收藏本站
《四川大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

聚丙烯/M-EPDM性能及增韧增强机理的研究

郑明嘉  
【摘要】: 通过机械共混法制备的聚丙烯(PP)/三元乙丙橡胶(EPDM)/碳酸钙(CaCO_3)三元共混材料已在工业领域得到了广泛应用。在现行的生产工艺中,PP、EPDM、CaCO_3采用直接共混的方法生产,大量CaCO_3填料直接分散在PP中,不能与EPDM很好地发挥协同作用,妨碍了共混材料韧性的进一步提高。本论文设计了两步法制备PP/EPDM/CaCO_3三元共混物,首先将CaCO_3填充进EPDM中制得改性EPDM(M-EPDM),使EPDM包覆在CaCO_3填料外层,再将M-EPDM与PP共混。论文详细研究了PP/M-EPDM共混物的力学性能和微观结构,对力学性能的形成机理进行了深入探讨,在此基础上考察了利用软化剂和接枝EPDM进一步降低M-EPDM成本和完善EPDM对CaCO_3包覆效果的可能性,为工业应用提供了全新的思路。论文主要结果如下: 1.制备了六种不同EPDM/CaCO_3重量比的M-EPDM,研究了与均聚聚丙烯T3OS共混物的力学性能。所有共混物都有类似的脆-韧转变现象,随着M-EPDM中CaCO_3含量的增加,脆-韧转变向M-EPDM高含量方向移动,EPDM/CaCO_3重量比为1/1、1/2和1/3时共混物最高冲击强度值比PP/EPDM最高值高出10%~15%;屈服强度随M-EPDM中CaCO_3含量的增加有一定改善,但仍小于纯PP;弯曲模量在EPDM/CaCO_3重量比小于1/2后获得提高,可以超过T3OS的弯曲模量值。将两步法与直接共混法制备的共混物进行了比较,发现两步法在提高韧性上更为有效,同时不损失屈服强度,制得的材料综合性能良好,同时具有高韧性和和高刚性,且成本有较大降低。通过扫描电子显微镜对材料脆断面进行观察,证明采用包覆法制备的材料中EPDM包裹CaCO_3粒子的结构较好地保存了下来,而采用直接共混法时更多的CaCO_3粒子直接分散在了PP基 四川大学博士论文 体中。 2.将PP彻一EPDM的屈服强度对M一EPDM体积含量作图,发现屈服强 度与M一EPDM体积含量基本上呈线性关系,且M一EPDM中加有CaCO:的各 体系的曲线基本重合,与PP/CaC伪的曲线相差很小,比PP尼PDM曲线稍高 一些。自主设计了对拉伸测试样条钻孔后进行拉伸试验的方法。通过对T30S 和PP尼PDM(65/35)两种试样进行钻孔拉伸试验,发现应力集中引起的局 部冷拉能否扩展是材料强度能否提高的关键因素。利用钻孔样条拉伸试验得 到的启示,系统分析了PP/CaCO3和PP舰一EPDM屈服强度的机理,发现高分 散相浓度时材料屈服度过低是因为应力集中发生迭加后屈服易于在整个基体 层内扩散造成的;对极低分散相浓度的共混物,提出了塑性变形约束机制和 微区硬化机制是材料屈服强度高于纯树脂屈服强度的原因,成功地解释多种 体系中存在的这类现象。 3.在对PP舰一EPDM的冲击试验详细观察的基础上,分析了材料脆性开 裂和韧性开裂不同的动态特征。提出了脆性开裂是材料从缺口处被快速撕开 的过程,而韧性开裂则是一个材料被拉断的过程,因为拉断中有远比撕裂过 程多的材料发生屈服,所以材料获得了极高的冲击强度。利用拉断机制,对 弹性体和填料的协同增韧效应以及刚性粒子增韧的有限性作出了较为合理的 解释,并提出了材料发生脆一韧转变时高刚性粒子间的平均距离d应大于裂纹 有效扩展距离dc的补充条件。 4.用M一EPDM与具有较高熔体流动速率的X3OS均聚即共混,发现材料 的冲击强度、屈服强度和弯曲模量的变化与T30S/M一EPDM类似;但由于X30S 分子量小,结晶度高,自身韧性差,需要加入更多的M一EPDM才能产生脆一韧 转变,且X30S/M一EPDM和直接共混的X30S/EPDM/CaCO。相t匕优势很小。将 M一EPDM与具有较高熔体流动速率的EPF30R共聚型树脂共混,因EPF30R自身 韧性好,共混物的脆一韧转变比大大提前;与直接共混法相比,EPF30R/M一EPDM 在增韧方面也体现了一定优势。 5.研究了在M一EPDM中加入软化剂后的变化,证明了EPDM将被软化剂 溶胀,体积获得增加,软化剂较大程度上起了替代EPDM的作用,降低了材 料成本。通过比较不同软化剂对提高韧性的效果,发现能降低M一EPDM硬度的 软化剂更有利于提高材料韧性,但对模量有负面影响。采用软化剂替代部分 四川大学博士论文 EPDM的方法,目前未见文献报道。 6.研究了在M一EPDM中用马来酸醉接枝的EPDM替代部份或全部EPDM后 的变化。通过溶解试验,证明接枝的马来酸配与CaCO。发生了反应,形成了 化学键交联。扫描电镜证实了接枝EPDM对CaCO。的包覆在共混过程中保存较 好,因而共混物的冲击强度有更大程度的上升,韧性进一步获得改善。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ325

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 思明;耐热性好的EPDM减震橡胶[J];中国橡胶;2003年12期
2 岳建国,孙志军,周志勇,胡旭红;IIR/EPDM内胎的研制[J];轮胎工业;2004年08期
3 A.Y.Coran;EPDM/高二烯烃橡胶共混物硫化胶极限性能的各向异性[J];合成橡胶工业;1990年06期
4 吕玉相;EPDM隧道密封条胶料的研制[J];橡胶工业;2003年03期
5 高树峰,宗成中,方鹏;EPDM的性能研究[J];特种橡胶制品;2004年06期
6 徐元斗,王有福;改善EPDM混炼工艺的几点措施[J];中国橡胶;1994年05期
7 何忠达,贾翔,李树忠;γ辐照LDPE/EPDM共混物的动态力学性能和热行为[J];核技术;1992年01期
8 韩秀山;日本国内EPDM销售量增加49%[J];四川化工与腐蚀控制;2002年02期
9 王章郁,李忠明;三元乙丙橡胶-聚丙烯共混型热塑性动态硫化橡胶国内研究概况[J];四川化工与腐蚀控制;2003年06期
10 刘国栋,张胜文,瞿雄伟,商淑瑞,张留成;EPDM-g-SAN对EPDM/SAN共混体系形态及力学性能的影响[J];高分子材料科学与工程;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宫蕾;尹波;李澜鹏;杨鸣波;;PP/EPDM/nano-CaCO_3体系形态与性能的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
2 郑华;张勇;彭宗林;张隐西;;EPDM/蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究[A];第二届全国橡胶制品技术研讨会论文集[C];2003年
3 沈震祺;赵婧;邓承梁;陈力;王玉忠;;一种有效EPDM无卤阻燃体系[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
4 张平伟;张炜;杨栋;;EPDM内绝热材料热分解特性研究[A];复合材料:创新与可持续发展(上册)[C];2010年
5 孙慧敏;李姜;郭少云;;超声技术研究EPDM硫化反应动力学[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
6 吴强;邹华;伍社毛;张立群;;预硫化工艺对EPDM发泡材料性能的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
7 危加丽;尹波;杨鸣波;;马来酸酐接枝EPDM对PP无卤膨胀阻燃材料性能的影响[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
8 王郢;;美国EPDM教师专业发展模式简述及其对我国的启示[A];全国高等师范院校数学教育研究会2008年学术年会论文集[C];2008年
9 陈福林;岑兰;徐能栽;赖逾东;;空调器压缩机用减震胶垫的研究[A];第二届全国橡胶制品技术研讨会论文集[C];2003年
10 韩忠强;武德珍;汪晓东;齐胜利;张文豪;安广亮;吴战鹏;;芳纶短切纤维的超声处理及其对EPDM绝热材料力学性能的影响研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;别把漂亮当成“软化剂”[N];中国妇女报;2003年
2 本报记者 刘庆斌;纳米为EPDM“变脸”[N];中国房地产报;2004年
3 记者 孟晶;再生胶行业明年全面淘汰煤焦油[N];中国化工报;2007年
4 本报记者 孟晶 提供;再生胶生产将逐渐淘汰煤焦油[N];中国化工报;2007年
5 金山;茂金属乙丙橡胶前景看好[N];中国化工报;2001年
6 ;世界乙丙橡胶发展迅速[N];中国石油报;2003年
7 博文;热塑料弹性体极具发展潜力[N];中国乡镇企业报;2001年
8 记者 申太国;我国首条EPDM/PP热塑性弹性体生产线在湖北鄂州建成[N];厂长经理日报;2000年
9 林世雄;粉煤灰造纸浆:废物成宝[N];福建日报;2006年
10 乃祝;粉煤灰造纸:榕兴纸业创造的奇迹[N];农民日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑明嘉;聚丙烯/M-EPDM性能及增韧增强机理的研究[D];四川大学;2003年
2 刘艳萍;三元乙丙超细纤维毡的制备及其处理油类污染物的机理研究[D];东华大学;2009年
3 曹艳霞;聚丙烯基多相体系相形态与动态流变行为研究[D];浙江大学;2004年
4 李铁;三元乙丙橡胶(EPDM)的应用研究及其新型共泥物的制备、结构与性能[D];北京化工大学;2006年
5 程凤梅;热塑性聚烯烃和尼龙的增韧改性及其结构与性能的研究[D];东华大学;2011年
6 曹杨;磁性补强三元乙丙橡胶复合材料的制备与性能研究[D];中北大学;2012年
7 林桂;纳米粉体在橡胶基质中的聚集和分散研究[D];北京化工大学;2004年
8 马国维;不相容聚合物聚氯乙烯/聚乙烯共混中相分散-交联协同作用机理的研究[D];浙江大学;2003年
9 陈英姿;超声作用对聚苯乙烯和聚丙烯以及聚丙烯共混填充体系结构与性能影响的研究[D];四川大学;2004年
10 米新艳;含甲基侧基的环氧树脂对炭黑填充的非极性不饱和橡胶体系性能的影响[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 覃燕;CM/EPDM共混及发泡性能的研究[D];青岛科技大学;2010年
2 齐亮;EPDM橡胶多相体系形态结构及耐热性能的研究[D];青岛科技大学;2011年
3 俞泰山;耐低温性EPDM门窗密封条的研制[D];浙江大学;2012年
4 王春玮;动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体的研究[D];青岛科技大学;2011年
5 熊晓红;EPDM/NR共混胶性能的研究[D];广东工业大学;2004年
6 杨坤彪;NR再生胶/EPDM共混胶性能研究[D];青岛科技大学;2012年
7 苏玉峰;热塑性聚氨酯与三元乙丙橡胶双连续相共混体系的结构与性能的研究[D];北京化工大学;2003年
8 黄庆;无卤阻燃EPDM/EVA复合材料的研究[D];北京化工大学;2010年
9 段先健;溶胶—凝胶法原位生成纳米SiO_2粒子增强橡胶及EPDM补强机理的初步研究[D];北京化工大学;2001年
10 庄江强;LDPE、EVA、EPDM增强改性EPM发泡材料的制备与性能研究[D];福建师范大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026