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本文采用两种不同的方法制备了聚丙烯酸酯橡胶(ACM)/聚氯乙烯(PVC)热塑性弹性体(简称ACM/PVC-TPE)。方法一是直接用PVC与不同合成工艺所得ACM进行共混,其中丙烯酸酯橡胶(ACM)的合成工艺包括:溶液聚合(记为 ACM-s)及乳液聚合(记为ACM-e)制备的两种聚丙烯酸正丁酯橡胶,种子乳液共聚合制备的以聚丙烯酸正丁酯为核、聚甲基丙烯酸甲酯为壳的核壳结构聚丙烯酸酯橡胶(记为 ACM-cs )。主要考查了ACM-cs核壳比、ACM-cs核层交联剂用量、乳液均聚ACM-e用量、相容剂丁腈橡胶(NBR)用量、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)用量及溶液聚合制备 ACM-s 过程中链转移剂用量对PVC-TPE性能的影响。
结果表明:乳液聚合过程中引发剂用量、乳化剂用量及温度对 ACM-e 粒径有一定的影响,总体在80nm-230nm间浮动,溶液聚合过程中链转移剂的加入能降低ACM-s的重均分子量及动力粘度。ACM-cs核壳比为7:3时,所制得弹性体的综合性能最佳,断裂伸长率达181%,拉伸强度为24MPa;核层交联剂用量为单体用量的1.5wt%时,PVC-TPE的综合性能较佳,其中断裂伸长率为 152%,拉伸强度为 13MPa;随着 ACM-e 加入量的增加, ACM-TPE各项性能呈下降趋势,证明ACM-e与PVC相容性不好;随着ACM-e用量的增加,PVC-TPE 中增塑剂的溶剂抽出率变大,迁移率总体在一个较小的范围内变化;随着NBR用量的增加,试样的溶剂抽出率和迁移率均呈下降趋势。通过转矩流变分析可知,随着ACM-e用量的增加,共混物的塑化变得更加容易;随着NBR用量的增加,共混物平衡扭矩总体呈现增大趋势,但NBR为15份时,平衡扭矩明显减小。随着溶液聚合链转移剂用量的增加,PVC-TPE的断裂伸长率和拉伸强度总体呈现先上升后下降的趋势,撕裂强度总体呈现上升趋势,回弹率总体呈现下降趋势,硬度变化不明显。
方法二采用PVC 为基体树脂,用 NaOH碱液对其进行脱氯化氢处理得到轻度脱HCl的 PVC(DPVC)。再将此 DPVC 与丙烯酸酯单体通过原位接枝共聚制备聚氯乙烯基热塑性弹性体(DPVC-TPE)。主要考察了增塑剂用量、丙烯酸酯用量以及DPVC制备工艺对所制得的热塑性弹性体力学性能的影响。
结果表明:在实验用量考察范围内,随着增塑剂用量的增加,DPVC-TPE的拉伸强度、撕裂强度单调减小,断裂伸长率单调增加;当共聚丙烯酸酯单体用量增加时,DPVC-TPE的拉伸强度、撕裂强度均降低,断裂伸长率增加;当PVC脱氯化氢过程中所用氢氧化钠浓度为2.0mol/L时,所得DPVC-TPE的力学性能最佳,其断裂伸长率为660%,拉伸强度为18MPa。