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热塑性弹性体是一类在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料,被称为“第三代橡胶”。典型的代表是苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)。它经充油增塑、混配塑料、树脂或其他热塑性弹性体、填料及助剂共混改性后,在硬度、耐热性、拉伸强度、断裂伸长率等多方面性能有显著提高,已成功地应用于从日常生活用品(如各种工具手把、防护片等等)到医疗器材(瓶塞、面罩、吸球等等),直至工业领域(各种密封条、汽车挡板等等)的方方面面。但文献调研结果表明,对该弹性体体系研究公开报道不多,且多局限在对力学性能等与结构的简单对应上。 本课题对改性SEBS弹性体的研究,旨在建立体系组成-结构-性能-使用效能之间的关系,对具有特殊性能的弹性材料的设计提供理论依据。 本论文通过制备一系列SEBS/PP、SEBS/PP/填料等弹性体体系,系统地研究了改性SEBS弹性体体系的性能,并对体系的形态结构进行了表征,初步建立了体系形态结构和性能之间的关系。 1、通过研究充油量不同的SEBS弹性体系的性能,确定出本文改性SEBS弹性体所用的充油比例;改性剂选用热塑性塑料聚丙烯(PP)是因为其优良的力学性能和易于加工的特点以及成本低廉;由此制备出了一系列SEBS/PP以及SEBS/PP填料的弹性体体系。 2、研究了SEBS/PP和SEBS/PP/填料弹性体系的力学性能,如拉伸强度、断裂伸长率、压缩永久形变等性能随改性剂的变化情况。结合SEBS/PP体系的动态力学性能和体系的松弛现象,从分子运动的角度研究了体系的形变松弛行为,首次得到了一个适合该弹性体体系形变松弛的数学模型,为进一步克服SEBS为基体的弹性体材料的永久形变大的缺点做了基础铺垫工作。同时找出了适合表征该弹性体系压缩永久形变的方法。 3、研究体系熔融状态下的流变行为,为SEBS弹性体系的加工提供了一定的理论指导。 4、通过X射线衍射仪、热台偏光显微镜等手段研究了共混体系中PP的结晶行为,以及PP结晶在改性体系中的分布情况,得出了不同含量的PP在体系中的相态结构,初步建立了体系形态结构和性能之间的关系,为得到性能优异、具有实用价值的弹性体材料提供了一定的理论依据。