聚偏氟乙烯/氟橡胶/硅橡胶共混材料的制备、结构与性能研究 动态硫化技术和理论制备热塑性硫化胶(TPV),尤其是PP/EPDM体系TPV已经非常成熟,然而通过动态硫化技术制备特种橡/塑热塑性材料的应用研究并不多见。由于特种塑料和特种橡胶在结构和性能上与通用的PP/EPDM差异较大,采用动态硫化法制备新型氟/硅热塑性弹性体材料,对其结构和性能进行深入研究,将具有重要的理论和应用意义。 2-氯-5-氯甲基噻唑本论文以聚偏氟乙烯(PVDF)、氟橡胶(FKM)和硅橡胶(MVQ)为基材,通过简单熔融共混和动态硫化法制备氟/硅共混物。通过转矩曲线、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、差式扫描量热仪(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热重分析(TGA)、接触角实验、橡胶加工分析仪(RPA 2000)、动态流变仪、偏光显微镜(POM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱仪(EDS)和力学性能测试等手段和方法,对简单熔融共混PVDF/MVQ、动态硫化PVDF/MVQ和动态硫化PVDF/FKM/MVQ的结构与性能进行研究。
为了改善相界面的相容性,将甲基丙烯酸锌(ZDMA)引入到PVDF/MVQ中,通过过氧化物引发动态硫化对PVDF/MVQ进行原位界面改性。通过熔融共混制备的PVDF/MVQ共混材料中形成典型的“海-岛”结构。
低MVQ含量时,如PVDF/MVQ(90/10)中的MVQ以球形颗粒的形状分散在PVDF基体中;较高MVQ含量时,如PVDF/MVQ(70/30)中的MVQ则以不规则的球形或椭圆形颗粒分散在PVDF基体中。共混材料的力学性能随体系中MVQ用量的增加而下降。
共混材料熔体为假塑性流体,同时复合粘度和储能模量随MVQ用量的增加而减小。MVQ相提高了材料中PVDF相的起始结晶温度,促进了PVDF的结晶过程。 高斯玻取样
MVQ相有利于提高PVDF/MVQ共混材料的热稳定性,实验得到的残炭率要低于理论计算得到的残炭率。通过动态硫化制备PVDF/MVQ共混材料。
交联的球形橡胶颗粒形成“网状”结构。材料熔体的复合粘度随MVQ含量的增加而提高,但仍表现出假塑性行为。
等温结晶动力学和非等温结晶动力学的结果都表明交联的MVQ提高共混材料中PVDF相的结晶速率。交联的MVQ起到异相成核的作用,促进结晶过程,使晶粒变小,但较多的MVQ也阻碍晶体的生长,在共混材料中生成一定量结晶不完善的区域。
水位水温传感器交联的MVQ颗粒没有改变共混材料中PVDF相的晶体形貌和晶体结构,仍为球晶和α晶型。
木马制作与简单熔融共混PVDF/MVQ共混材料相比,动态硫化制备的共混材料具有更加优异的力学性能。
以ZDMA作为界面改性剂,以过氧化物DCP为交联剂,动态硫化法制备PVDF/MVQ/ZDMA复合材料。ZDMA的加入增大了交联MVQ粒子的粒径。
ZDMA选择性分散在PVDF相和MVQ相的界面处,在动态硫化过程中,PVDF、MVQ和ZDMA在界面处发生一系列复杂的化学反应,原位增容改善PVDF和MVQ的界面相容性和界面粘结强度,在一定程度上提高复合材料的韧性。同时,在PVDF/MVQ/ZDMA复合材料的冲击断面上出现很多不同长度和不同直径的“丝状物”,这也有助于冲击强度的提高。
随着ZDMA含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量有所下降,这主要是橡胶颗粒尺寸增加导致的。ZDMA的加入使复合材料熔体的复合粘度下降,但仍表现为假塑性流体。
为改善PVDF和MVQ的界面相容性,引入第三组分FKM,通过动态硫化法制备橡胶相为主的新型PVDF/FKM/MVQ热塑性弹性体。在该热塑性弹性体中,交联橡胶以球形粒子分散在塑料相中,橡胶球是FKM包覆MVQ的核壳结构。
在PVDF/FKM/MVQ比例相同时,核和壳同时交联的热塑性弹性体具有更加优异的力学性能。通过动态硫化制备塑料相为主PVDF/FKM/MVQ共混材料。
在PVDF基体中,形成FKM包覆MVQ的核壳结构,橡胶相的直径基本没有发生变化。PVDF和橡胶相之间的相互作用提高,抑制了PVDF分子链的结晶,导致结晶速率的下降,但FKM的加入并没有改变三元共混材料中PVDF相结晶形貌和晶体结构。
操口红
共混材料的极性随FKM含量的增加而提高。核壳结构的形成使共混材料具有更加优异的力学性能。
