EPDMPP共混物老化性能的研究.docx

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EPDMPP共混物老化性能的研究

EPDM/PP共混物老化性能的研究

赵永仙Ξ　任　巍　王晓军

（青岛化工学院,266042

　　研究了三元乙丙橡胶（EPDM改性聚丙烯共混物的性能,探讨了不同含量的EPDM对共混物的力学性能、热性能、流变性能的影响,还探讨了不同品种、不同含量的抗氧剂对共混物耐老化性能的影响。

经EPDM改性的PP,拉伸强度降低,冲击强度和断裂伸长率提高,耐热性、熔点随EPDM含量增加而降低,熔体粘度增大,假塑性增强,添加抗氧剂大大提高了共混物的耐老化能力,主辅抗氧剂并用效果更好。

获得了能在高温下长期工作的改性PP共混物。

关键词:

EPDM　共混物　抗氧剂　耐老化

　　为了提高PP的使用价值,制备EPDM/PP共混物已有较长的历史,对其性质的研究国内外均有报道〔1〕,但对其综合性能,特别是抗氧剂的品种和用量对老化前后性能的影响报道较少。

为了提高聚丙烯的韧性和耐老化性,提高使用档次和扩大使用范围,我们进行了耐老化性等多项研究。

制得了力学性能,耐热性,耐老化性能较好的改性PP材料,可以广泛的用作耐高温的工业材料,如油泵电缆、高温管道、密封材料等。

1　实验部分

111　原材料

PP,MI=2.5,北京燕山石化公司;EPDM,日本三井公司;抗氧剂,1010,1076,264,DSTP;

112　仪器和设备

XRZ熔体指数仪,长春第二材料实验厂;

XCT-40冲击实验机,承德材料实验机厂;

维卡软化点实验机,承德材料实验机厂;

SR-1差示扫描量热器,北京光学仪器厂;

热老化箱,国产;

SK-160B双辊筒炼胶机,上海橡胶机械厂;

XXL-100A型拉力实验机,广州材料实验机厂;

QLB-025吨平板硫化机,上海第一橡胶机械厂。

113　试样制备

按配方准确称量配料,在双辊上混炼,再在平板硫化机上模压,然后经机加工,制得试样。

1.4　性能测试

拉伸强度和断裂伸长率按GB1042-92进行;

冲击强度按GB1043-7进行;

维卡软化温度按GB1633-79进行;

熔体指数按GB133682-83进行;

老化实验按GB7141-86进行。

2　结果与讨论211　EPDM含量对共混物性能的影响

21111　EPDM含量对共混物力学性能的影响由图1、2可以看出共混物的拉伸强度随着EPDM含量的增加而下降,而冲击强度和断裂伸长率则随EPDM含量的增加而增大

。

图1　EPDM含量对共混物拉伸强度、断裂伸长率的影响Fig1EffectofEPDMcontentontensilestrength

andelongationatbreakof

blend

图2　EPDM含量对共混物冲击强度的影响

Fig2EffectofEPDMcontentonimpact

strengthofblend

由于PP和EPDM的结构相似,溶度参数相近分别为912和914,所以PP的非晶部分和EPDM在临界面处有相互渗透作用,因此相容性很好〔2〕。

橡胶态的EPDM以微粒状分散于连续的塑料中,分散的橡胶微粒作为大量的应力集中物,大大提高了材料的韧性〔3〕,所以共混物的断裂伸长率和冲击强度提高。

而非晶性

第27卷第4期1999年7月　　　　塑料工业

CHINAPLASTICSINDUSTRY

Vol27No4

July1999

Ξ作者简介:

赵永仙,女,讲师,现主要从事聚合物共混改性的研究,已发表论文十余篇。

的EPDM加入到PP中,破坏了其分子排列的规整性,降低了PP的结晶度,导致了共混物拉伸强度的下

降〔4〕。

21112　EPDM含量对共混物热性能流变性能的影响由表1可以看出,随着EPDM含量的增加,共混物的熔点和维卡耐热温度均成下降趋势,这是由于EPDM为无定形结构,其加入PP中后,本身降低了PP晶体的浓度,同时也干扰了PP晶体的形成,所以共混物的结晶度会明显下降,这样就大大地影响了共混物的耐热性〔5〕。

从图3中可以看出随着EPDM含量的增大,体系的粘度增大,且图中曲线的斜率减小,即n值下降,共混物熔体的非牛顿性增强,流变性增大。

从表1中可以看出,MI随着EPDM含量的增加而减小,但下降的幅度不大,所以共混物的加工性能尚可。

表1　EPDM含量对共混物的热性能和熔体指数的影响Tab1EffectofEPDMcontentonthermal

propertyandMIofblend

EPDM含量/份0381317

共混物的熔点/℃1701016910166181651016312维卡耐热温度/℃153********51111491814910熔体指数/

g・（10min-12

152********211

图3　EPDM含量对共混物流变性能的影响

Fig3EffectofEPDMcontentonrheologicalpropertiesofblend12EPDM5PHR;22EPDM

8PHR;32EPDM10PHR;

42EPDM13PHR;52EPDM15PHR;62EPDM18PHR

212　抗氧剂对共混物耐老化性能的影响

通过实验发现,未经抗氧剂强化的样条,在温度为135℃,时间为168h的实验条件下,老化不足48h,

就发生粉碎性破坏,已毫无使用价值,而强化了抗氧剂的样条还保持了相当的强度,所以共混物中必须填加抗氧剂。

21211　不同品种抗氧剂对共混物老化性能的影响从图4、5中可以看出,不同品种的抗氧剂在单独使用时,其抗氧能力是不同的,其中抗氧剂1076较好,而抗氧剂264最差,共混物的耐老化性随抗氧剂用量的增加而增大,但当用量达到一定程度时,共混物的耐老化能力不再增强,甚至有所下降。

图4　不同品种的抗氧剂对共混物

老化前后拉伸强度的影响

Fig4Effectsofdifferentantioxidantsontensile

strengthofblendbeforeandafterageingtests

1-老化前;2-抗氧剂1010;3-

抗氧剂1076;4-抗氧剂264

图5不同品种的抗氧剂对共混物老化

前后断裂伸长率的影响

Fig5Effectsofdifferentantioxidantsonelongation

atbreakofblendbeforeandafterageingtests

1-老化前;2-抗氧剂1010;

3-抗氧剂1076;4-抗氧剂264

21212　抗氧剂并用对共混物耐老化性能的影响从图6、7中可以看出,并用抗氧剂的共混物的老化性能大大提高,抗氧剂1076与DSTP并用抗氧效果要好于抗氧剂1010与DSTP并用,因其含量较小时,就可达到最好的抗氧效果,而抗氧剂1010则需要较大的用量,并且抗氧剂的用量并非越大越好,而是有一最佳值。

图6　抗氧剂并用对共混物老化前后拉伸强度的影响

Fig6Effectofmixedantioxidantsontensilestrength

（下转第38页

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1

3

・

第27卷第4期赵永仙等:

EPDM/PP共混物老化性能的研究

HuQizhong

（ShanghaiSolventFactory

Abstracts

TheheatstabilityofPOMwasimprovedbyusingpolyamide（PATandcyanoguanidine（CG,withIrganox245asmainantioxidant.TheresultsshowedwhenPATandCGwerebothused,therewasasynergisticactionforthesta2bilizationofPOM.WhenIrganox245contentwas0.5%,CG0.3%andPAT0.1%,thestabilitywasthebest,re2sultinginaweightlossratioof0.365%at220℃for1h.

Keywords:

AcetalResin　　Polyamide　　Cyanoguanidine　　HeatStability

（上接第31页

ofblendbeforeandafterageingtests1-老化前;2-抗氧剂1076与DSTP并用;

3-抗氧剂1010与DSTP

并用

图7　抗氧剂并用对共混物老化前后断裂伸长率的影响

Fig7Effectofmixedantioxidantsonelongationatbreak

ofblendbeforeandafterageingtests1-老化前;2-抗氧剂1076与DSTP并用;

3-抗氧剂1010与DSTP并用

3　结论

　　11经EPDM改性的PP,拉伸强度降低,冲击强度和断裂伸长率提高,韧性提高,并在EPDM为8份左右

时出现冷拉现象。

21改性PP材料的耐热性、熔点均随EPDM含量的增加而降低。

31加入EPDM,使共混物熔体的粘度增大,熔体指数减小,熔体的假塑性增加。

41添加抗氧剂可以极大的提高共混物的耐老化

能力,但其用量有一最佳值,主辅抗氧剂并用效果较单独使用好。

其中抗氧剂1076与DSTP并用,在015份时效果最好。

参考文献

1　邓本诚,李俊山1橡胶塑料共混改性1北京:

中国石化出版

社,19961224~252

2　何曼君,陈维孝,董西侠1高分子物理1上海:

复旦大学出版

社,19901107~128

3　朱静安,包全中,项素云1塑料,1990,（4:

34　殷敬华,莫志深,纪锋1高分子学报,1987,（4:

2765　于洪杰,李孝意1弹性体,1995,（4:

8

（本文于1999-01-11收到

StudyofAgeingCharacteristicsofEPDM/PPZhaoYongxian　　RenWei　　WangXiaojun

（QingdaoInstituteofChemicalTechnology

Abstracts

StudiesofthecharacteristicsofPPmodifiedbyEPDMweremade,theeffectsofEPDMcontentonthemechani2calproperties,thermalandrheologicalpropertiesofEPDM/PP,aswellastheeffectsofdifferenttypesandcontentsofantioxidantsontheageingpropertiesoftheblend,werestudied.AfterthemodificationbyEPDM,thetensilestrengthofPPdecreased,buttheimpactstrengthandelongationatbreakofPPincreased.TheheatresistanceandmeltingpointofPPdecreasedwiththeincreaseofEPDMcontent,resultinginincreasingofmeltviscosityandpseudo2plasticity.Theuseofantioxidantimprovedobviouslytheageingresistanceoftheblend,especiallywhenmainandaux2iliaryantioxidantswereusedsynergisticly,resusltinginapreparationofPPblendwhichcouldstandagainsthightem2peratureforalongtime.

Keywords:

EPDM　　Blend　　Antioxidant　　AgeingResistance

・83・塑　料　工　业1999年