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《聚酰胺類TPV的研究進(jìn)展.doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、抗靜電TPV/MB-CNTs共混改性材料的研究:硫化熱塑性彈性體(TPV)是高度硫化的橡膠微粒分散在連續(xù)塑料相中而形成的一種彈性體,常溫下具有熱固性橡膠的性能,在高溫下具有熱塑性塑料的特性,具有成型加工方便、材料可循環(huán)利用、綜合性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)、建筑建材、電子電器等領(lǐng)域。隨著TPV應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,有關(guān)功能化改性如提高抗UV性能、改善阻燃性能、降低比重、改善與金屬表面的粘結(jié)及提高抗靜電性能等新產(chǎn)品不斷得以開發(fā)。將導(dǎo)電炭黑添加到TPV中以改善其抗靜電性能的材料具有明顯的“逾滲”現(xiàn)象,只有當(dāng)其用量超過(guò)臨界值并在材料中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)時(shí),抗靜電效果才能得以體現(xiàn)。研究了T
2、PV/導(dǎo)電炭黑的導(dǎo)電性能。隨著導(dǎo)電炭黑用量增大,材料的體積電阻率減小,當(dāng)其用量達(dá)到15份后,體積電阻率降低到1×103Ω·cm,并趨于穩(wěn)定。交聯(lián)橡膠相的存在對(duì)導(dǎo)電炭黑粒子既產(chǎn)生排斥效應(yīng),又產(chǎn)生阻隔效應(yīng);前者對(duì)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成有利,而后者相反。研究了導(dǎo)電炭黑改性TPV,以聚乙烯蠟為分散劑,添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%~5%的導(dǎo)電炭黑,材料的表面電阻率達(dá)到1×1010Ω,可滿足抗靜電的要求。CNTs的分布與“逾滲”值降低的機(jī)理探:添加CNTs前后TPV的相態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。由可知,由于橡膠相的高度交聯(lián),可認(rèn)為CNTs主要分布在連續(xù)的PP相中。為了比較純PP與TPV添加CNTs后產(chǎn)生“逾滲”現(xiàn)象的臨
3、界用量是否相同,向純PP中添加同樣比例的MB-CNTs進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),MB-CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%(相當(dāng)于5%的CNTs)時(shí)才能發(fā)生“逾滲”現(xiàn)象,而TPV中只需15%(相當(dāng)于3%的CNTs)。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因可用圖b的相態(tài)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行解釋:以PP為載體的MB-CNTs與TPV中的PP相容性好、粘度差異小,而與交聯(lián)的橡膠相不完全相容、粘度差異大,CNTs將富集在PP相中;當(dāng)CNTs達(dá)到一定體積分?jǐn)?shù)后,在PP相中形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),賦予材料良好的導(dǎo)電性能;由于TPV中PP連續(xù)相所占的體積分?jǐn)?shù)約為30%~60%,按照達(dá)到同樣體積分?jǐn)?shù)就能產(chǎn)生“逾滲”現(xiàn)象的機(jī)理,考慮到其它因素的影響,
4、CNTs的用量只需純PP用量的40%~70%即2%~3.5%就會(huì)產(chǎn)生“逾滲”現(xiàn)象,達(dá)到同樣表面電阻率的用量低于純PP。上述理論推測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合,說(shuō)明上述模型可用于TPV抗靜電改性配方設(shè)計(jì)理論指導(dǎo),對(duì)于拓展TPV在抗靜電領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的意義。實(shí)際應(yīng)用比較:向硬度為邵A59的TPV(b#)中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的MB-CNTs制備抗靜電TPV,將其制備的導(dǎo)電膠條與熱固性橡膠膠條進(jìn)行比較,結(jié)果見表1。表1抗靜電TPV膠條與導(dǎo)電熱固性橡膠膠條比較以上得知:(1)MB-CNTs用于TPV的抗靜電改性效果很好,添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的MB-CNTs(相當(dāng)于3%的CNTs)即可達(dá)到理想的抗靜電
5、效果。(2)共混過(guò)程中,扭矩呈先增大后減小的趨勢(shì),表現(xiàn)為熱塑性材料的加工特性。(3)硬度不同的TPV與MB-CNTs共混材料的流變行為存在一定的差異,MB-CNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)15%后,添加量越大、硬度越高,平衡扭矩越大。(4)CNTs對(duì)TPV具有補(bǔ)強(qiáng)效應(yīng),隨其用量增加,拉伸強(qiáng)度提高,斷裂伸長(zhǎng)率下降。(5)TEM分析表明,CNTs主要分散在PP相中并形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),可有效降低表面電阻率。(6)由于TPV特殊的相態(tài)結(jié)構(gòu),MB-CNTs母料與PP相容而與交聯(lián)的橡膠相不完全相容,CNTs將富集在連續(xù)的PP相中,產(chǎn)生“逾滲”的臨界用量為3%,低于在純PP中的用量。(7)抗靜電TPV具有良好的綜
6、合性能和可回收特性,在電子電器領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。想了解更多請(qǐng)登錄