態(tài)硫化熱塑性彈性體的制備與性能[J]. 馮雪雁,章永化,陳麗,吳國峰. 彈性體. 2007(02)
[9]TPSiV系列樹脂[J]. 國外塑料. 2003(06)
[10]加成型硅橡膠防中毒問題的研究[J]. 林滿輝,劉東燦,黃素娟. 有機硅材料. 2001(01)
博士論文
[1]三元之丙橡膠/聚丙烯動態(tài)硫化熱塑性彈性體的相態(tài)結(jié)構(gòu)、形成機理與性能關(guān)系[D]. 吳漢光.北京化工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]醫(yī)用膠塞用BIIR/PP TPV的結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能研究[D]. 張波.北京化工大學(xué) 2019
[2]熱塑性聚氨酯/硅橡膠共混材料的制備及其性能研究[D]. 疏紅揚.青島科技大學(xué) 2018
[3]動態(tài)硫化丁基橡膠/尼龍熱塑性彈性體的結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)化[D]. 張文乾.北京化工大學(xué) 2018
[4]相容劑的合成和TPU基熱塑性彈性體的研制[D]. 岳子玉.青島科技大學(xué) 2017
[5]基于超支化增容體系的硅橡膠/聚氨酯熱塑性彈性體制備及性能研究[D]. 羅小剛.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[6]聚氨酯/硅橡膠動態(tài)硫化熱塑性彈性體的制備及性能研究[D]. 李善良.廣東工業(yè)大學(xué) 2011
[7]SPU密封膠的制備及結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能關(guān)系的研究[D]. 姚曉寧.北京化工大學(xué) 2007
本文編號:3381595
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1_1共聚型TPE的結(jié)構(gòu)示意圖則??Fig.1-1?Schematic?illustration?of?microstructure?of?block?copolymer?TPEf811??
?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???綠色環(huán)保的新型材料,正在汽車、建筑、電子電器[8,9]等非輪胎領(lǐng)域逐漸替代傳統(tǒng)橡膠,??開發(fā)應(yīng)用前景廣闊。??r- ̄H??1.0?¥tm??圖1-2TPV的結(jié)構(gòu)示意圖[36]??Fig.?1-2?Schematic?illustration?of?microstructure?of?TPV[36J??1.2.1?TPV的研究進展??如圖1-3所示,TPV制備的核心工藝——動態(tài)硫化概念由Gessler于1962年首先??提出,他完成了少量橡膠相在多數(shù)塑料相中的動態(tài)交聯(lián)。1972年,美國Uniroyal公司??建立了商品名為“TPR”的三元乙丙橡膠(EPDM)?/聚丙烯(PP)?TPV工業(yè)化生產(chǎn)裝??置,該產(chǎn)品有少量的交聯(lián)結(jié)構(gòu)存在。隨后,Com,]等人對9種塑料和11種橡膠的不??同共混組合進行了廣泛研究,取得了豐碩的成果;谇笆龅难芯糠e累,美國Monsanto??公司在1981年率先推出了世界上第一條基于完全動態(tài)硫化技術(shù)基礎(chǔ)的EPDM/PP?TPV??生產(chǎn)線,牌號“Santoprene”[11]。此后,荷蘭、意大利等國的TPV產(chǎn)品相繼投產(chǎn)問世,??產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。除EPDM/PPTPV外,更多滿足特殊領(lǐng)域的TPV相繼問世,如在輸油??管、汽車發(fā)動機上使用的丁腈橡膠(NBR)/PPTPVm13]、乙烯乙酸乙烯酯橡膠(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;用作輪胎氣密層的丁基橡膠/尼龍(IIR/PA)?TPV[18]、IIR/PPTPV[19-2G]等高氣??體阻隔性TPV;生物基的聚乳酸(
?第一章緒論???少量塑料?大\量橡肢?少量塑>?料?大量交\聯(lián)橡膠??呈分散相?呈連續(xù)相?呈連續(xù)相?呈分散相??圖1-3?TPV動態(tài)硫化過程示意圖【36]??Fig.1-3?Schematic?illustration?of?dynamic?vulcanization1361??我國對EPDM/PP?TPV的研究起步于1982年。長春應(yīng)化所的殷敬華等于1985??年申請了國內(nèi)第一個關(guān)于應(yīng)用在電纜領(lǐng)域的EPDM/PPTPV專利。此后,青島科技大??學(xué)、四川大學(xué)、華南理工大學(xué)等眾多單位相繼投入TPV的相關(guān)理論研宄工作,相關(guān)??研究工作長期止步于實驗室中,未能應(yīng)用于商業(yè)化生產(chǎn)。北京化工大學(xué)自〗992年申??請首個EPDM/PP?”26】專利以來,對TPV制備和性能影響因素及相態(tài)演變理論進行??了深入探討,相關(guān)工作取得了卓越成效。2005年,基于北京化工大學(xué)張立群〖27]教授課??題組開發(fā)的“完全預(yù)分散-動態(tài)硫化工藝”,山東道恩股份有限公司的國內(nèi)首條??EPDM/PPTPV生產(chǎn)線在龍口建成,現(xiàn)己推出一系列硬度等級不同(50A?50D)的產(chǎn)??品,其性能已經(jīng)達到甚至超越了國外同類產(chǎn)品。除通用型的EPDM/PPTPV外,北京??化工大學(xué)的研宂工作還涉及IIR/PPTPV,溴化丁基橡膠(BIIR)?/PATPV[M】,BIIR/PP??TPV[15],乙烯-辛烯嵌段共聚物(POE)?/PPTPV,硅橡膠(SiR)?/PPTPV,?SiR/PATPV,??SiR/TPU?TPV以及氟橡膠TPV等眾多體系,相關(guān)工作涉及相容劑的設(shè)計合成、TPV??的工藝設(shè)計、性能提升及功能化改性等。??1.2.2?TPV的制備??TPV
【參考文獻】:
期刊論文
[1]一種超支化增容劑的合成及其應(yīng)用[J]. 羅小剛,雷彩紅,徐睿杰,張豐,陳賢德. 塑料. 2016(05)
[2]含環(huán)氧基有機硅氧烷的研究進展[J]. 宋彩雨,李堅輝,張斌,孫明明,張緒剛,王磊,薛剛,趙明,劉彩召,李奇力,梅格. 化學(xué)與黏合. 2015(02)
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[4]硅橡膠/TPU動態(tài)硫化熱塑性彈性體的配方和加工工藝的研究[J]. 趙江,宋陽,陳弦. 塑料工業(yè). 2014(10)
[5]EVA接枝共聚物對聚氨酯/硅橡膠熱塑性彈性體性能的影響[J]. 石文強,雷彩紅,錢錦華. 塑料科技. 2013(03)
[6]TPU/硅橡膠彈性體動態(tài)硫化過程相態(tài)結(jié)構(gòu)控制研究[J]. 雷彩紅,李善良,黃偉良,徐睿杰,徐運祺. 塑料工業(yè). 2011(07)
[7]聚醚型聚氨酯橡膠硫化性能的研究[J]. 王志鵬. 材料開發(fā)與應(yīng)用. 2009(04)
[8]VMQ/LLDPE動態(tài)硫化熱塑性彈性體的制備與性能[J]. 馮雪雁,章永化,陳麗,吳國峰. 彈性體. 2007(02)
[9]TPSiV系列樹脂[J]. 國外塑料. 2003(06)
[10]加成型硅橡膠防中毒問題的研究[J]. 林滿輝,劉東燦,黃素娟. 有機硅材料. 2001(01)
博士論文
[1]三元之丙橡膠/聚丙烯動態(tài)硫化熱塑性彈性體的相態(tài)結(jié)構(gòu)、形成機理與性能關(guān)系[D]. 吳漢光.北京化工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]醫(yī)用膠塞用BIIR/PP TPV的結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能研究[D]. 張波.北京化工大學(xué) 2019
[2]熱塑性聚氨酯/硅橡膠共混材料的制備及其性能研究[D]. 疏紅揚.青島科技大學(xué) 2018
[3]動態(tài)硫化丁基橡膠/尼龍熱塑性彈性體的結(jié)構(gòu)與性能優(yōu)化[D]. 張文乾.北京化工大學(xué) 2018
[4]相容劑的合成和TPU基熱塑性彈性體的研制[D]. 岳子玉.青島科技大學(xué) 2017
[5]基于超支化增容體系的硅橡膠/聚氨酯熱塑性彈性體制備及性能研究[D]. 羅小剛.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[6]聚氨酯/硅橡膠動態(tài)硫化熱塑性彈性體的制備及性能研究[D]. 李善良.廣東工業(yè)大學(xué) 2011
[7]SPU密封膠的制備及結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能關(guān)系的研究[D]. 姚曉寧.北京化工大學(xué) 2007
本文編號:3381595
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