论文总字数：10319字

摘 要

本文研究了双螺杆挤出熔融共混过程中过氧化物硫化体系对动态硫化EPDM/PP（60/40wt%）热塑性弹性体的性能影响。实验表明，随着DCP用量的增加，试样的拉伸强度和凝胶含量都呈现先增大后减小的趋势，且当DCP用量为2%时的性能最佳。当采用DCP用量为2%时，随着螺杆转速的不断增加，试样的拉伸强度及凝胶含量呈现先增大后减小的趋势，结果发现，当螺杆转速为600rpm时，各性能达到最优。通过SEM分析表明，EPDM呈分散相、PP呈连续相。随着DCP用量的增加，分散相粒径越来越大；而螺杆转速的提高，EPDM分散的越均匀，且颗粒尺寸范围越稳定。最终得出的最佳性能分别为凝胶含量93.61%、拉伸强度16.91MPa、断裂伸长率549.22%、永久变形286.19%。

关键词 EPDM/PP 动态硫化 过氧化物 熔融共混 剪切应力

Effect of peroxide curing system on the mechanical properties of dynamic vulcanization EPDM/PP thermoplastic elastomer

Abstract

In this paper, the effect of peroxide curing system on the thermoplastic elastomer of EPDM/PP (60/40wt%) in the melt blending process of twin screw extrusion was studied.Experimental results show that with the increasing of DCP, the tensile strength and gel content of the sample have shown a decreasing trend after the first increases, and the performance of the optimum when DCP dosage was 2%.When the dosage of DCP was 2%, the tensile strength and the gel content of the sample increased firstly and then decreased with the increase of the screw speed.It was found that when the screw speed of 600rpm,the respective optimal performance.Through SEM analysis, EPDM showed that the dispersed phase and PP were continuous phase.With the increase of DCP dosage, the particle size of the dispersed phase is increasing.The increase of screw speed, EPDM dispersed more uniformly, and the size of the particle is more stable.The best performance of the obtained is the gel content 93.61%, the tensile strength 16.91MPa, the elongation at break 549.22%, the permanent deformation 286.19%

Key words: EPDM/PP; Dynamic Vulcanization; Peroxide; Melt blending;

Shear stress

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 研究背景 2

1.3 过氧化物硫化机理 2

1.4 国内外研究进展 4

1.5 本文研究的目的和内容 5

第二章 实验 6

2.1 实验部分 6

2.1.1 原料 6

2.1.2 仪器设备 6

2.1.3 试样制备 6

2.1.4 性能测试 7

2.1.5 试样凝胶含量的测定方法 7

第三章 结果与讨论 8

3.1 DCP用量对EPDM/PP弹性体性能的影响 8

3.2 螺杆转速对动态硫化PP/EPDM弹性体性能的影响 10

3.3 动态硫化EPDM/PP热塑性弹性体的形态结构 11

第四章 结 论 14

参考文献 15

致谢 16

第一章 绪论

1.1 引言

热塑性弹性体（Thermoplastic Elastomer）,TPE是一种兼有塑料和橡胶特性，在常温下显示橡胶弹性，在高温下能塑化成型、具有优越加工性并可重复加工的高分子材料，被称为“第三代橡胶”。

动态硫化^[1](Dynamic Vulcanization)是指将橡胶和塑料熔融共混于高剪切场和高温度场的混合器里，在剪切应力和交联剂的作用下，使橡胶边交联、边剪切，形成细小颗粒，并且在塑料连续相中均匀地分散，其中硫化橡胶颗粒为分散相，塑料为连续相。橡胶相发生的硫化反应使得橡胶粒子形态稳定，从而阻止橡胶粒子在冷却到玻璃状态之前以及在热塑性弹性体结晶或后续加工过程中产生重新聚集现象。

EPDM是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链点。另一个不饱和的不会成为聚合物主链，只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的，这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，因而具有良好的绝缘特性。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，所以它具有极好的硫化特性。

PP，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。特点是密度小，强度刚度，硬度、耐热性均优于低压聚乙烯，可在100℃左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种，工业生产中以等规聚丙烯为主。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高40～50%，约为164～170℃,100%等规度聚丙烯熔点为176℃。

过氧化物硫化剂最普遍为过氧化二异丙苯（DCP），白色菱形结晶。分解温度120～125℃，溶于苯中半衰期：171℃：1min，117℃：10h。结构式如下：

熔点41～42℃，室温下稳定，见光逐渐变成微黄色。不溶于水，溶于乙醇、乙醚、乙酸、苯和石油醚。可大大减少早期硫化，延长混炼胶的贮存时间，其硫化胶具有良好的动态性能，压缩永久变形小，硬度稍低，强度适中，弹性和耐老化性能均较好，缺点是不能用蒸汽直接硫化，撕裂强度和耐温性能较差，有气味。

1.2 研究背景

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