POSS/EPDM橡胶有机无机杂化材料热稳定性研究

采用TG-DSC技术对梯形、八苯基、含磷、八乙烯基四种POSS在N_2和O_2两种气氛下及其POSS/EPDM在N_2气氛下的热稳定性进行了研究,结果表明:在N_2气氛下热稳定性按照梯形、八苯基、含磷和八乙烯基POSS顺序依次降低,但在O_2气氛下热稳定性则按照八乙烯基、梯形、含磷、八苯基POSS顺序依次降低;在N_2气氛下,与纯EPDM橡胶相比,梯形POSS/EPDM、含磷POSS/EPDM和八乙烯基POSS/EPDM的热稳定性显著提高且三者热稳定性基本相当,而八苯基POSS/EPDM则无明显变化;在N_2气氛下,与理论失重率相比,梯形POSS/EPDM失重率基本相当,而八苯基POSS/EPDM则显著提高,含磷POSS/EPDM和八乙烯基POSS/EPDM则显著降低,且后者表现更加明显。     

EPDM/POSS纳米杂化材料防火性能及力学性能的研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)为原料,笼形八乙烯基硅倍半氧烷(OVP)及膨胀阻燃体系(IFR)为添加剂,制备了EPDM/POSS纳米杂化材料,并使用热重分析仪、锥形量热仪及烟密度箱等测试了其热性能、烟火性能及力学性能。结果表明,与纯EPDM胶料相比,添加了OVP的EPDM/POSS杂化材料的热稳定性、阻燃性能及力学性能均有所提升,当OVP加入3份时,起始热分解温度提高27.5℃,峰值热释放速率降低9.2%,拉伸强度提高26.5%,烟密度显著降低,说明OVP可提升EPDM/POSS杂化材料的综合性能。     

有机硅–马来酸酐复合改性三元乙丙橡胶及在绝热材料中的应用

分别通过苯基MQ硅树脂(MQ)接枝改性、马来酸酐(MA)接枝改性、Ti O2接枝改性和基于MQ–MA两者复合改性制备了改性三元乙丙橡胶(EPDM)产物。其中MQ–MA复合改性的制品与其他两种相比具有最佳热稳定性。用接枝改性EPDM(EPDM–g)部分替代未改性EPDM,用于制备绝热复合材料,经氧–乙炔烧蚀后此复合材料线烧蚀率为0.08 mm/s,且具有优良的力学、黏结和热稳定等性能。     

硅酸盐纳米短纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的结构与性能

用硅烷偶联剂改性针状硅酸盐(FS)与三元乙丙橡胶(EPDM)机械共混,制备了EPDM/改性FS复合材料,研究了FS在EPDM中的分散性,考察了偶联剂和改性FS用量、FS所含自由水对复合材料力学性能和各向异性的影响.结果表明,经过偶联荆改性的FS能够解离成纳米纤维均匀分散于EPDM中,每100份FS的偶联刺最佳用量为24份;EPDM/改性FS复舍材料具有短纤维增强橡胶复合材料的应力-应变特征和力学性能的各向异性,且随改性FS和偶联剂的用量增加,这种力学行为更加明显;FS中所舍自由水对复合材料的常温和高温拉伸性能有明显影响.     

硅烷接枝二元乙丙橡胶对EPDM/MVQ共混物的改性及改性机理探讨

探讨了硅烷接枝二元乙丙橡胶(EPM-g-S)作相容剂对EPDM/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)共混物的改性及改性机理.EPM-g-S是EPM、硅烷偶联剂A-174[γ-(甲基丙烯酰脱氧基)丙基三甲氧基硅烷]和过氧化物DCP在布拉本德自记硫化仪中,通过高温(170～190℃)、高剪切(转子转速为60～80r@min-1)热炼而成的.用EPM-g-S作相容剂,可以改善EPDM/MVQ共混物的物理性能、耐热性能(耐热温度从150℃提高到170℃)和高温压缩永久变形性能.红外光谱试验证明,EPM-g-S是硅烷偶联剂A-174接枝到EPM分子链上的产物,EPDM与MVQ和EPDM与EPM-g-S是通过过氧化物交联体系共交联的.     

功能化POSS对硅橡胶力学性能的影响及机理研究

研究了八聚笼型倍半硅氧烷(POSS)功能化侧基的种类和用量对硅橡胶力学性能的影响。结果表明,POSS的加入使硅橡胶的拉伸强度和断裂伸长率均下降,硬度均提高。乙烯基POSS的加入显著延长了硅橡胶的正硫化时间。POSS的加入能显著降低硅橡胶的压缩永久变形,乙烯基POSS的效果比甲基POSS好;且乙烯基含量越高,压缩永久变形越小。分析了功能化POSS对硅橡胶力学性能的影响机理。     

熔融法制备EPDM-g-MAH及其对PEN的脆韧转变研究

用Haake流变仪,对三元乙丙橡胶(EPDM)进行熔融接枝马来酸酐(MAH),考察了单体、引发剂(DCP)用量对接枝率的影响。结果表明,在EPDM接枝MAH的反应中,随着DCP用量的增加,接枝率增大;随着MAH用量的增加,接枝率趋于一个平衡值。PEN EPDM g MAH共混物韧性的测定可以在很宽的温度(21℃～118℃)和组分〔(0～14wt%)EPDM g MAH〕范围中进行。发现了增加温度和增加EPDM g MAH含量对EPDM g MAH增韧PEN的脆韧转变有相同的影响。     

三元乙丙橡胶与丙烯酸酯橡胶相容性的研究

探讨三元乙丙橡胶(EPDM)与丙烯酸酯橡胶(ACM)的相容性,并考察相容剂EPDM接枝马来酸酐(EPDM-g-MAH)对EPDM/ACM共混物性能的影响。结果表明,EPDM/ACM共混体系不是热力学相容体系,傅里叶转换红外光谱和差示扫描量热分析显示EPDM-g-MAH可以提高EPDM与ACM的相容性,EPDM-g-MAH用量为10份时EPDM/ACM共混物综合物理性能较好。     

聚倍半硅氧烷改性含氟防粘涂层的制备及性能

采用化学接枝法将聚倍半硅氧烷(POSS)引入含氟乙烯基硅油(F-VPS)中，使用含氢硅油(PMHS)作为交联剂，制得了一种POSS改性含氟防粘涂层(FPS-POSS)，考察了硅-氢键(Si–H)与硅-乙烯基团(Si–Vi)物质的量比、氟单体引入量、POSS种类、POSS添加量及涂布工艺对涂层硬度、附着力、剥离力、接触角和透光率的影响。结果表明，POSS的加入能有效提高防粘涂层的各项性能。当FPS-POSS中Si–H与Si–Vi物质的量比为1.1∶1.0，氟单体含量为10%(质量分数)，八乙烯基倍半硅氧烷(OVPOSS)添加量为3%(质量分数)，固化温度和时间分别为120℃和5min，涂覆次数为2次时，防粘涂层的综合性能最优，其铅笔硬度为3H，附着力为1级，水接触角为117.8°，剥离力为0.028 N/cm，透光率为88.6%。     

悬浮法EPDM-g-MAN对SAN的增韧及其共混物的热稳定性分析

用悬浮法在乙烯-丙烯-乙叉降冰片烯三元乙丙橡胶(EPDM)上接枝甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈(MMA-AN),将接枝共聚物EPDM-g-MAN与苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)树脂共混,得到高抗冲、耐老化性能优异的工程塑料。FTIR分析表明,EPDM确已接枝上了MMA-AN支链。研究了AN含量和EPDM含量对EPDM-g-MAN/SAN共混物力学性能的影响。随着EPDM含量的增加,共混物缺口冲击强度先升后降,在AN质量分数为5%,EPDM质量分数为25%时达到最大值76.8kJ/m2,拉伸和弯曲强度逐步下降。扫描电镜(SEM)和差示扫描热(DSC)分析表明,在EPDM质量分数为15%时,共混物室温条件下受外界冲击发生脆韧转变,EPDM-g-MAN与SAN具有较好的相容性。TG分析表明,随着EPDM含量增加,EPDM-g-MAN/SAN共混物的热失重起始温度有所上升,热稳定性得到提高。     

纤维素纤维接枝无机粒子的制备及其热稳定性的研究

为了提高纤维素纤维的热稳定性,利用原位溶胶-凝胶法分别将纳米二氧化硅接枝到纤维素纤维上及利用环氧基团和羟基的反应将环氧丙基苯基多面体低聚倍半硅氧烷(GlyPh7POSS)接枝纤维素纤维上,制得无机纳米粒子改性纤维素纤维。红外结果表明,两种纳米粒子分别成功地接枝到了纤维素纤维上。扫描电镜能谱分析结果表明,GlyPh7POSS接枝纤维素纤维中硅元素质量分数仅为1.3%,而二氧化硅接枝纤维素纤维的硅元素质量分数为8.5%。热重分析结果表明GlyPh7POSS分数接枝纤维素纤维的热稳定性并未得到改善;二氧化硅接枝纤维素纤维的热稳定性得到改善,其初始分解温度在氮气和空气中分别提高了18℃和16℃,残炭量也有增加。     

环氧基POSS处理碳纤维对聚酰亚胺复合材料性能的影响

以均苯四甲酸酐(PMDA)、间苯二胺(m-PDA)为单体制备出高黏度的聚酰胺酸(PAA),然后采用环氧基多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)并辅以2-乙基-4-甲基咪唑固化剂对碳纤维(CF)进行表面处理,再将其与已制备的PAA经载玻片涂膜高温固化制得聚酰亚胺/碳纤维(PI/CF)复合材料,通过FIIR、拉曼光谱、XRD、SEM研究了改性碳纤维对PI/CF复合材料性能的影响。研究表明:POSS的接枝改性增加了CF表面的粗糙度和无序程度,固化剂2-乙基-4-甲基咪唑的加入进一步促进了接枝过程,大量POSS接枝并固化于CF表层,使CF表层粗糙度进一步增加,进而改善了CF与PI基体的界面黏合力和相容性。拉曼光谱研究表明,改性前后CF拉曼光谱经分峰拟合得到的具体参数,涂覆改性后CF的R值有所提升,从2.57提升到2.91,以咪唑作为促进剂处理后R值提升至3.18,提升了23.7%。La值从1.71 nm降至1.38 nm。力学性能分析表明,相比接枝前的CF,接枝处理可明显提高PI/CF复合材料的力学性能,添加3%CF并以POSS涂覆处理,拉伸强度和弹性模量分别较改性前提升了11.1%和6.1%,而涂覆POSS并辅以咪唑固化促进剂改性后拉伸强度和弹性模量分别较改性前提升了24.3%和12%,但是断裂伸长率却有所下降。     

EPDM/PP共混型热塑性硫化胶的增容研究

研究了酚醛树脂接枝改性聚丙烯(PP-g-MP)和马来酸酐接枝改性茂金属乙烯-辛烯共聚物(EOC-g-MAH)对动态硫化EPDM/PP共混型热塑性硫化橡胶(TPV)的增容作用,探讨了增容剂对TPV的物理机械性能、形态结构和流变性能的影响。结果表明,PP-g-MP能够提高EPDM/PPTPV的100%定伸应力和拉伸强度,但扯断伸长率下降;适量的EOC-g-MAH能够提高EPDM/PPTPV的拉伸强度和扯断伸长率,但100%定伸应力下降。接枝率越高,TPV的拉伸强度和扯断伸长率也越高。通过相差显微镜分析表明,加入增容剂有助于橡胶粒子的更精细、更均匀地分散,EOC-g-MAH的增容作用更佳。加入EOC-g-MAH后TPV的切敏性更显著。     

马来酸酐辐照接枝三元乙丙橡胶的研究

采用辐照技术,用马来酸酐(MAH)对三元乙丙橡胶(EPDM)进行接枝改性,测定接枝物的交联度和接枝率.分析了辐照剂量、马来酸酐用量以及阻交联剂用量对接枝物交联度和接枝率的影响.同时,采用正交试验优化了试验参数.结果表明,当辐照强度为0.3 kGy/h、辐照剂量为0.15 kGy、MAH与EPDM的质量比为0.025:1以及阻交联剂的质量分数为0.02%时,接枝率达到1.35%.     

改性白炭黑补强NR/TPI的性能研究

本文选用双-(γ-三乙氧基硅基丙基)四硫化物(Si-69)为改性剂,利用球磨法制备了接枝改性白炭黑。利用热失重法(TG)分析了改性剂用量和改性时间等因素对接枝率的影响。将改性白炭黑用于天然橡胶(NR)/ 反式聚异戊二烯(TPI)的补强中,比较了未改性白炭黑和改性白炭黑对胶料的硫化性能、物理机械性能和动态性能等的影响。结果表明,在0~12份范围内,改性剂用量越大,白炭黑接枝率越高,但综合物理机械性能最佳值则出现在改性剂用量为10份时。在15~45 min范围内,改性时间对白炭黑接枝率影响不明显,但当改性时间为45 min时,综合物理机械性能最佳。白炭黑经接枝改性后改善了其在橡胶基体中的分散性和与橡胶基体的相容性,添加改性白炭黑胶料的抗湿滑性能、滚动阻力和动态生热性能均有改善。     

八乙烯基倍半硅氧烷环氧化产物的表征

以过氧化氢和冰醋酸为原料对八乙烯基倍半硅氧烷(POSS)进行环氧化反应,制备了环氧乙烷基乙烯基POSS,考察了过氧化氢和冰醋酸的配比对参加反应的乙烯基数的影响.结果表明,当n(H2O2)/ n(CH3COOH)为1/2时,POSS上参加反应的乙烯基平均数为1.5.环氧乙烷基乙烯基POSS相对于八乙烯基POSS具有更高的分解温度和成炭率,在质量损失率为5%时的温度为298 ℃,在333 ℃时分解基本完成,在650 ℃时的剩余质量分数为41%.     

EPDM-g-MAN的合成及AEMS的冲击性能研究

用(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EPDM)与甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)进行溶液接枝共聚合成了(EPDM/MMA/AN)接枝共聚物(EPDM-g-MAN),并将其与(苯乙烯/丙烯腈)共聚物(SAN)共混制得高抗冲耐老化黄变性能优异的EPDM-g-MAN/SAN共混物(AEMS).研究了AN用量对不同EPDM-g-MAN接枝体系单体转化率(CR)、接枝率(GR)、接枝效率(GE)及AEMS缺口冲击强度的影响.结果发现,随着AN用量的增加,EPDM-g-MAN的CR逐渐下降;GR、GE在AN质量分数为5%时出现最大值;AEMS的缺口冲击强度均在AN质量分数为10%时出现最大值,为61.0 kJ/m2;EPDM相以条状形态构成的近连续相结构存在,径向尺寸较小的EPDM条形结构能诱发SAN基体剪切屈服,径向尺寸较大的EPDM条形结构仅能诱发基体空穴化.     

改性纳米氮化硅/EPDM复合材料的制备与性能研究

分别采用液体聚丁二烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(LMPB-g-GMA)和无规聚丙烯接枝马来酸酐(APP-gMAH)对纳米氮化硅进行改性,制备改性纳米氮化硅/EPDM复合材料,并对复合材料的性能进行研究.结果表明:改性纳米氮化硅对EPDM具有良好的补强作用;随着改性纳米氮化硅用量的增大,复合材料邵尔A型硬度变化不大,定伸应力、拉伸强度和撕裂强度总体呈先增大后减小的趋势; LMPB-g-GMA改性纳米氮化硅/EPDM复合材料的拉伸性能和压缩永久变形优于APP-g-MAH改性纳米氮化硅/EPDM复合材料,但耐热空气老化性能略差.     

熔融法马来酸酐接枝改性三元乙丙橡胶及其氯化聚乙烯共混物

采用熔融接枝法制备了马来酸酐（MAH）接枝三元乙丙橡胶（EPDM）（EPDM-g-MAH）,并与橡胶型氯化聚乙烯（CM）共混,考察了EPDM-g-MAH接枝率的影响因素,研究了EPDM-g-MAH及其共混物的性能、微观形态。结果表明,当MAH、过氧化苯甲酰的最佳用量分别为8.0、0.6份时,最大接枝率约为2.5%;相比未接枝的EPDM,EPDM-g-MAH的正硫化时间稍长,并具有较长的硫化平坦期,拉伸性能得到改善;随着CM用量的增加,EPDM-g-MAH/CM共混物的拉伸强度略有降低,但高于EPDM/CM共混物,扯断伸长率变化不大,邵尔A硬度先升高后降低;EPDM-g-MAH/CM（质量比80/20）共混物中两相界面模糊,表明EPDM-g-MAH与CM相容性变好。     

OV-POSS改性CM胶料的硫化行为及其硫化胶的性能

将氯化聚乙烯弹性体(CM)与笼型八乙烯基倍半硅氧烷(OV-POSS)进行共混,制备POSS改性CM胶料;采用过氧化二异丙苯(DCP)为硫化剂,三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)为助硫化剂,利用无转子硫化仪对该改性胶料的硫化行为及硫化动力学进行研究。利用动态力学热分析仪(DMA)以及热机械分析仪(TMA)对硫化胶的力学性能、热稳定性能,及其动、静态热机械性能进行了研究。结果表明：随着OV-POSS用量的增加,改性胶料的硫化反应活化能逐步降低,硫化速度加快,硫化胶的拉伸强度、玻璃化温度(T_g)相应提高。表明OV-POSS对CM的硫化具有促进作用,加入OV-POSS,可改善其硫化胶的力学性能以及提高热稳定性能。