动态全硫化共混型热塑性弹性体的研究进展

EPDMPOE动态硫化共混型热塑性硫化胶的制备与
性能研究的开题报告
1. 研究背景和意义
热塑性硫化胶是一种新型的弹性材料，具有良好的化学稳定性、热
稳定性和耐磨性能，被广泛应用于汽车、电子、医疗器械等领域。

EPDMPOE动态硫化共混型热塑性硫化胶具有复杂的结构和特性，其研究不仅可以探索其结构特点和加工性能，还能为其应用提供理论基础和指导。

2. 研究内容和目标
本课题将以EPDMPOE为主体材料，采用动态硫化共混技术制备热
塑性硫化胶。

研究内容包括制备条件的优化、材料结构和特性的表征、
加工工艺的优化等。

研究目标是获得性能优良的EPDMPOE动态硫化共混型热塑性硫化胶，并探索其在汽车、电子、医疗器械等领域的应用。

3. 研究方法和步骤
(1) 材料制备：选取不同种类和比例的EPDM和POE作为主体材料，加入动态硫化剂和稳定剂，采用混炼、挤出等工艺制备热塑性硫化胶。

(2) 材料表征：利用拉伸、撕裂、硬度等试验方法对材料的力学性能进行测试，利用FTIR、DSC、TEM等表征手段对材料的结构和形貌进行
分析。

(3) 加工工艺优化：综合考虑材料特性和加工条件，优化挤出工艺参数，获得性能更好的热塑性硫化胶。

4. 预期结果和意义
预计可以获得性能优良的EPDMPOE动态硫化共混型热塑性硫化胶，并探索其在汽车、电子、医疗器械等领域的应用。

同时，也可以深入研
究其结构特点和加工性能，为其工业化应用提供理论支持和技术指导。

EPDM/PP热塑性弹性体的新进展X肖汉文黄世强刘少波(湖北大学化学与材料科学学院武汉430062)摘要综合介绍了动态全硫化三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体的制备、硫化体系、结构、性能、国内外研究现状、应用和市场前景。

关键词三元乙丙橡胶聚丙烯动态硫化热塑性弹性体三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性弹性体(TPEs)具有传统橡胶的性质,又能用热塑性塑料加工设备进行加工。

EPDM/PP TPEs由于在原料、性能及产品价格等方面的竞争优势,其发展较快。

它的发展经历了两个主要发展阶段:(1)EPDM和PP共混形成简单的共混物,在早期文献中,简单共混物称为热塑性聚烯烃(T PO);(2) EPDM和PP经动态硫化后形成的EPDM/ PP的硫化胶(TPVs),在以前有些文献中,也将硫化胶称为弹性体合金(EAs)。

简单共混物在工业中得到广泛应用,但自动态硫化技术发明以来,EPDM/PP TPEs取得了更广泛的应用和更大的发展。

动态硫化技术首先由W.K.Fisher在1972年提出[1,2],他通过控制硫化剂用量制备了动态部分硫化的EPDM/PP TPEs,1975年A.Y.Coran,B.Das and R.P.Patel[3]将EPDM相完全硫化得到了动态全硫化EPDM/PP TPEs,这样得到的EPDM/PP TPEs的综合性能有较大的改善, S.Abdou-Sabet和M.A.Fath[4]于1977年使用酚醛树脂硫化剂,采用动态全硫化的方法制备了这类TPEs,这类TPEs综合性能大为改善。

本文以此技术为基础,从5个大的方面对这类TPEs进行综合评述。

1EPD M/PP TPEs的制备制备这类TPEs的成败关键是形态结构和橡胶相粒径的控制方法和手段。

A.Y. Coran[]5,张中岳[6]和耿海萍[7]等人作过系统的研究。

EPDM和PP在硫化之前先熔融混合,熔融温度必须高于PP的熔点,待EPDM 和PP熔融混合均匀后,加入硫化剂进行动态硫化,在这一过程中,对熔体剪切应该是强而持续有力的,这对此类TPEs理想的形态结构和橡胶相粒径的控制是至关重要的。

第39卷第2期2010年4月当代化工Contemporary Chemical Industry Vo1.39，No.2April ，2010动态硫化EPDM/高聚合度PVC 热塑性弹性体力学性能的研究**收稿日期：2010-02-26作者简介：王福成（1969-），男，高级工程师，北京交通大学在读工程硕士，研究方向为内燃机车，沈阳铁路局吉林机务段副段长。

E-mail ：jsm_cn@ 。

塑料相和橡胶相在熔融共混过程中，将橡胶进行硫化，得到的粒状硫化橡胶相以微区相态稳定地存在于塑料相中，这种方法制得的材料称为动态硫化型热塑性弹性体（TPE ）[1]。

鉴于动态硫化型橡塑共混TPE 优异的综合性能和广泛应用，采用动态硫化方法制备TPE 已成为国内外高分子领域的研究热点[2-4]。

由于高聚合度聚氯乙烯（HPVC ）具有漂亮外观以及耐油、耐磨、耐腐蚀等优异性能，但其存在的韧性差、耐热性差等缺点限制了其进一步的应用。

三元乙丙橡胶具有传统橡胶的柔软性、良好的耐候性、优良的机械性能如抗疲劳、撕裂及耐酸碱等优点,所以制备EPDM/HPVC 热塑性弹性体能实现两者性能上的互补。

由于非极性EPDM 与极性PVC 相容性不好，极大的限制了PVC/EPDM 共混物的性能，为此国内外一些学者对其相容性做了很多的研究。

1实验部分1.1试样制备基本配方：HPVC/EPDM 70/30，CPE 9，稳定剂3，DOP 35，促进剂DM 0.4，促进剂TMTD 1.0，硬脂酸1，氧化锌3。

动态硫化试样制备过程：将HPVC 与计量好的稳定剂、增塑剂等用高速万能粉碎机混合均匀，作为HPVC 树脂相。

设定转矩流变仪的温度为170℃，转速为80r/min 。

先加入HPVC 相熔融后，再加入EPDM 和促进剂，共混4min 后加入硫化剂，继续混合6min 后出料待用，然后把共混物放入2mm 厚的模具中，在平板硫化机上热压5min ，温度为175℃，压力为15MPa ，冷压成片测试性能。

材料・配合收稿日期:1999-11-30作者简介　丁雪佳,男,31岁,讲师,1994年毕业于北京化工大学材料工程学院,主要从事高分子材料共混改性的教学与研究工作。

动态硫化NBR/PVC 共混物性能的研究丁雪佳　申长雨　张　卓　陈静波(郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心　450002)朱玉俊(北京化工大学橡塑工程教研室　100029)摘　要　介绍了以丁腈橡胶为主体材料,采用动态硫化法制备共混热塑性弹性体的方法,考查了橡塑比、动态硫化温度、填料用量等因素对热塑性弹性体力学性能的影响,研究了加入不同量白炭黑所得T PV 的微观相态结构。

关键词　丁腈橡胶　聚氯乙烯　动态硫化热塑性弹性体 热塑性弹性体问世已有20多年的历史,目前,工业化生产的热塑性弹性体主要有5大类:苯乙烯类、烯烃类、酯类、聚氨酯类和聚酰胺类、其中只有烯烃是属于共混型的。

热塑性弹性体是常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的一类新型高分子弹性体材料,它既有橡胶的优异性能,又有塑料材料所具备的一系列技术经济优势,是当代合成橡胶领域发展最快的一类产品[1,2]。

其中共混型热塑性弹性体是采用两种或多种不同聚合物,经适当配合和机械加工而制得,其制造方法简便易行、原料丰富易得,所以发展前景尤为广阔,发展速度也较快。

本文研究了NBR/PVC 于开炼机上动态硫化制备热塑性弹性体的行为和机理,实验结果表明,NBR/PVC 热塑性弹性体具有良好的力学性能,是一种很有应用价值,很有开发前途的新型热塑性弹性体材料。

1　实验部分1.1　原材料NBR -26,兰化公司;PVC (SG -4),北京化工二厂;DOP ,北京化学试剂厂。

1.2　基本配方NBR 100;硬脂酸2;硫化剂8;白炭黑变量;橡塑比变量。

1.3　TPV 的制备本实验采用SK -160B 160×320双辊筒炼塑机制备共混物。

将PVC 、增塑剂和助剂在高速混合器中预混,然后150℃在炼塑机上塑化,塑化完成后加入混炼的NBR 母胶,共混一定时间后出片。

动态硫化三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体的研究进展汤　琦，孙　豪，宗成中（青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛　266042）摘要：介绍动态硫化三元乙丙橡胶（EPDM）/聚丙烯（PP）热塑性弹性体（TPV）的发展历程、配合体系、动态硫化工艺、应用领域和发展前景。

相较于传统橡胶，动态硫化TPV作为新一代橡胶产品的典型代表，无论在生产工艺还是性能上均具有较大优势，且TPV对环境的影响较小，符合绿色环保理念。

未来EPDM/ PP TPV的研究方向将主要集中在环保、低挥发性有机物、高性能化和多功能化等方面。

关键词：三元乙丙橡胶；聚丙烯；动态硫化；热塑性弹性体；配合体系；工艺；研究进展中图分类号：TQ334 文章编号：2095-5448（2021）01-0005-06文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2021.01.0005动态硫化热塑性弹性体（TPV）是一类特殊的TPV，是橡胶和树脂在熔融共混时，橡胶相被硫化破碎为岛相分散在连续相（树脂）中而形成的[1]。

三元乙丙橡胶（EPDM）/聚丙烯（PP）TPV是开发最早、技术比较成熟的一种TPV。

EPDM具有合成工艺简单、耐候性能和耐臭氧性能好等特点，但其硫化胶不易回收利用；PP是一种通用型塑料，具有加工性能、耐腐蚀性能、耐热性能和耐磨性能好等优点，但弹性较差。

通过动态硫化制得的EPDM/PP TPV不仅可以弥补EPDM的不足，同时在原料、性能以及产品价格方面具有竞争优势[2-3]。

本工作根据近年来国内外对EPDM/PP TPV的研究情况，详细介绍其发展历程、配合体系、动态硫化工艺、应用领域以及发展前景。

1　发展历程从简单机械共混到动态部分硫化共混，又从动态部分硫化共混到动态完全硫化共混，EPDM/ PP TPV的发展经历了几代研究者的研究，其发展历程如下。

第1阶段：简单机械共混。

通过物理共混的方法将橡胶和塑料在一定的设备中进行简单混合，得到的共混物的弹性、物理性能以及耐介质性能较差，橡胶相未发生交联反应[4]。

377TPV是由高含量的交联橡胶作为连续相，热塑性塑料作为分散相，通过动态硫化方法制备，这是一种特殊的聚合物反应性共混技术。

TPV近些年已经吸引了大量的关注，并在汽车、建筑、电子等行业里广泛应用。

近年来，TPV由于环保和节约资源的需求，成为替代不可回收的石油基的热固型橡胶的增长最快的弹性体。

传统的橡胶制品因为化学交联的原因具有较高的弹性和力学性能，在日常生活中使用广泛，例如轮胎、汽车密封和悬挂系统、工业垫圈垫片等。

但也正由于橡胶的化学交联特点，使其难以回收使用，产生了大量的橡胶废弃物。

热塑性动态硫化弹性体(TPV)是一种特殊的热塑性弹性体材料，是由橡胶和热塑性树脂共混的同时，在高剪切力和温度的作用下，橡胶被就地硫化而形成的，含量少的热塑性塑料为连续相，硫化的橡胶粒子作为分散相分散在热塑性基体树脂中。

其具有突出的优点，在室温时具有热固性硫化橡胶的弹性，高温时又可以像热塑性塑料一样加工，且可以回收使用，因此可以代替传统的橡胶用于工业领域。

这种采用动态硫化技术制备的热塑性复合材料，最早是由Gessler在其专利中披露，随后Fischer 采用Gessler的工艺制备出了部分交联的EPDM/聚烯烃动态硫化胶。

1980年，全硫化的EPDM/PP动态硫化胶（TPV）首次由美国孟山都公司的Coran A Y博士制备出来并实现了工业化，TPV中的塑料和橡胶的比例可以在一定范围内调整，因此赋予了这种材料性能上的可调控性。

我国对于TPV的研究起步较晚，1984年北京化工学院的朱玉俊开始对动态硫化EPDM/PP进行研究，1985年长春应化所的殷敬华申请了第一件动态硫化EPDM/PP的专利。

经过多年的研究发展，我国已经实现动态硫化EPDM/PP TPV的工业化生产，主要用于汽车工业（管、密封条、护套等）。

但是，我国对特种TPV的相关研究不足，还未见有工业化的特种TPV产品面世。

1 TPV的分类自1962年Gessler提出动态硫化的概念并申请专利后，七十年代后期Coran和Patel在此基础上进一步发展，用11种不同类型的橡胶 (EVA, NBR, EPDM, CPE等) 和9种不同的塑料 (PS, SAN, PA6, PA66)等，研发制备了75种不同应用范围的TPV，活跃了TPV的研究领域。

动态硫化EPDM/PP共混型热塑性弹性体的研究郭红革　潘炯玺　郭红炜　王凤敏　段予忠(青岛化工学院　266042) 摘要　研究了EPDM/PP共混比、不同牌号PP、硫化体系、混炼方式和软化剂用量对动态硫化EPDM/PP共混物性能的影响。

研究结果表明,当EPDM/PP共混比为65/35,经一步混炼法制出的共混物的拉伸强度大于8M Pa,扯断伸长率达400%,撕裂强度为40kN·m-1,屈挠寿命大于10万次,邵尔A型硬度为70～80度。

软化剂用量在30份以内为宜。

关键词　EPDM,PP,热塑性弹性体,动态硫化 热塑性弹性体(TPE)具有与硫化橡胶相似的使用性能,即硫化过程中生成交联结构。

将硫化橡胶重新加热到原来成型温度,不能使之软化或热塑性流动。

相反,TPE加热到成型温度可以再次软化,废品和边角料可以重新成型加工和多次反复利用,与传统的橡胶硫化工艺相比,TPE适用的热塑性成型工艺速度快、周期短、效率高,所需设备投资也比较少,可用真空成型、吹塑成型等传统橡胶不能使用的方法加工。

共混型TPE的发展在共混技术上经历了简单机械共混、部分动态硫化共混和完全动态硫化共混3个阶段[1]。

采用简单机械共混难以获得理想的改性效果。

共混型TPE 的发展方向是动态硫化共混,它已成为结晶型聚烯烃塑料与橡胶共混制备TPE的有效手段之一,这类产品也得到了广泛的工业应用。

EPDM应用广泛,成本低,合成工艺简单,具有良好的耐候性和耐臭氧性等性能,但加工性能较差[2]。

为此人们通过EPDM 和PP共混来进行改性。

PP是一种通用塑料, 作者简介　郭红革,女,28岁。

讲师。

1996年毕业于青岛化工学院橡胶工程学院,获硕士学位。

已发表论文5篇。

具有密度低,耐腐蚀性、耐热性和耐磨性好等优异性能,然而也存在脆性大、着色性和耐候性差等缺点。

以EPDM为主的并用胶料,既有高耐热PP与高抗冲击EPDM结合的性能,又适于注射成型,具有广泛的实用性。

POEPP热塑性弹性体的动态硫化特性研究中期报告一、研究背景和目的随着橡胶材料在工程领域的广泛应用，对其性能的要求越来越高。

传统的硫化橡胶（vulcanized rubber，VR）具有良好的力学性能和耐磨性，但其加工过程复杂，无法实现快速制造和成型。

而热塑性弹性体（thermoplastic elastomer，TPE）具有热塑性和弹性体的双重性质，可以在简单的成型设备上加工和成型，并且具有较高的回弹性和耐磨性，因此成为一种研究热点。

重交联组成的POEPP（polyolefin elastomer with PP-g-ethylene and PP-g-propylene）材料具有独特的弹性和机械性能，在汽车、电器、建筑等领域有广泛的应用。

但其制造过程和加工过程需要长时间的硫化反应，不利于产品快速开发和生产。

因此，本研究旨在探究POEPP材料的动态硫化特性，通过研究其硫化反应过程和动力学行为，为其快速制造和应用提供理论支持和技术参考。

二、研究方法和进展本研究采用了实验和理论相结合的方法，对POEPP材料的动态硫化特性进行了系统的研究。

1. 实验部分（1）采用差示扫描量热法（DSC）研究POEPP材料硫化反应过程的热力学行为，并对硫化交联程度进行了表征。

（2）采用动态机械分析（DMA）研究POEPP材料硫化反应的动态变化规律，分析其弹性模量、阻尼损耗因子和储能模量等动态力学参数的变化。

（3）采用实时红外光谱分析法（FTIR）研究POEPP材料硫化反应过程中交联结构的形成和演变规律。

2. 理论部分（1）建立了POEPP材料硫化反应的动力学模型，分析了反应机理和动力学行为。

（2）通过分析硫化交联程度和动态力学参数之间的相互关系，探究了POEPP材料硫化反应过程中的动态硫化特性和机制。

目前，本研究已完成了初步实验和理论分析，初步探究了POEPP材料的动态硫化特性，并对其硫化反应过程进行了表征。

下一步将继续完善理论模型和实验方法，深入研究POEPP材料硫化反应机理和动力学行为，探究其硫化反应过程中交联结构的形成和演变规律，为其快速制造和应用提供更加严谨和可靠的理论基础。