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1、XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-1-目 录 摘要 关键词 Abstract Key Words 1 文献综述1 1.1 丁基橡胶简介1 1.2 丁基橡胶的用途1 1.3 丁基橡胶的缺点3 1.4 橡胶与聚丙烯共混的究3 1.5 溴化丁基橡胶的再生利用5 1.6 本课题的研究意义及目的7 2 实验部分7 2.1 实验的试剂与仪器7 2.2 溴化丁基橡胶与聚丙烯的共混8 3 结果与讨论 9 3.1 相容剂氯化聚乙烯的用量对橡塑共混物拉伸性能的影响9 3.2 共混比对橡塑共混物拉伸性能的影响10 3.3 共混温度对橡塑共混物拉伸性能的影响11 3.4 共混时间对橡塑共混物拉伸性能的影响12
2、 3.5 硫化温度对橡塑共混物拉伸性能的影响13 4 结论14 参考文献15 致谢17 XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-2-交联溴化丁基橡胶与聚丙烯共混改性的研究 摘要：通过交联溴化丁基橡胶与聚丙烯的共混改性，使得交联的溴化丁基橡胶具有较好的机械性能以及加工性能，本文研究了共混比、相容剂用量、开炼温度、开炼时间、硫化温度等相关工艺条件。结果表明在橡塑共混比为 3:1，相容剂用量为总质量的 7%，开炼温度与时间为 150、10min，硫化温度为 170时，可获得综合性能较好的共混胶料。关键词：交联溴化丁基橡胶；聚丙烯；氯化聚乙烯 The blends modification of C
3、rosslinked bromobutyl rubber and polypropylene Abstract:In the interest of fine mechanical properties and processing performance,the crosslinked bromobutyl rubber was modified by blend with the polypropylene in this paper.The blend ratio of the crosslinked bromobutyl rubber and the polypropylene,the
4、 dosage of inosculating reagent,the mixing temperature,the mixing time,vulcanization temperature,and other related conditions were researched.The result show that:the optimal blend ratio was 3:1 in the rubber blend,the dosage of inosculating reagent was 7%of the mass percent,the mixing temperature a
5、nd time were 150 and 10min,the vulcanization temperature is 170.the obtained blend rubber was material with better integration performance.Key Words:Crosslinked bromobutyl rubber;Polypropylene;Chlorinated polyethylene XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-3-1.文献综述 1.1丁基橡胶简介 丁基橡胶（简称 IIR）是世界上第四大合成橡胶（SR）胶种，是异丁烯和异戊二烯在 F
6、riedel-Craft 催化剂作用下进行阳离子聚合反应的产物，外观为白色或淡黄色晶体，无臭无味，玻璃化温度很低，不溶于乙醇和并丙酮1。由于丁基橡胶具有优良的气密性和良好的耐热、耐老化、耐酸碱、耐臭氧、耐溶剂、电绝缘、减震及低吸水等性能，使得其广泛应用于内胎、水胎、硫化胶囊、气密层、胎侧、电线电缆、防水建材、减震材料、药用瓶塞、食品（口香糖基料）、橡胶水坝、防毒用具、粘合剂、内胎气门芯、防腐蚀制品、码头船护旋、桥梁支承垫以及耐热运输带等方面2。聚异丁烯的合成研究最早于 1937年被美国标准石油公司位于新泽西的实验室发现。1943年埃克森公司在美国 BatonRouge 工厂实现了丁基橡胶的工业
7、化生产3。其后性能更好的卤化丁基橡胶（HIIR）也被发现，1954 年 BF Goodrich公司开始溴化丁基橡胶(BIIR)工业化生产，1961 年埃克森公司开始氯化丁基橡胶(CIIR)工业化生产4。目前，世界丁基橡胶的生产基本上被埃克森和拜耳两大公司所垄断，其生产能力占世界总量的 79%。由于技术上的垄断，因而丁基橡胶价格昂贵，由于我国的丁基橡胶产量仅 20万吨/年，在很大程度上仍然依赖进口。而我国目前主要是以化学法中的高温、高压动态脱硫的方法进行再生5。该法能耗较大、时间长、生产效率低 、成本高，且仍有些污染环境。所以交联丁基橡胶的再生利用就成了橡胶工业亟待解决的问题之一。1.2 丁基橡
8、胶的用途 丁基橡胶的用途很广泛。涉及到医药包装、防噪音材料、建筑、汽车轮胎等行业。1.2.1 丁基橡胶在药用瓶塞上的应用 药用制剂的瓶塞由于与药品直接接触直，接关系到患者的用药安全。目前使用的主要是天然橡胶瓶塞，天然橡胶是以三叶木流出的乳液经凝固处理后制成的。化学稳定性和生物安全性都难以保证，容易与药品发生相互反应而影响质量，且气密XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-4-性差，特别是输液瓶瓶塞对患者的影响更大。而药用丁基橡胶瓶塞是用合成的弹性材料制成的，是粉针剂和输液制剂等药品的主要包装材料之一6。其具有气密性好，化学稳定性强，保质期长，抗自氧、耐老化、耐高低温的特点，能明显提高药品的包
9、装质量，为安全用药提供保障。1.2.2 丁基橡胶在防噪音材料上的应用 现在，防噪音和隔音用的片状材料已被用在家电、办公自动化机器、汽车、家具，建筑方面等的外壳部分，压缩机周围，地面，给排水等方面7。最近，市场要求小型化，高性能化及改善社会环境；再者为了使居住环境优美，生活环境舒适，要求防音隔音胶片提高耐热性与耐久性。1.2.3 丁基橡胶在建筑上的应用 在第二次世界大战后的房屋建筑中，屋面多采用平顶式，特别是多层住宅的房屋更是将屋面做成平坦式的。当然，这种平缓的屋面坡度会使屋面接收的雨水向外排泄的时间延长。同时局部积水的可能性增加。此时，雨水从混凝土板的裂纹侵入。往往在建筑物内部产生漏水现象。而
10、再生丁基橡胶分子链饱和度较高。因此作为屋面材料，它具有良好的耐候性。且对臭氧与紫外线作用表现稳定。又由于耐热性，耐水性好，即使在屋面上长期暴露其物理性能仍然稳定。而作为片材防水层，其表面的保护装饰涂层密封性良好，保护性涂料不易产生粉化，被认为是可靠的防水层。同时，由于丁基橡胶再生胶制成的不硫化橡胶片材质地柔软。因此能与屋面防水基础中固有的出入角及转角，屋顶排水管道，落水管等异形建材都很好地结合在一起。所以在容易成为防水弱点的部位不致产生漏水现象8。1.2.4 丁基橡胶在浇铸缝隙密封材料上的应用 以丁基再生胶为主要原料的密封材料的最大优点是在与水泥浆并用时，随着水泥的固化，密封材料原封不动地与水
11、泥结合在一起形成密封层，止水效果好，因而被大量使用。与用聚氯乙烯或金属制成的止水板相比，由硫化橡胶制成的止水板具有以下优点：止水效果明显提高，止水板间的粘合作业简易可靠，且较为经济9。1.2.5 丁基橡胶在轮胎上的应用 XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-5-IIR已成为第四大合成橡胶品种。它是制造车轮内胎的最好原料，也是优质子午线轮胎的必需原料。IIR的突出特点是气密性好，其气密性是天然橡胶的20倍。耐老化性能是天然橡胶的10倍。高气密性使IIR内胎具有较高的空气保持率，可长时间保持稳定的充气压力，减小了外胎的滚动阻力。而且使外胎磨耗均匀，大大延长了外胎的使用寿命，不仅节约了燃料，还增
12、大了驾驶的稳定性和安全性。汽车在高速公路上行驶时，要求轮胎有较高的耐热性。而天然橡胶轮胎无法满足，必须使用IIR内胎。IIR具有优良的耐热性及抗撕裂性，IIR内胎长时间暴露于热环境下仍可保持良好的拉伸强度及撕裂强度10。1.3 丁基橡胶的缺点 以天然橡胶制品汽车内胎为原料的再生橡胶，已被大量用于粘胶带用的粘合剂（压敏粘合剂）中。丁基胶制品是硫化胶或称为交联胶，它的回收应用存在一个再生的问题。第二此世界大战后，由于将气密性好的丁基橡胶内胎变成再生胶后再利用的技术还未开发，因而丁基橡胶内胎将不断堆积起来，其量越来越多，逐渐演变成社会问题。再生胶工艺由于生产技术的滞后，再生过程中存在较严重的二次污染
13、。多年来被人们称为“夕阳工业”，世界发达国家已于上世纪80年代基本停止了再生胶的生产。即使生产出了再生胶也未能很好地加以利用。其主要原因是再生丁基橡胶再交联困难。而再交联困难是由于再生胶中的不饱和键少的缘故。因而不能制成致密牢固的硫化橡胶制品，且硫化速度慢、弹性小、强度低，粘着性较差，故丁基橡胶难以回收利用是其致命的缺点11。1.4 橡胶与聚丙烯共混的研究 1.4.1 NBR/PP共混体系 韩吉彬等研究了马来酸酐接枝聚丙烯(MP)、氯化聚丙烯(CPP)以及端胺基液体丁腈橡胶(ATBN)和马来酸酐接枝聚丙烯复合增容剂对NBR/PP共混体系的增容效果12。采用溴化树脂体系、酚醛树脂体系和DCP体系
14、，分别对共混体系的动态硫化效果进行了讨论。研究了DOP和聚酯对共混体系的增塑效果及耐油效果的影响。对TPV的相态结构、力学性能和耐热油性能研究表明：用ATBN/MP增容的共混体系经酚醛树脂动态硫化后,可以获得相态结构精细、性能优异的TPV;聚酯增塑剂是XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-6-NBR/PP共混体系的一种比较理想的增塑剂。1.4.2 EPDM/PP共混体系 田明等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
15、构和流变性能的影响13。结果表明，PP-g-MP能够提高EPDM/PP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/PP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。1.4.3 CIIR/PP 共混体系 柳学义等采用橡胶与塑料共混改性的方法，制备了具有较好工艺性能的CIIR/PP共混物,通过试验确定了各种配合剂(如炭黑、促进剂DM、促进剂TMTD和氧化
16、锌等)的最佳用量14。试验结果表明，随着炭黑用量的增大，共混硫化胶的硬度、拉伸强度、撕裂强度逐渐增大，拉断伸长率减小，拉断永久变形变化不大，但增大炭黑用量会延长胶料混炼时间，确定炭黑的最佳用量为3040份；随着氧化锌用量的增大，共混硫化胶的拉伸强度、撕裂强度先增大后减小，当氧化锌用量为5份时,拉伸强度、撕裂强度最大，拉断伸长率和拉断永久变形减小，确定氧化锌的最佳用量为5份；采用促进剂DM和TMTD并用，随着促进剂DM用量的增大，共混硫化胶的硬度和断裂伸长率略有增大，拉伸强度、拉断永久变形、撕裂强度均减小，随着促进剂TMTD用量的增大，共混硫化胶的硬度和拉断永久变形增大，拉伸强度、撕裂强度先增大
17、后减小，拉断伸长率减小，确定促进剂DM和TMTD的最佳用量分别为2和1份。按配方CIIR90，PP10,炭黑30，氧化锌5，氧化镁2，促进剂DM 2，促进剂TMTD1，硬脂酸制备了CIIR/PP 共混硫化胶，并与CIIR硫化胶进行性能对比，结果表明，两种胶硬度相差不大，CIIR/PP共混硫化胶的拉伸强度略有降低，拉断伸长率提高约35%，拉断永久变形增大，撕裂强度提高了13.4 kNm-1。CIIR与PP共混改善了CIIR的加工性能和制品的脱模性能。此外，用密炼机进行混炼时，应先将PP 放入密炼机中，待PP熔融后再加入CIIR，否则会使制品产生大量气泡。XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-
18、7-1.5 溴化丁基橡胶的再生利用 溴化丁基橡胶是丁基橡胶与溴元素在一定条件下反应的产物，其基本化学结构为：CCH3CH3H2CH2CCCH3CBrH2Cmx 溴化丁基橡胶除了保留了丁基橡胶的低透气性，高减震性，耐老化性，耐侯性，耐臭氧性及耐化学药品性等特性外，还增加了以下特性：硫化速度快；与天然，丁苯等橡胶的相容性能好；与天然,丁苯等橡胶的粘接性改善；可单独用氧化锌硫化，硫化方式多种多样；有较好的耐热性15。因此广泛应用于医药及交通行业，但是由于技术和成本等原因，国内所用的溴化丁基橡胶还多依靠进口，并且价格较高。而在实际生产中会产生许多废弃的溴化丁基橡胶，这既是资源的浪费也会造成较大的环境污
19、染。近年来资源的不断消耗，人们对节约能源、保护环境的呼声越来越高，因而在橡塑共混的研究上人们作出了许多研究，其中研究中以橡胶与聚丙烯共混来获得材料的较好性能，而交联溴化丁基橡胶与聚丙烯共混同样也能获得性能较优良的共混物16。1.5.1 影响交联溴化丁基橡胶与聚丙烯共混物性能的因素 由于本课题中选用的交联溴化丁基橡胶是药用瓶塞的边角料，胶料中含有交联剂等助剂，因此影响交联溴化丁基橡胶与聚丙烯共混物拉伸性能的因素有相容剂的选取及用量、橡塑共混比、混炼条件（温度，转速，辊间距，混炼时间等）、硫化条件。(1)相容剂的种类以及用量 溴化丁基橡胶是典型的极性橡胶，聚丙烯(PP)是典型的非极性塑料,两者相容
20、性很差,直接共混所得的材料并无实用价值,此时可采用动态全硫化技术或者增容技术、互贯网络结构（IPN)技术、反应挤出技术、分子复合技术等。潘炯玺等人研究表明氯化聚乙烯（CPE）对极性橡胶丁腈橡胶与聚丙烯共混有较好的增容作用，并且随着 CPE中含氯的增加以及CPE用量的增加，增容效果有提高17。XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-8-(2)橡塑共混比 交联的橡胶具有弹性形变大、弹性模量小、结构上为交联网状结构等特点，而聚丙烯透明性好、密度小、耐热性好、力学性均衡、价格低、无毒、耐腐蚀性好、电绝缘性优良、加工性好、较高的结晶度使其刚性和耐折叠性极其优良。但聚丙烯的高结晶度也造成韧性差,特别是低
21、温韧性极差(脆化温度8)、成型收缩率大等缺点。因此二者的共混比例在2:1到6:1变化时共混物的脆韧性有极大变化18。(3)共混温度 交联的溴化丁基橡胶橡胶是空间网状结构，它的分子间有比生橡胶分子间的范德华作用力更强的化学键，因此需要一定的机械力作用和温度来打断分子链，这样有助于改善交联橡胶与聚丙烯共混均匀程度19。共混温度同样对交联的溴化丁基橡胶中存在的一些助剂有影响，温度过高会使交联胶料中的助剂分解而降低共混胶料的硫化成型效果，从而影响到溴化丁基橡胶与聚丙烯共混物的性能。(4)共混时间 共混时间与共混温度同样影响着共混胶料的性能。共混时间越长对交联溴化丁基橡胶与聚丙烯的混合均匀越高，共混物性
22、能也越高，但是共混时间越长胶料中的添加剂以及 CPE 分解也越严重，这样反而降低了胶料的性能。因此合适的共混温度下选择合适的共混温度才能获得较好性能的共混胶。(5)模压温度、时间、压力 对于交联溴化丁基橡胶与聚丙烯的共混，由于胶料中存在原来添加在溴化丁基橡胶中的交联剂等一些助剂，因此共混胶料的硫化依然与普通橡胶的硫化成型一样，与硫化温度、时间、压力有关。硫化压力有助于提高胶料的流动性，利于充满模腔，使制品密致，物理机械性能有所提高20；在胶料的硫化过程中一些低分子物受热气化以及所含空气逸出，施加压力可以阻止气泡的形成。提高硫化温度可以缩短流花时间，加速硫化交联反应的同时也加速了分子断链反应，结
23、果使硫化曲线的正硫化阶段时间缩短，更快的进入过硫阶段而难以得到性能优异的硫化胶。此外硫化温度的过高会导致助剂分解，共混胶料的性能也会降低。共混胶料也需要合适的XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-9-硫化时间，时间太长则过硫，时间太短则欠硫，对制品性能都不利。因此只有在合适的硫化温度、时间、压力下才能得到性能优异的制品21。1.6 本课题的研究意义 废旧橡胶主要来源于废轮胎、废胶鞋、废胶管、胶带等橡胶制品，其次来源于橡胶生产过程中产生的边角料及废品，它属于工业固体废物中的一大类，作为可资源化高分子材料的循环再生利用，已引起世界各国的关注22-23。这些橡胶中溴化丁基橡胶因其优异的低透气性，
24、高减震性，耐老化性，耐侯性，耐臭氧性，耐化学药品性以及易于硫化等特点被广泛应用于医药包装、轮胎等行业，而目前由于技术和成本的原因，国内现在使用的溴化丁基橡胶大部分依靠进口，国外溴化丁基橡胶的生产装置仅为美国埃克森公司和德国朗盛公司所独有，我国市场、价格长期处于国外垄断控制之中，因此其价格较昂贵。相反在溴化丁基橡胶制品的生产中会产生较多的边角废料，这样造成浪费的同时也给环境带来了污染24。为保护人类生存的环境，减少废旧橡胶对环境的污染，实现废旧橡胶资源综合利用是当务之急。开展废旧橡胶资源回收利用是实施可持续发展、保障经济增长的重大措施之一；是变废为宝、化害为利、防治废旧橡胶污染、保护环境的重要途
25、径；是发展循环经济、使废旧橡胶减量化、无害化、资源化再循环、再利用的手段；是履行国际环境公约、做好环境外交工作的重要基础。我国是消耗橡胶的大国，但又是橡胶资源十分匮乏的国家，而再生胶和胶粉是生橡胶的补充资源，是我国橡胶工业不可缺少的主要原材料之一。自上世纪60年代，人们首次采用三元乙丙橡胶（EPDM）增韧聚丙烯，其后又陆续出现了其他种类橡胶的改性体系。近年来，国内外在卤化丁基橡胶的再生改性的研究，交联溴化丁基橡胶再生利用的研究也有报道25，其中以将将交联胶粉与生胶混合以及机械再生为主，对于交联溴化丁基橡胶与塑料共混利用的研究国内未见报道。本课题对交联溴化丁基橡胶与聚丙烯共混条件相关研究，希望获
26、得性能较优异的共混胶料并研究不同条件下胶料性能变化趋势，进而研究解决废溴化丁基橡胶的回收利用问题。XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-10-2 实验部分 2.1 实验的试剂与仪器 2.1.1 实验试剂 试剂 纯度 生产厂家 氯化聚乙烯（Cl%=35）工业纯 三义化工 废溴化丁基橡胶 工业纯 应城市恒天药业包装有限公司 聚丙烯 WH-T30S 工业纯 中石油化工股份有限公司武汉分公司 2.1.2 实验仪器 仪器 型号 生产厂家 开放式炼胶（塑）机 X(S)K-160 上海双翼橡塑机械有限公司 0.25MN平板硫化机 QLB-D350*350*2 宜兴轻工机械厂 万能电子拉力机 AG-10K
27、NA 日本岛津 2.2 溴化丁基橡胶与聚丙烯的共混 2.2.1 废溴化丁基橡胶的开炼 将废溴化丁基橡胶在开放式炼胶（塑）机上开炼 10min。前后辊温分别为100、90，前 5min 辊间距为 0.4mm，后 5min 辊间距为 0.2mm。将炼过的废橡胶用剪刀剪碎。2.2.2 废溴化丁基橡胶粉与聚丙烯的共混 用天平称取一定比例的交联溴化丁基橡胶与聚丙烯的共混胶料，二者混合后在开炼机中开炼，设定好前后辊温，辊间距为 0.2mm，开炼中不断翻辊胶料。在开炼橡塑共混物 3min 后加入相容剂再开炼一定时间。2.2.3 共混胶的硫化压片 将共混后的胶料称取 15g，放入平板硫化机先预热 5min，再
28、加压保压硫化，期间排气 3 次，压力为 12MPa。到达硫化时间后取出模具冷压 10min，取出板材，用冲片机压将板材压成哑铃型样，并将其放置 4h 以上。2.2.4 共混胶的力学性能测试 XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-11-参考测试标准为 GB/T 2941，用螺旋测微仪分别将样条的宽度及厚度，每个数据分别测三个不同位置取平均值。在用游标卡尺在样条上测出 2.5cm，并画出线条标明。开启电子拉力机，设置好拉伸参数：拉伸速度为 10mm/min、单向拉伸。将样条夹在拉力机的夹子上，夹子口与样条上的刻度线重合，在计算机上清零、运行，记录下数据。2.2.5 共混条件的摸索 在上一组实验
29、中找到一组拉伸性能较优的共混胶料，将这一组实验中变量作为下一实验组的条件，依次完成所有实验。最终所得的条件即为最优共混条件。3 结果与讨论 实验中探索了相容剂用量，橡塑比，共混温度，共混时间，硫化温度等对橡塑共混物拉伸性能的影响，其结果分述日下。3.1 相容剂氯化聚乙烯的用量对橡塑共混物拉伸性能的影响 相容剂氯化聚乙烯的用量对橡塑共混物拉伸性能的影响结果如表 1 所示：表 1 相容剂用量对橡塑共混物拉伸性能影响 实验编号 1 2 3 4 5 6 CPE 用量（%）0 1 3 5 7 9 拉伸强度 Mpa 2.993 3.133 3.355 3.572 3.740 3.2871 断裂伸长率 11
30、.04 15.685 15.832 16.463 18.267 13.660 注：,m橡/m塑=2:1，T混=150，t混=10min，T硫化=180,t硫=20min 相容剂氯化聚乙烯的用量对橡塑共混物拉伸性能的影响图示如下：由图 1 可以见：在一定共混比、混炼温度和时间、硫化温度和时间等条件下，随着相容剂氯化聚丙烯用量的增加，橡塑共混物的拉伸强度、断裂伸长率均增加，但当氯化聚乙烯用量为 7%时,共混物的性能达到最高值，再增加氯化聚乙烯用量，拉伸强度和断裂伸长不再上升反而下降。氯化聚乙烯是是高密度聚乙烯(HDPE)分子结构中仲碳原子上的氢原子经氯原子取代后得到的一种高分子无规氯化物。氯化聚乙
31、烯的结构与 PVC 和 PE的嵌段共聚物类似，由于 PE是部分结晶的高聚物，进 XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-12-行氯化反应时，反应主要发生在非晶区,PE 非晶区氯化产物结构同 PVC 相似，而晶区未氯化部分仍为 PE。氯化的非晶区与溴化丁基橡胶的相容性较好，未氯化的晶区则与聚丙烯的相容性较好。因此随着氯化聚乙烯用量增加，橡胶与聚丙烯的相容性提高，共混物的性能也在提高。在本实验条件下，相容剂氯化聚乙烯用量为橡塑总质量的 7%时，共混物的性能较好。在相容剂用量大于7%后可能是用量过多氯化聚乙烯反而充当了阻隔剂，其成分增加造成了共混物性能的降低。3.2 共混比对橡塑共混物拉伸性能的影
32、响 共混比对橡塑共混物拉伸性能的影响结果如表 2 所示：表 2 橡塑共混比对橡塑共混物拉伸性能影响 实验编号 7 8 9 10 11 m橡/m塑 6:1 5:1 4:1 3:1 2:1 拉伸强度 Mpa 2.271 2.429 2.865 4.785 3.740 断裂伸长率 90.522 60.010 27.940 22.685 18.267 注：CPE用量=7%，T混=150，t混=10min，T硫化=180，t硫=20min 共混比对橡塑共混物拉伸性能的影响，见图 2。0%1%3%5%7%9%2.83.03.23.43.63.8 拉伸强度断裂伸长率相容剂用量占总质量MPa(拉伸强度)101
33、11213141516171819%(断裂伸长率)图3.1 相容剂用量对橡塑共混物拉伸性能的影响XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-13-由图 2 可以看出：随着橡塑共混物中聚丙烯比例的增加，共混物的拉伸强度先增加，达到 3:1 时，断裂强度最大，随后逐渐降低。断裂伸长率呈下降趋势。就拉伸强度而言，在橡塑共混比为 3:1 时，共混物性能较好。聚丙烯为结晶型聚合物，其模量大，断裂伸长率小，而交联溴化丁基橡胶则具有弹性模量高，断裂伸长率大的特点，因此橡塑比减少时共混物的拉伸强度增大，断裂伸长率下降。在共混比从 3:1 下降到 2:1时，橡胶与塑料的协同效应减弱，因而拉伸强度随共混比下降而下降
34、。3.3 共混温度对橡塑共混物拉伸性能的影响 共混温度对橡塑共混物拉伸性能的影响结果如表 3 所示：表 3 混炼温度对橡塑共混物拉伸性能影响 实验编号 12 13 14 15 16 混炼温度（）130 140 150 160 170 拉伸强度 Mpa 3.760 4.032 4.785 3.132 2.870 断裂伸长率 20.051 21.756 22.685 18.315 13.739 注：CPE用量=7%，m橡/m塑=3:1，t混=10min，T硫化=180，t硫化=20min 6:15:14:13:12:11.52.02.53.03.54.04.55.0拉伸强度断裂伸长率m橡/m塑MP
35、a(拉伸强度)图2 橡塑共混比对橡塑共混物拉伸性能的影响 102030405060708090100%(断裂伸长率)XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-14-1301401501601702.53.03.54.04.55.0 断裂强度断裂伸长率(混炼温度)MPa(断裂强度)图3 共混温度对橡塑共混物拉伸性能的影响141618202224%(断裂伸长率)共混温度对橡塑共混物拉伸性能的影响，见图 3。由图可以看出：在 150以前共混物性能随共混温度的增加而增加；在 150以后其性能反而随温度增加而下降。聚丙烯的熔融温度为 169，但在开炼机的机械作用下 130开始熔融。一般条件下，共混温度的
36、增加使聚丙烯熔融完全，有利于混合均匀和材料性能的提高，但由于共混胶中含有交联剂 ZnO等助剂以及增容剂氯化聚乙烯。氯化聚乙烯的分解温度 170，废橡胶中必不可少地存在一些小分子，而小分子的加入也会使其分解温度降低。另外开练过程中可能出现局部高温导致氯化聚乙烯分解，这些小分子成为高分子间的润滑剂，使共混胶的力学性能下降，因此在 150时氯化聚乙烯出现分解从而使共混胶的性能出现随共混温度增加而下降的趋势。3.4 共混时间对橡塑共混物拉伸性能的影响 共混时间对橡塑共混物拉伸性能的影响结果如表 4 所示：表 4 混炼时间对橡塑共混物拉伸性能影响 实验编号 17 18 19 20 21 混炼时间（min
37、）5 10 15 20 25 拉伸强度 Mpa 3.541 4.785 5.017 4.923 4.817 XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-15-断裂伸长率 17.927 22.685 28.314 27.732 26.017 注：CPE用量=7%；m橡/m塑=3:1；T混=150；T硫化=180；t硫化=20min 共混时间对橡塑共混物拉伸性能的影响，见图 4。由图中可以看出：橡塑共混物拉伸性能随共混时间的增加而增加，在共混时间为 15 min 后其拉伸性能不再增加并达到一个峰值，而后出现下降趋势，但下降幅度并不大。本实验条件下共混时间的增加有利于共混，在共混时间为 15min 时
38、胶料也趋于均匀，但长时间的共混同样也会使助剂和相容剂的缓慢分解，同样也会造成橡塑共混物的拉伸性能出现小幅度下降。3.5 硫化温度对橡塑共混物拉伸性能的影响 硫化温度对橡塑共混物拉伸性能的影响结果如表 5 所示：表 5 硫化温度对橡塑共混物拉伸性能影响 实验编号 22 23 24 25 26 硫化温度/170 175 180 185 190 拉伸强度 Mpa 4.931 5.115 5.017 4.933 4.721 断裂伸长率 23.710 30.211 29.814 29.530 27.314 5101520253.43.63.84.04.24.44.64.85.05.2 拉伸强度 断裂伸长
39、率min（混炼时间）MPa(拉伸强度)图3.4 共炼时间对橡塑共混物拉伸性能的影响18202224262830%(断裂伸长率)XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-16-注：CPE用量=7%，m橡/m塑=3:1，T混=150，t混=15min，t硫化=20min 硫化温度对橡塑共混物拉伸性能的影响，见图 5。由于在实验中使用聚丙烯的熔融温度在 169左右，因此温度变化选取 170以上。在 175以前，橡塑共混物的拉伸性能随温度的增加，其流动性在增加，所压出的板材也更加紧密，气泡也少，因此所得的共混物的拉伸性能也增加，而在175以后硫化温度再增加，共混物中的硫化助剂和氯化聚乙烯的分解也越来越
40、严重，分解产生的气体也成为小气泡留在共混物中。同时这些物质的分解也使得硫化效果变差，因此随着硫化温度的增加，共混物的拉伸性能下降。4 结论 综合上述，对交联溴化丁基橡胶与聚丙烯共混的影响因素的研究，可以得出如下结论：(1)共混物的性能由共混物的组成，混合的均匀程度和硫化温度等因素决定。而混合的均匀程度可通过共混温度、共混时间等参数来控制。(2)对于交联溴化丁基橡胶与聚丙烯的共混物的拉伸性能的影响较大的因素是共混比。橡胶的用量增加有利于断裂伸长率的提高，塑料的用量增加有利于拉伸强度的提高。1701751801851904.74.84.95.05.1 断裂强度 断裂伸长率(硫化温度)MPa(断裂强
41、度)图5 硫化温度对橡塑共混物拉伸性能影响232425262728293031%(断裂伸长率)XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-17-(3)在相容剂氯化聚乙烯用量为 7%、橡塑共混比为 3:1、开炼温度为 150、开炼时间为 15min、硫化温度为 175时所制得的橡塑共混物的拉伸强度较好，达到 5.115MPa，但断裂伸长率下降为 30.2%，塑性有所降低。XX 大学化学与材料科学学院本科毕业论文-18-参考文献 1韩秀山.丁基橡胶功能化品种J.四川化工与腐蚀控制,2002,5(3):53-55.2张雪琪,张杰.丁基橡胶基本性能研究J,石化技术,2005,12(2):1-4.3梁星宇
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