德国拜耳 Desmopan DP9370A TPU/EVM 共混体系的动态硫化工艺
德国拜耳 Desmopan DP9370A TPU作为一种集橡胶的高弹性与塑料的成型加工性于一体的特殊材料,综合性能十分优异,具有优良的延伸回复性,耐寒、耐油、耐磨耗、耐弯折,大量用于汽车业、制鞋业、电线和电缆等行业
近年来在电缆、胶辊、家用电器及汽车橡胶配件等方面的应用也非常广泛,已经成为某些特殊橡胶产品所不可取代的新型原材料。但是EVM 的强度较低,一般是在交联后才能得到足够的强度,使其应用受到一定限制。
采用动态硫化共混技术,可经过化学交联提高EVM 的柔性链的模量和弹性,并在剪切作用下形成细化颗粒分散于TPu基体,既增加了材料的强度又不失其热塑性。本实验固定TPU厄VIⅥ的配比,对其动态硫化的工艺进行探讨,以期制得一种集性能与加工优势于一体的共混物材料。
德国拜耳 Desmopan DP9370A TPU/EVM共混体系的黏度较低,制得试片气泡多,表面不平,需要加入白炭黑增加黏度。实验证明:当白炭黑用量在25份以上时,制得试片表面光滑,有较好的力学性能。
动态硫化的德国拜耳 Desmopan DP9370A TPU两个体系的拉伸强度、硬度均高于未硫化体系;断裂伸长率,拉伸长久变形和压缩长久变形均低于未硫化体系。可见,动态硫化增加了共混物的强度和弹性,使得拉伸长久变形和压缩长久变形减小;但由于交联键的出现,限制了分子链间的滑移,降低了断裂伸长率。
不同转速对共混体系力学性能的影响
由于交联的网络结构在高剪切作用下而断裂。同时转速越高,产生的剪切热就越高,TPU发生降解的几率就越大。断裂伸长率和硬度变化不大。由Fig.6可以看出,拉伸长久变形和压缩长久变形都呈上升趋势,这是因为在高剪切场下,大分子链不断被破坏断裂变成较小分子,链段变小,共混体系弹性降低,不易回弹,导致了形变量大。故综合得出:转速为30 r/min是*佳转速。
温度对共混体系性能的影响
拉伸强度是先随温度的升高而稍微上升,然后下降;断裂伸长率、压缩长久变形和拉伸长久变形都是先下降后上升;硬度随温度的升高略有降低。温度过低,共混物塑化不好,会导致性能较低;而在高温下混炼,共混物发生降解的几率就会增大,同样会导致性能的降低。综合考虑,共混温度选择150℃时,各种性能较佳。
动态硫化后的共混体系力学性能优于未硫化体系;两种不同动态硫化法制备的共混物性能相比,B法优于A法。相差显微镜观察,发现动态硫化后的EVM 相在~t'PU中以网状分布;且B法制备的共混物体系中,两相呈明显互锁结构,且相畴较小,分布更均匀。FT-IR分析得出:EⅥⅥ主链上的亚甲基和侧链上的甲基都参与了交联反应,且主要发生在主链的亚甲基上。当转速为30 r/min和混炼温度为150℃时共混物的综合力学性能*优。
德国拜耳 Desmopan DP9370A TPU弹性体中化学交联对其形态影响的动态力学分析
德国拜耳 Desmopan DP9370A TPU是一种嵌段结构的线性聚合物,具有优良的物理力学性能、抗撕裂性能、耐溶剂性能和优良的可加工性能,因而已被广泛地应用于国防、医疗、食品等行业。但是,TPU还有生产成本高、硬度调节困难、长久变形高、耐热性差等缺点,从而使其应用范围受到限制。通过各种化学或物理手段来改性TPU已经成为一种发展趋势。
近来通过在德国拜耳 Desmopan DP9370A TPU中引入微量化学交联改进TPU 的综合性能的方法已经有研究报道,但是交联程度和交联形式对其形态结构的影响却鲜有研究。本文分别对以TMP和端异氰酸酯基预聚体为交联剂的微交联TPU 的动态力学性能进行了分析,研究了交联程度和交联形式对微交联TPU 形态结构的影响,为通过微化学交联改性控制TPU 的形态结构和提高其综合性能提供了初步依据。
TPU 与其它嵌段化合物一样具有微相分离的形态结构特征,其硬、软嵌段之间在热力学上的不相容性是形成这种形态结构的原因。但是,软、硬段微区的相分离并不是完全的分离,由于两嵌段问为共价键作用,因此两相微区总有一定程度的互容。这种互容作用可以分为微区边界互容和微区内部互容嘲。因此,通过研究微化学交联对TPU 软、硬相微区相容性的影响可以考察其对TPU形态结构的影响。
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