產(chǎn)品詳情

TPV的彈性恢復(fù)機(jī)制與變形機(jī)制一致（見TPV的基本性能（一））?；?/span>TPV的變形行為，其彈性恢復(fù)的物理成因如下。在拉伸過程固態(tài)變形期間，PP相僅部分產(chǎn)生形變。薄PP層在赤道區(qū)域（垂直于施加的負(fù)載）產(chǎn)生形變，PP相的其余部分不受影響。在拉伸回復(fù)期間，部分PP被彈性EPDM拉回，小部分PP發(fā)生不可逆形變。TPV的微觀結(jié)構(gòu)與彈性性能兩者之間的關(guān)系為高彈性TPV的制備提供指導(dǎo)。TPV的彈性主要受橡膠相的交聯(lián)程度、TPV中橡膠顆粒的尺寸、R/P的組成比、增塑劑、填料以及加工條件的影響。

一、R/P組成比對彈性性能的影響。

通常，R/P的組成比增加導(dǎo)致TPV的彈性增加。這是因?yàn)橄鹉z相的具有高于塑性相的彈性。Kang等研究了BPE的含量對TPV彈性的影響。結(jié)果表明，高含量的BPE導(dǎo)致TPV斷裂拉伸長率增大，即BPE/PLA-TPV的較高彈性。Fu等研究表明了在一定的應(yīng)變范圍內(nèi)，殘余應(yīng)變和滯后損失隨著TPV中EPDM/PP組成比的增加而降低，表明TPV的彈性增加。

二、橡膠顆粒尺寸及塑料基質(zhì)厚度對彈性性能的影響。

研究表明，dn和IDpoly的減小可以提高TPV的彈性。例如，BIIR顆粒的dn和IDpoly隨著DV時(shí)間的增加而減少，導(dǎo)致橡膠網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)度增加，從而增加了BIR/PA12-TPV的彈性。對于具有EPDM納米顆粒的團(tuán)聚體EPDM/PP TPV，在PP基質(zhì)中具有更多、更小的橡膠顆粒形成更強(qiáng)的橡膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低了EPDM納米顆粒的團(tuán)聚從而增加了TPV的彈性，如圖1-1（a）和（b）所示。L'bee等人研究表明了具有較大橡膠顆粒（dn> 40 μm）的EPDM/PP-TPV的彈性與純PP的彈性相似，與橡膠顆粒尺寸無關(guān)；在較小的情況下，彈性隨著dn（1 μmμm）的減小而顯著提高。如圖1-1（c）所示。該研究證明了橡膠顆粒對彈性的影響存在臨界，高出臨界橡膠顆粒不會(huì)對TPV的彈性產(chǎn)生影響。具有不同dn的EPDM/PP-TPV的循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線（b）滯后損耗和永久變形（c）壓縮永久變形。

Fig.1-1 (a) Tension-recovery stress-strain curves of EPDM/PP-TPV with different dn and (b) Hysteresis loss and permanent deformation as a function of dn and (c) Compression setof the pure PP and EPDM/PP-TPV as a function of dn.

三、添加增容劑對彈性性能的影響。

由于添加增容劑可降低界面張力的作用使得減小橡膠相的尺寸，從而提高了TPV的彈性。例如，HIPS/HVPBR-TPV在添加增容劑后顯示出更高的彈性。研究表明，隨著DV的進(jìn)行，TPV中橡膠相和塑料相之間的相容性得到改善，導(dǎo)致橡膠顆粒尺寸減小，從而提高了TPV的彈性。反應(yīng)性增容導(dǎo)致基質(zhì)和橡膠相之間具有良好的粘附性，從而有助于TPV彈性的提高。

四、添加油和填料對彈性性能的影響。

由于TPV交聯(lián)橡膠的含量減少會(huì)導(dǎo)致更多的塑性變形，因此可以通過添加油改善彈性。結(jié)果表明含油量的增加提高了TPV的彈性。L'Abee研究了，油含量對PE/聚（甲基丙烯酸烷基酯）TPV彈性的影響。結(jié)果表明，在增加油含量時(shí)，由于PE基質(zhì)的移動(dòng)性增加和TPV中亞微粒化橡膠顆粒的形成，TPV的彈性得到提高， Le等人研究了，極性油和非極性油對TPV彈性的影響。結(jié)果表明，在DV后，隨著極性油和非極性油含量的增加，由于TPV中油導(dǎo)致PP的結(jié)晶度減小，從而提高了NBR/PP-TPV的彈性。研究表明，EPDM/PP-TPV的彈性隨著碳納米管（CNTs）含量的增加而增加，表現(xiàn)為隨著CNTs含量的增加永久變形和滯后損失的減小（見圖1-2）。原因是分散在TPV中的CNTs網(wǎng)絡(luò)在低應(yīng)變區(qū)域中充當(dāng)納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用。

圖1-2 CNTs用量對CNTs/TPV復(fù)合材料彈性的影響。（a）循環(huán)拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線（b）滯后損失和永久變形。

Fig.1-2 Elasticity of CNTs/TPV composites with different contents of CNTs. (a) tension recovery stress–strain curves; (b) hysteresis loss and permanent set.

TPV的流變性能及影響因素

流變性質(zhì)決定了TPV的加工性能 。TPV的流變行為一般使用毛細(xì)管流變儀和RPA等來方法測量。由于交聯(lián)的橡膠顆粒形成的強(qiáng)橡膠網(wǎng)絡(luò)，TPV的復(fù)數(shù)粘度初始值遠(yuǎn)高于塑料組分的初始值。研究表明，TPV的流變特性在低頻區(qū)由橡膠相控制，在高頻區(qū)由塑料基體控制。由于其強(qiáng)大的橡膠網(wǎng)絡(luò)和分子纏結(jié)，TPV的流變行為在低應(yīng)變、低頻率下具有橡膠彈性，但是橡膠網(wǎng)絡(luò)在高應(yīng)變、高頻率下坍塌和變形，使得TPV具有良好的熔融加工性。TPV材料中通常表現(xiàn)出假塑性和剪切稀化行為，隨著剪切應(yīng)力或頻率的增加TPV的粘度降低，如圖1-3所示。

一、R/P組成比對流變性能的影響。

由于交聯(lián)的橡膠相剪切粘度比塑料相塑性高，TPV的粘度隨著橡膠含量的增加而增加，并且隨著橡膠含量的增加，TPV中橡膠顆粒的數(shù)量和密度增加，形成了更強(qiáng)的橡膠網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致TPV熔融加工性能降低。

二、交聯(lián)劑含量及類型對流變性能的影響。

研究表明，增加交聯(lián)劑的含量會(huì)增加交聯(lián)程度，從而增加TPV的粘度，但會(huì)伴隨著加工性降低。一方面，隨著交聯(lián)程度的增加，橡膠顆粒的剛性增加，形變能力降低，導(dǎo)致TPV中橡膠網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定。另一方面，交聯(lián)劑含量的增加導(dǎo)致TPV中較小的橡膠顆粒形成，從而導(dǎo)致TPV的粘度增加。交聯(lián)劑類型的影響。Nakason等研究了不同交聯(lián)體系對TPV流變性的影響。結(jié)果表明，在給定的剪切速率下，由于硫和過氧化物均產(chǎn)生NR相的交聯(lián)反應(yīng)，并且過氧化物在HDPE相中也產(chǎn)生了一定程度的交聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致硫和過氧化物的混合交聯(lián)體系交聯(lián)的NR/HDPE-TPV中達(dá)到最高剪切應(yīng)力。在硫磺交聯(lián)的TPV中，交聯(lián)反應(yīng)僅發(fā)生在NR相中，導(dǎo)致最低的表觀剪切應(yīng)力。

三、橡膠顆粒dn對流變性能的影響。

研究表明，dn的減少使得界面表面積的增加以及橡膠顆粒間距離的減小，這兩者都傾向于增強(qiáng)橡膠網(wǎng)絡(luò)。因此，在相同剪切應(yīng)力或剪切頻率下，TPV的黏度隨著橡膠相dn的減小而增大，如圖1-3所示。在BIIR/PP-TPV中，盡管BIIR顆粒的尺寸隨著DV時(shí)間的增加而減小，但TPV中單一橡膠納米團(tuán)聚體的聚集使橡膠網(wǎng)絡(luò)惡化，從而改善了TPV的熔融加工性。

180℃下，不同橡塑比生物基BPE/PLA-TPV的復(fù)數(shù)粘度（b）210℃下，不同dn的TPV 100 s蠕變后的剪切粘度（c）210℃下，不同dn的EPDM/PP TPV隨角頻率變化的儲(chǔ)能模量和復(fù)數(shù)粘度（d）BIIR/PP-TPV樣品的儲(chǔ)能模量和復(fù)數(shù)粘度。

四、增容劑在TPV原位增容作用對流變性能的影響。

在大多數(shù)情況下，TPV的相容可以減小橡膠顆粒的尺寸，增加橡膠顆粒在TPV中的密度，從而增加TPV的粘度。Nakason等研究了PP-g-MAH的用量對TPV流變性能的影響。結(jié)果表明， 在一定剪切速率下，由于PP-g-MAH和ENR之間的化學(xué)相互作用，ENR/PP TPV的表觀剪切粘度隨著PP-g-MAH含量的增加而增加，PP-g-MAH含量為7.5%時(shí)達(dá)到最大值，如圖1-4所示。Goharpey等研究結(jié)果表明有機(jī)粘土和馬來酸酐增容作用導(dǎo)致層間厚度增加，從而減少層間滑移，增加粘度。