聚酰胺類TPV的研究進展.doc

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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，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，只有當其用量超過臨界值并在材料中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)時，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，當其用量達到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)量分數(shù)3%～5%的導(dǎo)電炭黑，材料的表面電阻率達到1×1010Ω，可滿足抗靜電的要求。CNTs的分布與“逾滲”值降低的機理探：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進行實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MB-CNTs質(zhì)量分數(shù)為25%(相當于5%的CNTs)時才能發(fā)生“逾滲”現(xiàn)象，而TPV中只需15%(相當于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CNTs達到一定體積分數(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)相所占的體積分數(shù)約為30%～60%，按照達到同樣體積分數(shù)就能產(chǎn)生“逾滲”現(xiàn)象的機理，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%就會產(chǎn)生“逾滲”現(xiàn)象，達到同樣表面電阻率的用量低于純PP。上述理論推測與實驗結(jié)果基本吻合，說明上述模型可用于TPV抗靜電改性配方設(shè)計理論指導(dǎo)，對于拓展TPV在抗靜電領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的意義。實際應(yīng)用比較：向硬度為邵A59的TPV(b#)中添加質(zhì)量分數(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)量分數(shù)15%的MB-CNTs(相當于3%的CNTs)即可達到理想的抗靜電

5、效果。(2)共混過程中，扭矩呈先增大后減小的趨勢，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)量分數(shù)超過15%后，添加量越大、硬度越高，平衡扭矩越大。(4)CNTs對TPV具有補強效應(yīng)，隨其用量增加，拉伸強度提高，斷裂伸長率下降。(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。想了解更多請登錄