epdm_pp热塑性动态硫化胶的进展

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挤出机能提供较开炼机和密炼机大得多的剪切 应力，因而其相应 3"4 中的 !"#$ 粒子要小得 多；而在制备工艺一定的条件下，橡塑比也对海 2 岛的形态产生影响。 橡塑比越高， !"#$ 粒子所占 体积越大，或者说单位体积内 !"#$ 粒子数目越 多，不同 !"#$ 粒子之间的联系也就越紧密。当 橡塑比高到一定程度时，不同 !"#$ 粒子间易发 生聚结，体系中可能形成不同结构层次的胶粒聚 集网络。尤其是在采用反应挤出动态硫化工艺制 备 的 低 硬 度 !" 2 3"4（ 橡 塑 质 量 比 不 小 于 5= 1 中更易形成胶粒、小胶粒聚集网络及大胶粒 /=） 聚集网络等粒子尺寸从小到大、结构层次从低到 高的 !"#$ 粒子。这可能与反应挤出型 3"4 中 !"#$ 粒子硫化程度相对较低有关。 此外， 填料、 操作油、 硫化体系 "" 相的特性、 - /= 0 等都对 !" 2 3"4 的微观形态有影响 。 " 性 能
收稿日期： 修订日期： #""" / "! / ,! ； #""" / "? / ,! 。 作者简介： 孙亚娟， 女， 硕士生。 #0 岁，
第.期
孙亚娟等 < !"#$ 1 "" 热塑性动态硫化胶的进展
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在机筒中的相迁移过程和硫化过程，运用动力学 方程描述了 !"#$ 相在 "" 相中的硫化和分散； %&’()*+, - ./ 0 分析了 !"#$ 1 "" 共混物料在机筒中 的流变行为，描述了所得热塑性弹性体的性能。 日本则研究 !" 2 3"4 的制备技术，如：酒井忠 基 -50 分 别 采 用 高 速 双 螺 杆 挤 出 机 和 开 炼 机 对 !"#$ 1 "" 共混体系的动态硫化进行对比研究， 发现采用反应挤出工艺可得到更为微小的分散 胶粒，所得 3"4 的性能更为优良；6+,787
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合
成
橡
胶
工
业
第 (& 卷
低。这种异常规律可能与其微观相形态中不同结 在溶胀 构层次的胶粒聚集网络有关。 由表 ( 可见， 比相同的条件下， 尽管 LM /& 的橡胶相粒径明显小 于相同配方的 NO /& 的，但其强度却低于 NO /& 的， 也表现出了上述异常变化规律 X 00Y &5 Z 。 由于双螺杆挤出机能提供较开炼机和密炼机 大得多的剪切应力，使 !":? 粒子在 "" 基质中 得到充分分散， 因而反应挤出型 $"% 的最大优点
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!"#$ % "" 热塑性动态硫化胶的进展
孙亚娟 张美珍 周凯梁 吴崇刚
（ 北京化工大学 材料科学与工程学院， 北京 !"""#$ ）
摘要： 阐述了 %&’( ) && 共混型热塑性动态硫化胶的发展历史、 制备工艺、 微观相态结构、 性能、 加工 技术和应用领域。 关键词： 三元乙丙橡胶； 聚丙烯； 动态硫化； 热塑性弹性体； 综述 中图分类号： *+ ,,,- $ 文献标识码： . 文章编号： !""" / !#00 （ #""! ） "! / ""12 / "0
用于制备 %& / *&@ 的设备先后有双辊筒炼 塑机 （ 简称开炼机 ） 、带有转子的密炼装置 （ 包括 >EKMBLNBE 混合器、 >KLMOET 密炼机、 7KKUB 流变 仪、 其他各种转矩流变仪及密炼机等， 简称为密炼 机）和双螺杆挤出机。 %& / *&@ 的制备需要在高 温、 高剪切力下进行， 共混设备应当满足这种工艺 要求。较开炼机和密炼机而言，双螺杆挤出机的 最大优点是能提供可控制的最佳温度场及更高的 剪切、混合作用，因而反应挤出型 %& / *&@ 具有 更好的综合性能。 早期 6JEKL 等对 %& / *&@ 的制备和研究都 是在密炼机中进行的。随着功能型双螺杆挤出机 的诞生，出现了一种全新的制备技术 反应挤 出动态硫化技术。德国采用单螺杆挤出机模型系 统对 %&’( ) && 共混体系的动态硫化过程进行了 理论研究。 如： *OLV Q !F R 探讨了 %&’( ) && 共混物料
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!" 2 3"4 的 性 能 因 其 配 方 和 制 备 工 艺 而 异。一般而言， 橡塑比越低， 3"4 的耐溶剂性和加 工流动性越好， 力学强度越高， 但永久变形增大， 弹性变差。 加入橡胶增强剂有助于 !"#$ 相在 "" 相中的分散和强度的提高。填充油的加入改善了 耐油性、 热稳定性、 耐低温性及加工 3"4 的弹性、 流动性。而适量的增强剂和填充油并用可以改善 3"4 的抗疲劳性和压缩永久变形性。采用硫黄体 系硫化， 3"4 能获得较高的强度和较好的弹性， 但加工流动性较差；采用过氧化物体系则强度较 低，但加工流动性较好；而采用酚醛树脂体系可 以兼顾其力学性能和加工性能。 制备工艺对性能的影响是通过影响其微观 相态结构实现的。一般而言，!" 2 3"4 中 !"#$ 粒子粒径越小，粒子交联度越高，其力学强度越 高，加工流动性和形态稳定性越好。由图 . 可以 看出， 在 .< = G 59< = !H 的范围内， !"#$ 粒子粒 径越小， 扯断伸长率越高。由表 . 可见， 在各种橡 塑比下， 采用双螺杆挤出机动态硫化制备的 !" 2 3"4 的拉伸强度和扯断伸长率均高于采用开炼 机者。这正是由于双螺杆挤出机能提供比开炼机 大得多的剪切应力， 因而橡胶相粒径更小。 然而研究表明， 橡塑质量比为 5= 1 /= 的反应 挤出型软质 !" 2 3"4 的橡胶相粒径在 =< =: !H 以下时， 其拉伸强度随橡胶相粒径的减小而降
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在于其优良的加工流动性。由图 ( 可见， LM /& 的 流动性明显好于 NO /&。由于开炼机动态硫化制
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首次对采用国
产双螺杆挤出机反应挤出动态硫化制备低硬度 橡塑质量比为 5= 1 /=， 邵尔 % 型硬度为 !" 2 3"4（ 的工艺可行性及其工艺 2 结构 2 性能的关系 BD） 进行了研究，结果表明，该动态硫化工艺是完全 可行的。在此基础上制备出了 9 种力学性能和 流变性能均佳的 !" 2 3"4， 论证了现阶段我国进 行 !" 2 3"4 的反应挤出工业化生产是可行的。 ! 微观相态结构 尽管 !" 2 3"4 呈现以 "" 为连续相、以完全 交联的 !"#$ 粒子为分散相的海 2 岛结构，但因 配方和制备工艺的不同，其海 2 岛结构可能出现 不同的情况。在配方相同的条件下，由于双螺杆