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《浙江大学》 2004年
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三元乙丙橡胶弹性体增韧改性聚丙烯

张启霞  
【摘要】: 聚丙烯是三种主要的通用塑料之一,但是由于其低温脆性限制了聚丙烯的更广泛的应用。弹性体的共混改性是聚丙烯增韧的重要途径之一。 分别采用茂金属催化聚合所得的三元乙丙橡胶(mEPDM)和传统Z-N催化剂聚合所得的三元乙丙橡胶(EPDM),对聚丙烯(PP)进行了共混改性研究。 设计正交实验方法来研究加工工艺,确定出较优的共混工艺条件,在此基础上研究各工艺条件对共混物力学性能的影响。实验表明,弹性体增韧PP较优的工艺条件为:共混时间9分钟,螺杆转速120转/min,加工温度180度。共混物性能对加工温度的依赖性不大。而随着螺杆转速增大和共混时间的延长,共混物的抗冲击强度有一个最大值,即对于共混加工存在最佳的螺杆转速和共混时间。 考察了弹性体质量百分含量的变化对共混物抗冲、拉伸和热变形温度等机械物理性能的影响,以及共混物形态和结晶性能。与PP/EPDM共混物相比,PP/mEPDM共混物的脆韧转变临界橡胶含量低、增韧幅度大、断裂伸长率明显提高。提出了脆韧转变区间的概念,发现PP/mEPDM共混物的脆韧转变区间远小于PP/EPDM共混物。随橡胶含量的增加,PP/mEPDM和PP/EPDM共混物的拉伸强度和弹性模量均单调下降,但PP/EPDM共混物的下降幅度更大。电镜和结晶性能研究表明,PP与mEPDM的相容性更好。 在实验基础上,研究了橡胶相粒径及其分布对于弹性体增韧效果的影响,发现临界基体层厚度的概念同样适用于PP/mEPDM,而且PP/mEPDM的临界基体层厚度是PP/EPDM的2.18倍,发生脆韧转变时的弹性体含量仅15%,而PP/EPDM则为30%。
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