聚氯乙烯废胶粉热塑性弹性体的性能研究

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加工应用合成橡胶工业，2002聚氯乙烯/废胶粉热塑性弹性体的性能研究冯予星，田明，段先健，杨强军，张立群12北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029）%60份时，综合性能最好。在不用DOP的情况下，PVC为脆性材料，且与废胶粉的模量差较大，材料受力时在界面处会产生较大的应力集中，导致界面迅速破坏。随着DOP用量增加，PVC的模量降低，脆性得到改善，界面应力集中作用会降低，但同时PVC的强度降低，致使材料的界面结合强度下降。两方面综合作用的结果使材料的力学性能对于DOP用量会存在最佳值。　　2.3增容剂及其用量的影响由于废胶粉与PVC之间的极性相差较大，且粒径粗大，本身为交联结构，很难与PVC产生良好的界面结合。所以在材料的制备过程中必须加入增容剂以改善它们之间的界面结合。本工作中选用NBR和CPE作为增容剂。它们对性能的影响如、所示。从可以看出，这两种增容剂均能较大程度地提高材料的拉伸强度，其中NBR比CPE的增容效果略好。从可以看出，当用纯NBR作增容剂时，随着NBR用量增加，材料性能先增加，然后有一定程度下降。当用NBR混炼胶作增容剂时，随着其用量增加，材料性能不断增加。采用纯NBR或其混炼胶与CPE并用，材料均可获得较好的性能。其增容机理如所示。　　如所示，增容剂在PVC和废胶粉之间形成的界面包括3层结构：增容剂与废胶粉之间形成的界面层；增容剂层；增容剂与PVC之间形成的界面层。还有部分增容剂分散到PVC中，形成了增容剂相。　　废胶粉经过改性后，其交联密度有所降低，分子链活动能力增强，同时表面活性点增多，与未改素。为废胶粉粒径对材料性能的影响。在废胶粉为60目和80目时，材料的性能变化不大，但当废胶粉为40目时，材料的性能下降较多，这主要是因为废胶粉粒径过大，材料受力时，应力集中现象比较严重。　　2.5废胶粉用量对性能的影响性废胶粉相比易与基体或增容剂形成较好的界面结合。　　NBR含有双键，而CPE为饱和结构，所以在反应加工过程中，NBR比较容易与废胶粉形成共交联，界面强度高，所以增容效果比CPE的好。　　使用纯NBR作增容剂，在用量较低时，在PVC与胶粉的界面处基本未形成增容剂层结构；当用量较大时，在界面处形成了纯NBR增容剂层，因纯NBR的本体强度较低，致使整个界面强度不高，增容效果不理想。而当使用NBR混炼胶作增容剂时，共混时由于会发生界面共交联，形成的增容剂层强度较高，所以增容效果随NBR混炼胶的用量提高而提高。　　当NBR与CPE并用时，NBR与废胶粉形成共交联，CPE包覆在NBR外层，通过过氧化物DCP）与NBR形成一定的化学结合，而且CPE与PVC及NBR的相容性均非常好，同时又具有一定的热塑性，可以使废胶粉、NBR、CPE、PVC之间形成一个良好的过渡。　　2.4废胶粉粒径对性能的影响在共混物中，作为分散相的组分存在一个最佳的粒径范围0.1！m至几微米）。由于废胶粉粒径远大于最佳粒径范围，而废胶粉为交联结构，在加工过程中，粒径很难再次细化，所以在一定的粒径范围内，其对性能的影响已经成为一个次要因为废胶粉用量对材料力学性能的影响。　　当加入少量的废胶粉后，材料的力学性能下降；当胶粉用量超过30%后，力学性能有所提高，进而基本保持不变；胶粉用量超过60P后，力学性能又有所下降。　　废胶粉用量较少时，pvc的量相对较大，大部分增容剂在加工过程中迁移到PVC中，未能有效地起到增容作用。当废胶粉用量达到一定值后，PVC相对量减小，加工过程中增容剂向PVC迁移量减小，增容作用增强，力学性能又有所增大。　　3结论a）本工作采用反应加工技术制备了PVC/废胶粉热塑性弹性体，性能良好。　　F）最佳反应时间为8~10min.如果需要延长反应加工时间，可以适当增加热稳定剂的用量。　　对于PVC/废胶粉热塑性弹性体体系，用NBR或CPE做增容剂均有较好的增容效果。用NBR混炼胶与CPE并用增容效果最佳。　　随着PVC预混料中DOP用量的增加，材料的拉伸强度及扯断伸长率均存在一极值。　　料的性能最佳。考虑到性能价格比，选用废胶粉的粒径为60目较好。