高體感相容性有機(jī)硅熱塑性硫化膠的制備、結(jié)構(gòu)及性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-23 00:46
有機(jī)硅熱塑性硫化膠(TPSiV)是經(jīng)動態(tài)硫化(DV)后,大量的硅橡膠(VSR)呈分散相,分散在少量呈連續(xù)相的熱塑性塑料基體中的新型特種熱塑性彈性體。而VSR/聚氨酯(TPU)TPSiV因兼有VSR的低硬度、耐高低溫、耐化學(xué)品性、高彈性和TPU突出的物理機(jī)械強(qiáng)度、良好的生物相容性等優(yōu)勢而廣泛地應(yīng)用于具有苛刻要求的穿戴設(shè)備、醫(yī)療器械等特殊領(lǐng)域。至今,國際上只有美國Dow Corning公司將TPSiV產(chǎn)業(yè)化,而國內(nèi)則仍停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段。本文首先研究了VSR/TPU簡單共混物的增容。接著分別以2,5-二甲基-2,5雙(過氧化叔丁基)己烷(DBPH)過氧化物硫化體系、硅氫(Si-H)/鉑(Pt)催化劑硫化體系制備VSR/TPU TPSiV,并對其微觀相態(tài)結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究。最后對基于過氧化物(DBPH)硫化體系制備的VSR/TPU TPSiV進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的研究。從以上研究工作中得到了下列重要的結(jié)論:(1)采用毛細(xì)管流變儀測試了不同牌號的VSR、TPU的流變性能,確定了牌號VSR 110-1、TPU 9380AU。(2)對比研究了不同用量的自制增容劑PDMS-PU、商業(yè)化EMA對VSR...
【文章來源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
全球TPE市場需求量及增長率
高體感相容性有機(jī)硅熱塑性硫化膠的制備、結(jié)構(gòu)及性能的研究2據(jù)美國GrandViewResearch咨詢公司測算,亞太地區(qū)2017年TPE消費(fèi)量約1900kt,2022年亞太地區(qū)市場總需求量將達(dá)2400kt,總產(chǎn)值超過78億美元,年均增速6.7%,中國市場約占亞太市場份額的55%,亞太地區(qū)各類TPE產(chǎn)品市場需求量變化趨勢預(yù)測如圖1-2所示。圖1-2亞太地區(qū)各類TPE產(chǎn)品市場需求量(kt)Fig.1-2Marketdemand(kt)forvariousTPEproductsintheAsia-Pacificregion1.2熱塑性硫化膠(TPV)1.2.1TPV國內(nèi)外研究進(jìn)展為響應(yīng)環(huán)保和節(jié)能要求,目前TPV是增長最快的TPE,并日漸取代基于石油不可回收的傳統(tǒng)熱固性橡膠。TPV是采用動態(tài)硫化(DV)技術(shù),硫化橡膠(含量>50%)被剪切破碎成微米級小顆粒分散在連續(xù)的塑料相(含量<50%)中形成獨(dú)特的海-島相結(jié)構(gòu)的TPE(湯琦等,2019)。TPV中塑料相呈連續(xù)相,可賦予其優(yōu)良的熱可塑性和反復(fù)加工特性,硫化橡膠相呈精細(xì)的分散相,可賦予其高彈性。因此成功制備高性能TPV的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)相反轉(zhuǎn)且橡膠相須以精細(xì)的尺寸均勻分散(劉聰?shù)?2018,吳叔青等,2019,姚鵬軍,2016)。過去,許多研究者對有關(guān)TPV的微相結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系進(jìn)行了探索,為TPV系列產(chǎn)品的開發(fā)奠定了基矗2017年全球TPV市場需求約600kt,主要生產(chǎn)商有?松梨诨ぃ‥xxonMobil原AES)、特諾爾愛佩斯(TeknorApex原DSM)、山東道恩高分子材料股份有限公司等,其中?松梨谌蚴袌稣加新始s90%,為該行業(yè)絕對領(lǐng)導(dǎo)者。北美為TPV主要消費(fèi)市場,超過全球40%,亞太地區(qū)市場增速最快,預(yù)測年復(fù)合增長率7.4%。
海南大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1-3是2012年至2020年全球TPV的消費(fèi)增長趨勢及消費(fèi)結(jié)構(gòu)。由圖1-3知,全球TPV的消費(fèi)量逐年大幅度增加,其中汽車行業(yè)占據(jù)消費(fèi)量的60%以上,還廣泛應(yīng)用于在流體處理、日用消費(fèi)品、醫(yī)療等領(lǐng)域。圖1-3全球TPV消費(fèi)增長趨勢及消費(fèi)結(jié)構(gòu)(kt)Fig.1-3Consumptiongrowthtrendandconsumptionstructure(kt)ofglobalTPV除?松梨谕猓廊諝W還有TPV廠商約30家,多數(shù)規(guī)模較小且分散,我國TPV產(chǎn)業(yè)存在類似情況,現(xiàn)有TPV廠商超過20家,道恩股份擴(kuò)產(chǎn)后年產(chǎn)能已達(dá)33kt,南京金陵奧普特高分子材料有限公司年產(chǎn)能8kt,張家港市美特高分子材料有限公司、中廣核三角洲集團(tuán)(蘇州)特威塑膠有限公司、寶瑞龍高分子材料(天津)有限公司、金發(fā)科技股份有限公司等年產(chǎn)量都在3kt以下。2006年國內(nèi)TPV的年消費(fèi)量為10kt,得益于我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和汽車輕量化工作的推進(jìn),2017年增長至約50kt,其中60%以上應(yīng)用于汽車工業(yè)。TPV主要用于替代汽車的非輪胎橡膠件,如車窗密封條、防塵罩、進(jìn)氣系統(tǒng)、車身密封件、內(nèi)外飾等。但是,受制于高檔TPV生產(chǎn)技術(shù)門檻,絕大多數(shù)國內(nèi)TPV產(chǎn)品質(zhì)量距離汽車等行業(yè)的高要求尚有一定差距,特別是在高流動性和高彈性的兼顧方面較差,尤其是規(guī)模較小的TPV工廠,因?yàn)槿狈Ρ匾纳a(chǎn)設(shè)備和檢測設(shè)備的投入,質(zhì)量波動很大。此外,TPV還應(yīng)用于醫(yī)療包裝密封、電線電纜、膠管、膠帶、軌道交通、鐵道墊板等領(lǐng)域。隨著技術(shù)和市場的發(fā)展,丁基橡膠和聚丙烯或者尼龍(IIR/PPTPV、IIR/PA)、丙烯酸酯橡膠尼龍(ACM/PA)、硅橡膠熱塑性聚氨酯(VSR/TPU)等體系TPV新產(chǎn)品被開發(fā)、商業(yè)化,以埃克森美孚、道康寧公司(DowCorning)等公司處于領(lǐng)先地位,國內(nèi)道恩股份在主要TPV新品的開發(fā)和推廣方面也在跟進(jìn):IIR/PATPV(DVA)主要用?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同硫磺用量對MPU/TPEE動態(tài)硫化熱塑性彈性體重復(fù)加工及熱油老化前后物理機(jī)械性能的影響[J]. 李長皓,鄧濤. 橡塑技術(shù)與裝備. 2020(03)
[2]基于微觀角度探討TPO防水卷材結(jié)構(gòu)與熱老化性能的關(guān)系[J]. 觀姍姍,王曉莉,李健,楊勝. 中國建筑防水. 2020(01)
[3]熱塑性聚氨酯彈性體的無鹵阻燃研究進(jìn)展[J]. 王康琪,崔靜宇,張咪,林福華,王新龍. 聚氨酯工業(yè). 2019(06)
[4]雙惡唑啉及環(huán)氧類擴(kuò)鏈劑對TPEE的改性研究[J]. 李晶,張建,李慶男,孟楷,楊鐘. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2019(04)
[5]丁基橡膠/聚丙烯熱塑性硫化膠的結(jié)晶和動態(tài)力學(xué)性能研究[J]. 湯琦,曹蘭,宗成中. 橡膠科技. 2019(12)
[6]科思創(chuàng)將展示用于鞋墊3D打印的TPU材料[J]. 郭智臣. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2019(06)
[7]熱塑性聚烯烴(TPO)防水卷材在地下車庫種植屋面上的應(yīng)用[J]. 林濤. 中國建筑防水. 2019(11)
[8]汽車內(nèi)飾熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)搪塑表皮性能及工藝研究[J]. 龍宇,蔣煥均,程冬霞. 汽車工藝與材料. 2019(09)
[9]不同種類促進(jìn)劑對MPU硫化特性及MPU/TPEE TPV物理機(jī)械性能和門尼黏度的影響[J]. 李長皓,尤黎明,杜偉,鄧濤. 橡塑技術(shù)與裝備. 2019(17)
[10]TPO卷材在糧庫屋面應(yīng)用效果研究[J]. 謝和生. 糧油倉儲科技通訊. 2019(04)
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(jī)理與性能關(guān)系[D]. 吳漢光.北京化工大學(xué) 2016
[2]特種熱塑性硫化膠的相態(tài)結(jié)構(gòu)形成機(jī)理與結(jié)構(gòu)性能關(guān)系[D]. 姚鵬軍.北京化工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]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(yáng).青島科技大學(xué) 2018
[2]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
[3]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
本文編號:3603245
【文章來源】:海南大學(xué)海南省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
全球TPE市場需求量及增長率
高體感相容性有機(jī)硅熱塑性硫化膠的制備、結(jié)構(gòu)及性能的研究2據(jù)美國GrandViewResearch咨詢公司測算,亞太地區(qū)2017年TPE消費(fèi)量約1900kt,2022年亞太地區(qū)市場總需求量將達(dá)2400kt,總產(chǎn)值超過78億美元,年均增速6.7%,中國市場約占亞太市場份額的55%,亞太地區(qū)各類TPE產(chǎn)品市場需求量變化趨勢預(yù)測如圖1-2所示。圖1-2亞太地區(qū)各類TPE產(chǎn)品市場需求量(kt)Fig.1-2Marketdemand(kt)forvariousTPEproductsintheAsia-Pacificregion1.2熱塑性硫化膠(TPV)1.2.1TPV國內(nèi)外研究進(jìn)展為響應(yīng)環(huán)保和節(jié)能要求,目前TPV是增長最快的TPE,并日漸取代基于石油不可回收的傳統(tǒng)熱固性橡膠。TPV是采用動態(tài)硫化(DV)技術(shù),硫化橡膠(含量>50%)被剪切破碎成微米級小顆粒分散在連續(xù)的塑料相(含量<50%)中形成獨(dú)特的海-島相結(jié)構(gòu)的TPE(湯琦等,2019)。TPV中塑料相呈連續(xù)相,可賦予其優(yōu)良的熱可塑性和反復(fù)加工特性,硫化橡膠相呈精細(xì)的分散相,可賦予其高彈性。因此成功制備高性能TPV的關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)相反轉(zhuǎn)且橡膠相須以精細(xì)的尺寸均勻分散(劉聰?shù)?2018,吳叔青等,2019,姚鵬軍,2016)。過去,許多研究者對有關(guān)TPV的微相結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系進(jìn)行了探索,為TPV系列產(chǎn)品的開發(fā)奠定了基矗2017年全球TPV市場需求約600kt,主要生產(chǎn)商有?松梨诨ぃ‥xxonMobil原AES)、特諾爾愛佩斯(TeknorApex原DSM)、山東道恩高分子材料股份有限公司等,其中?松梨谌蚴袌稣加新始s90%,為該行業(yè)絕對領(lǐng)導(dǎo)者。北美為TPV主要消費(fèi)市場,超過全球40%,亞太地區(qū)市場增速最快,預(yù)測年復(fù)合增長率7.4%。
海南大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1-3是2012年至2020年全球TPV的消費(fèi)增長趨勢及消費(fèi)結(jié)構(gòu)。由圖1-3知,全球TPV的消費(fèi)量逐年大幅度增加,其中汽車行業(yè)占據(jù)消費(fèi)量的60%以上,還廣泛應(yīng)用于在流體處理、日用消費(fèi)品、醫(yī)療等領(lǐng)域。圖1-3全球TPV消費(fèi)增長趨勢及消費(fèi)結(jié)構(gòu)(kt)Fig.1-3Consumptiongrowthtrendandconsumptionstructure(kt)ofglobalTPV除?松梨谕猓廊諝W還有TPV廠商約30家,多數(shù)規(guī)模較小且分散,我國TPV產(chǎn)業(yè)存在類似情況,現(xiàn)有TPV廠商超過20家,道恩股份擴(kuò)產(chǎn)后年產(chǎn)能已達(dá)33kt,南京金陵奧普特高分子材料有限公司年產(chǎn)能8kt,張家港市美特高分子材料有限公司、中廣核三角洲集團(tuán)(蘇州)特威塑膠有限公司、寶瑞龍高分子材料(天津)有限公司、金發(fā)科技股份有限公司等年產(chǎn)量都在3kt以下。2006年國內(nèi)TPV的年消費(fèi)量為10kt,得益于我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和汽車輕量化工作的推進(jìn),2017年增長至約50kt,其中60%以上應(yīng)用于汽車工業(yè)。TPV主要用于替代汽車的非輪胎橡膠件,如車窗密封條、防塵罩、進(jìn)氣系統(tǒng)、車身密封件、內(nèi)外飾等。但是,受制于高檔TPV生產(chǎn)技術(shù)門檻,絕大多數(shù)國內(nèi)TPV產(chǎn)品質(zhì)量距離汽車等行業(yè)的高要求尚有一定差距,特別是在高流動性和高彈性的兼顧方面較差,尤其是規(guī)模較小的TPV工廠,因?yàn)槿狈Ρ匾纳a(chǎn)設(shè)備和檢測設(shè)備的投入,質(zhì)量波動很大。此外,TPV還應(yīng)用于醫(yī)療包裝密封、電線電纜、膠管、膠帶、軌道交通、鐵道墊板等領(lǐng)域。隨著技術(shù)和市場的發(fā)展,丁基橡膠和聚丙烯或者尼龍(IIR/PPTPV、IIR/PA)、丙烯酸酯橡膠尼龍(ACM/PA)、硅橡膠熱塑性聚氨酯(VSR/TPU)等體系TPV新產(chǎn)品被開發(fā)、商業(yè)化,以埃克森美孚、道康寧公司(DowCorning)等公司處于領(lǐng)先地位,國內(nèi)道恩股份在主要TPV新品的開發(fā)和推廣方面也在跟進(jìn):IIR/PATPV(DVA)主要用?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同硫磺用量對MPU/TPEE動態(tài)硫化熱塑性彈性體重復(fù)加工及熱油老化前后物理機(jī)械性能的影響[J]. 李長皓,鄧濤. 橡塑技術(shù)與裝備. 2020(03)
[2]基于微觀角度探討TPO防水卷材結(jié)構(gòu)與熱老化性能的關(guān)系[J]. 觀姍姍,王曉莉,李健,楊勝. 中國建筑防水. 2020(01)
[3]熱塑性聚氨酯彈性體的無鹵阻燃研究進(jìn)展[J]. 王康琪,崔靜宇,張咪,林福華,王新龍. 聚氨酯工業(yè). 2019(06)
[4]雙惡唑啉及環(huán)氧類擴(kuò)鏈劑對TPEE的改性研究[J]. 李晶,張建,李慶男,孟楷,楊鐘. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2019(04)
[5]丁基橡膠/聚丙烯熱塑性硫化膠的結(jié)晶和動態(tài)力學(xué)性能研究[J]. 湯琦,曹蘭,宗成中. 橡膠科技. 2019(12)
[6]科思創(chuàng)將展示用于鞋墊3D打印的TPU材料[J]. 郭智臣. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2019(06)
[7]熱塑性聚烯烴(TPO)防水卷材在地下車庫種植屋面上的應(yīng)用[J]. 林濤. 中國建筑防水. 2019(11)
[8]汽車內(nèi)飾熱塑性聚烯烴彈性體(TPO)搪塑表皮性能及工藝研究[J]. 龍宇,蔣煥均,程冬霞. 汽車工藝與材料. 2019(09)
[9]不同種類促進(jìn)劑對MPU硫化特性及MPU/TPEE TPV物理機(jī)械性能和門尼黏度的影響[J]. 李長皓,尤黎明,杜偉,鄧濤. 橡塑技術(shù)與裝備. 2019(17)
[10]TPO卷材在糧庫屋面應(yīng)用效果研究[J]. 謝和生. 糧油倉儲科技通訊. 2019(04)
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(jī)理與性能關(guān)系[D]. 吳漢光.北京化工大學(xué) 2016
[2]特種熱塑性硫化膠的相態(tài)結(jié)構(gòu)形成機(jī)理與結(jié)構(gòu)性能關(guān)系[D]. 姚鵬軍.北京化工大學(xué) 2016
碩士論文
[1]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(yáng).青島科技大學(xué) 2018
[2]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
[3]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
本文編號:3603245
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