乙烯-辛烯共聚物/SBR共混物的研究

第4期刘力等. 乙烯辛烯共案物/SBR共混物的研究20乙烯-辛烯共聚物/SBR共混物的研究刘力,田 明,冯予星,张继阳,王泽沛(北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘要:研究了乙婚辛婚共繁物(POE)/SBR共混物的力学性能和相态结构。结果表明.随瞥POE8180( 辛烯质量分数为0.28)/SBR共混比(除50/50外)增大，共混物的力学性能提高:POE8003(辛婚质量分数为0. 18)用量不超过40份时,随看POE8003/SBR共混比增大.共混物的力学性能提高;POE8003制成粘度较大的炭黑母料后再与SBR母炼胶共混，叮提高共混物的力学性能;POE8180与SBR的共混温度为120 t;时共混物的综合力学性能最佳;POER180/SBR共混物为两相结构, POE8180/SBR共混比为40/60时共混物呈互穿网络结构。关键词:共混物;乙烯辛婚共囊物;SBR中图分类号:TQ325.1;TQ333.1文献标识码:A文章编号: 100-8908<(2001 )04-0201-04PE/SBR共混物是典型的橡塑共混体系，表1 POE8180和POE8003的基本性能具有力学性能、耐磨性能、耐油性能和外观性能生能POE8180POE8003好的特点。乙烯~辛烯共聚物(POE)的结构类辛婚质量分数0.28 .0.18密度/(Mg'm" 2)0.8630. 885似于PE,辛烯质量分数为0.20~0.30。由f「I尼粘度{ ML(1 +4)121 ti3:22POE的相对分子质量分布窄,分子中的PE段熔融指数/[g(10 min)"']1是结晶相,因此POE不仅力学性能好,而且还邵尔A型硬度/度6684具有热塑性,同时辛烯长侧链还赋予其良好的拉伸强度/MPa10.130.3扯断伸长率/%> 800700耐屈挠疲劳性(1]。(SBR母炼胶提供)100;硫黄2。本课题对POE/SBR共混物的力学性能和1.3 仪器与设备相态结构进行了研究。XLL-250型拉力试验机,广州材料实验机厂产品;LH_I型硫化仪,北京化工机械厂产1实验品;H-800型透射电子显微镜(TEM),日本日1.1 原材料POE,牌号POE8180和P0E8003(基本性立公司产品。能见表1),美国杜邦-道化学公司产品;SBR,牌.1.4 加工工艺(1)在双辊开炼机上将SBR与配合剂混合号SBR1500,兰州化学工业公司合成橡胶厂产制得SBR母炼胶。品;炭黑N234,天津海豚炭黑有限公司产品;其(2)在双辊开炼机上将POE塑化它配合剂均为市售品。(P0E8180和P0E8003的塑化辊温分别为1051.2 配大(1)SBR母炼胶配方:SBR 100; 氧化锌和120 C)后加入SBR母炼胶,混合后在冷辊3;硬脂酸2;促进剂D 1;促进剂M 1;防老条件下加入硫黄并混匀。(3)试样在25 t平板硫化机上硫化。剂4010NA 1。(2) POE/SBR共混物配方: POE/SBR2结果与讨论作者简介:刘力(1970-),男，吉林人，北京化工大学讲师，2.1 POE8180/SBR 共混物的力学性能在职博士生,从事橡塑共混和复合材料技术的研究。POE8180/SBR共混物的力学性能见表2。中国煤化工YHCNMHG202橡胶T.业2001年第48卷表2 POE8180/SBR 共混物的力学性能POE8180/SBR共混比0/100 10/90 20/80 30/70 40/60 50/50 60/40 70/30 80/20 90/10 100/0疏化时间(150 t )/mun 8111213邵尔A型硬度/度525062686300%定伸应力/MPa 1.6 1.6.8 3.1 2.3.54.4 2.93.13.0拉伸强度/MPa1.2.6.16.9 7.3.68.9 7.013.710.0扯断伸长亭/%3680500856551583880扯断水久变形/% .24706(20144 180撕裂强度/(kN.m") 10.6 18.3 24.1__ 26.6 30.8 29.4 32.7 35.1___ 33.131.8 28.8从表2可以看出, POE8180/SBR共混比小于高熔融指数小，因此可以确定POE8003/SBR50/50时,随着POE8180/SBR共混比增大,共共混物两相间发生相转变的POE8003/SBR共混物的拉伸强度逐渐提高;POE8180/SBR共混混比小于50/50,为此将共混物中POE8003/比为50/50时,拉伸强度突然降低,说明这时共SBR的共混比确定在0/100~40/60范围内进混物不稳定,两相间发生「相转变,共混物的性行试验。 P0E8003/SBR 共混物的力学性能见能对共混上艺和共混温度的依赖性较强。从表表3。从表3可以看出,随着POE8003/SBR共2还可以看出,随着POE8180/SBR共混比增混比增大,共混物的各项性能均呈增大或提高大,共混物的300%定伸应力、扯断伸长率、批趋势;P0E8003/SBR 共混比为40/60时,共混断永久变形和撕裂强度均呈增大或提高趋势。物的性能发生突变,即拉伸强度提高幅度超过2.2 POE8003/SBR 共混物的力学性能. 1倍、扯断伸长率增大幅度接近1倍,说明这时由于与POE8180相比，POE8003的强度共混物两相间发生了相转变。表3 POE8003/SBR共混物的力学性能PO:8003/SBR共混比项目0/1005/9510/9015/8520/8025/7530/7040/60碗化时间(150 r )/mun141260576300%定伸应力/MPa1.61.72.12..83.61.93.23.6.7.817.4扯断伸长奉/%36030044S4060040扯断水久变形/%0g16tR88撕裂强度/(kN.m _ ")21.624.434.738.5由F POE8003的门尼粘度[ML(1 +4)121后,共混物的各项性能趋于稳定。这是因为:①C]仅为22,而且POE8003对温度很敏感,塑POE8003炭黑母料的炭黑用量为30份时，化过程中强剪切作用产生的温升会使其粘度大P0E8003 炭黑母料的门尼粘度[ML(1 + 4)121大降低[2-,而SBR母炼胶的门尼粘度[ML(1+心]为 31,与SBR母炼胶的门尼粘度接近，4)121 C ]为30,因此POE8003与SBR的共混POE8003炭黑母料与SBR母炼胶的共混是等不是等粘度共混。为此,我们在POE8003中加粘度共混;②POE8003炭黑母料的炭黑用量超入炭黑以提高其粘度后再与SBR母炼胶共混。过30份时,过量的炭黑会破坏POE8003的结P0E8003炭黑母料(配方:POE8003100;抗晶结构,使POE8003炭黑母料的强度下降;③氧剂1010 1;炭黑 变量)与 SBR母炼胶共混对共混物而言,POE8003炭黑母料中含有的炭的共混物性能见表4。从表4可以看出，随着黑量很小，即使共混过程中POE8003炭黑母料POE8003炭黑母料中炭黑用量增大,共混物的300%定伸应力拉伸强度扯断伸长率和撕裂的炭黑向SBR相大量迁移,迁移的炭黑也起不强度呈增大或提高的趋势,炭黑用量达到30份到对SBR的补强作用。中国煤化工YHCNMHG一-，一-一-.第4期刘力等,乙爆平情共聚物/SBR 此混物的研究203裊4 PUDE8003(炭黑母料]/SBR 共湿物的力学性能POE8003{发黑母料)的坎黑用址/份项日10202530.50硫化时间(150 C )/mi1213300%定伸应力/MP.2.6.23.53.84.2扯伸幾度/MPa6.01.17.3.55.09.S址断伸长奉/%54050040440520扯断水久变形/%242饰炎强度/(Nm')31.731.529.035.031.23.434.4::P0OE003/sHk共继比为20/8002.3共混温度对 POE8180/SBR共混物力学性能的影响共混温度对P0E8180/SBR共混物力学性能的影响见表5。从表S可以看出，共混温度为120 c时P0E8180/SBR共混物的综合力学性能最好。因此，P0E8180与SBR的共混温变为120C最佳。表s共混還度对POE8180/SBR共混物力學性能的影响共强源度/:项月105110115疏化时间(150 C)/run t0119300%定伸应力/MPn2.0 2.22.8 2.4(a)POE8180/SRR #用比为20/80拉神强专/MPs.s7.14.9扯断帅长寓/%880700(40720祉斷永久变尼/16328A注:ROF9180/SDR共酒比为40/60;2.4 POF8180/SBR 共混物的相态结构POF8180/SBR共混物断面的TEM照片如图1所示。从图1可以看出，POE8180明显为分散相。在P0E8180/SBR共混比为20/80的共混物中，P0E8180的粒子粒径(0.3-0.5μm)较小，分布较均匀、说明POE8180与SBR具有良好的相容性;在P0E8180/SBR共混比为40/60的共混物中，POE8180和SBR均为条状聚樂状态，星互穿网络绡构，这神结构利于应力分散[53]。(b)POE8180/SFR 并用比为40/00图1 POIE8180/SBR 共混物新面的TEM照片3结论提高。(1)随誊POF8180/SBR共混比增大，共混(3)共混温度为120 C附P(E8180/SBR物的力学性能提商。共混中国煤化工(2)POE8003用量不超过40份时，随者YHCNMHG为网相结构，POE8003/SBR共源比增大.共况物的)学性能POE8180/SBR共混比为40/60时共混物至互204椋胶工业2001年第48卷穿网络结构。大学, 1999.[2]田明,张文群,向雪花,等.聚烯烃弹性体的流变性能i].合成橡胶上业，1999. 22(5):303.参考文献:[1]刘力.聚烯烃热塑性弹性体POEs的配方性能研究及[3]杨金中,杜江山李玮,等.氯磺化紧乙媚/SBR共混物的研究[JI.橡胶工业. 1999. 46(4):204.改性PP共混合金的结构-性能研究[D].北京:北京化工.收稿日期:2000 11 06Study on POE/SBR blendLIU Li, TIAN Ming, FENG Yu-xing, ZHANG Ji- yang, WANG Ze- pei( Beiung Unuversity of Chemical Technology. Berjing 100029. China)Abstract: The mechanical properties and phase structure of POE/ SBR blend were investigated.The results showed that the mechanical properties of POE8180/ SBR blend improved as the proportionof POE8180 ( the octylene content was m28 % ) increased except for the blend with the blending ratioof 50/ 50;the mechanical properties of POE8003/SBR blen中国煤化工or POE8003，(the octylene content was m18%) increased up to 40; thl:MYHC N M H Gnd improvedwhen POE8003 was mixed to form a carbon black masterbatch with high viscosity and then blendedwith SBR masterbatch ; the optimum comprehensive mechanical properties of blend were obtained whenPOE8180 was blended with SBR at 120 C ;and POE8180/ SBR blend possessed two- phase structureand existed, as IPN structure when the blending ratio of POE8180/ SBR was 40/ 60.k哥握:blend;POE;SBR