聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯(SEBS)是热塑性嵌段共聚物聚苯乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯(SBS)分子中橡胶段聚丁二烯不饱和双键经过选择加氢而制得的新型弹性体,SBS氢化后结构变成SEBS。SEBS经化学交联后,可承受张力、压力和剪切力的能力得到提高,因此为了提高材料的力学性能和拓宽SEBS的应用范围,可以在加工中加入适量交联剂对SEBS复合材料进行微交联改性。本文主要考察了过氧化二异丙苯(DCP)微交联改性对SEBS的力学性能的影响。

    1 实验部分

    1.1 主要原料

    SEBS:YH604,巴陵石化公司;DCP:工业级,上海方锐达科技有限公司。

    1.2 主要仪器

    恒温水浴锅:HH-501型,成都欣宇试验设备有限公司;平板硫化机:XLB型,青岛亚东橡胶集团有限公司;电子万能材料试验机:AG-10TA型,日本岛津仪器有限公司;转矩流变仪:RC-40,德国哈克公司;红外光谱仪:170SX型,美国热电尼高力公司。

    1.3 试样制备

    将各组分按一定配方混合、烘干,加入转矩流变仪熔融共混均匀;温度200℃,转速30r/min,时间10min。

    在平板硫化机上压制成0.5mm的薄片,一部分裁切拉伸试样;另一部分用作测试剥离强度。

    1.4 测试与表征

    红外光谱(IR)测试:利用美国Nicolet公司的170SX型傅立叶转换红外光谱仪,用衰减全反射(ATR)测试。

    交联度测试:利用索氏抽提装置进行,先将120目不锈钢网洗净,烘干,截取80mm×40mm,对折成40mm正方形,两侧边折进6-7mm钉住,制成顶端开口的袋,称质量(m1);将已交联过的SEBS样(在不同部位取样)用剪刀剪成小碎片,在分析天平上准确称取试样(准确到0.001g),将样品放于已知质量的不锈钢网袋里,称(袋和试样)质量(m2);把袋口折边钉上,构成试样包,称(袋和试样)质量(m3);

    试样包用铁丝悬吊在回流装置的烧瓶中,以二甲苯为溶剂,沸腾回流5h,冷却,取出试样袋,除去过量二甲苯后,再放入真空烘箱(温度120℃,真空度0.8MPa)中烘3h,取出试样袋于干燥器内冷却15min,取出称质量(m4)。计算公式如下:

<a href='http://www.frponline.com.cn/news/detail_32010.html' _fcksavedurl='http://www.frponline.com.cn/news/detail_32010.html' target='_blank'>交联</a>度

    力学性能测试:在室温下按GB/T528-1998进行拉伸性能的测试;按GB/T2791-1995进行剥离强度的测试,试样长200mm、宽25mm,上下夹头分离速度100mm/min。

    2 结果与讨论

    2.1 红外光谱分析

    图1是SEBS经过DCP交联后的反射式红外光谱。在红外图谱中,νc-o基团的伸缩振动区1000-1300cm-1出现了很明显的两个峰,说明复合材料中含有C-O基团;而1378.23cm-1的-CH2中C-H的弯曲振动峰向低频区移动,应该是受到了邻近吸电子基团C-O的诱导作用。综上分析及由SEBS的分子结构可知,交联反应发生在叔碳原子上,SEBS链上有两个出现叔碳原子的地方,一是PS段,一是EB段,考虑到PS段苯环的空间位阻,交联最有可能发生在EB段。本来SEBS中是无C-O键,它主要来自DCP的分解反应,这由DCP的分解机理可以看到(图2)。

<a href='http://www.frponline.com.cn/news/detail_32010.html' _fcksavedurl='http://www.frponline.com.cn/news/detail_32010.html' target='_blank'>交联</a>SEBS红外图

DCP热分解及<a href='http://www.frponline.com.cn/news/detail_32010.html' _fcksavedurl='http://www.frponline.com.cn/news/detail_32010.html' target='_blank'>交联</a>机理

    在红外图谱中还可以看到,在1600-1700cm-1也出现了弱峰,能茬这个区域出现的只有羰基的强峰和C=C双键的弱峰,参照900-1000cm-1处吸收峰存在,说明该复合材料中出现了双键。这主要是DCP在交联过程中,SEBS分子链上的氢原子被烷氧自由基夺取后生成的聚合物自由基之间发生了歧化或裂解反应,生成了双键。