聚烯烃合金形状记忆聚合物

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1、聚烯烃合金形状记忆聚合物材料加工工程研究生孟兵指导老师吴智华教授摘要、●本文以热塑性弹性体SEBS和聚烯烃LDPE、HDPE、PP为主要原料，采用一步和分步硫化工艺方法制备聚烯烃／SEBS共混型形状记忆聚合物(SMP)。通过DSC、SEM、偏光显微镜、WXRD分析，测试试样力学性能和凝胶度，研究聚烯烃组成、填料种类与用量、硫化工艺、交联体系对聚烯烃／SEBS共混型SMP凝聚态结构、记忆性能和综合性能的影响，探索聚烯烃／SEBS共混型SMP结构一性能一加工关系。本文主要结论如下：一、聚烯烃／SEB

2、S共混型SMP的凝聚态结构和性能很大程度上取决于硫化工艺。分步硫化获得的SMP因具有互穿网络结构，记亿性能优良，回复性能好。一步硫化获得的SMP因为海岛结构，记忆性能较差。二、共混树脂通过作用于互穿网络结构微区结构，影响共混型SMP的记忆性能。LDPE／SEBS(25／25)共混型SMP的综合性能较好，结晶度(约45％)适中，在100"(2热水中的回复率为96％，室温(20℃)固定率83％。PP／SEBS(25／25)共混型SMP互穿网络结构中各相区尺寸细小均匀，虽然回复率较LDPE／SEBS(

3、25／25)共混型SMP低，仅80％，但是固定率最高为96％。HDPE／SEBS(25／25)共混型SMP互穿结构各相粗大，回复率、固定率较低。三，SEBS含量对共混型SMP记忆性能有显著的影响．增加SEBS含量，LDPE／SEBS共混型SMP形状回复率增加；形状固定率先缓慢后快速降低；当SEBS含量60％时，固定率只有80％左右。SEBS含量为30～40％综合性能最宜。四、分步硫化中第一步硫化时DCP用量对SMP回复率、形状固定'‘u。聚烯烃合金形状记忆聚合物率和力学性能几乎无影响。二次硫化时

4、DCP用量对LDPE／SEBS共混型SMP凝胶率有一定的影响，对共混型SMP拉伸强度、屈服强度影响不大；随着DCP用量增加，共混型SMP模量和断裂伸长率增大，形状固定率和形状回复率略有增加。五、纳米填料(二氧化硅、氧化锌、蒙脱土)能改善LDPE／SEBS共混型SMP的拉伸强度、屈服强度和形状记忆性能。纳米二氧化硅对sMP的拉伸强度、断裂伸长率提高幅度最大，比纳米氧化锌约大5MPa。蒙脱土对提高共混型SMP固定率有利。玻璃纤维增强的效果较差。六、LDPE／SEBS共混型SMP记忆特性为：形状回复率

5、随形变温度升高而增大的幅度不大，固定率几乎不受形变温度影响；回复率随回复温度变化明显；25℃时，形状回复率约15％，95"C时，回复率高达90％以上。值得注意的是，超过60℃后，回复温度对回复率的影响十分显著；回复率随形变率变化不大，但是形状固定率则随着形变率增大呈上升趋势，最后达到平衡值。七、LDPE／SEBS共混型SMP的玻璃化温度与SEBS含量和DCP用量几乎无关。分步硫化中第二次硫化时DCP用量对共混型SMP结晶度有影响。八、经偏光显微镜和WXRD分析，共混型SMP拉伸前的结晶度小，晶粒

6、较粗大，经拉伸后，其结晶度明显增大，并存在取向结晶。关键词：动态硫化、SEBS、SMP、形状记忆、智能材料2SEBSMatrixPolyolefinShapeMemoryPolymerAlloyMaterialProcessingEngineeringCandidate：MengbingDirector：Prof．WuZhihuaAbstractShapememorypolymerAlloy(SMPA)basedonthermoplasticelastomerStyrene—ethylene—b

7、utadiene-styreneblockeopplymer(SEBS)andpolyolefin(LDPE，HDPEandPP)werepreparedbytwoprocessingmap：onestepwayandstep—by—step．OnestepwaywhichDirectblendedtheandplyolefin；step—by—stepwaywhichwasfirstdynamicvulcanized，thenblendingitwithpolyolefin(LDPE，HDPE

8、andPP)．Theirmechanicalpropertiesandmemorycapabilitywereinvestigated．Theeffectoftheformulateion，filling，vulcanization，processingandcurvingsystemoncondensedstate，memorycapabilityandcomprehensivepropertiesofmatrixSMPAwerefurthersearched．Themorphologyofm