关键词：聚丙烯;;弹性体;;微观形态结构;;力学性能;;交流击穿强度
摘 要：聚丙烯树脂以其化学性质稳定,抗拉抗弯性能强,介电特性优异,具有很高的击穿强度等优异的理化特性而被广泛的应用于各个领域。但随着聚丙烯的需求日益增大,人们对聚丙烯材料的要求越来越高,其低温下容易脆断、韧性差、成型收缩率高等缺点也日益显现,这些缺点都严重限制了聚丙烯树脂在高压绝缘领域的应用。对于聚丙烯材料的增韧改性研究己经越来越成为热点。增韧改性后的聚丙烯材料可以大量地应用于高压电缆工业,具有较宽的发展前景。热塑性弹性体,也称作人造橡胶或者合成橡胶。它是在常温条件下,表现出类似橡胶一样的弹性性能;在高温的条件下,又表现出可以塑化成型的塑性性能的一类弹性体材料。本课题选用聚丙烯(PP)分别与乙烯-辛烯共聚物(POE)弹性体、苯乙烯—乙烯/丁烯—苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)熔融共混,制备出不同质量分数(20%、25%、30%)的弹性体/PP复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)试验、示差扫描量热法(DSC)、断裂拉伸力学测试、动态力学分析(DMA)测试、交流介电强度测试等实验对PP及复合材料的微观形态、结晶特性、力学性能以及交流介电强度进行比较研究。SEM结果表明复合材料微观形貌呈现弹性体均匀分布在PP中构成的“海岛结构”,随着复合体系中弹性体含量的增加,岛相浓度与尺寸均增大。在相同组分条件下,SEBS/PP复合材料的岛相尺寸明显小于POE/PP复合材料的岛相尺寸。DSC结果表明当弹性体含量增加时,复合材料结晶度略有下降,但结晶温度(Tc)和结晶熔融温度(Tm)无明显变化。断裂拉伸力学测试结果表明165℃下复合材料的热延伸形变量均大于PP的热延伸形变量,且随弹性体含量增加复合材料热延伸形变量逐渐增加,30%组分的POE/PP复合材料热延伸形变量升至11%。30%组分SEBS/PP复合材料的拉伸屈服应力下降至20.01MPa。DMA测试结果表明30%质量分数的POE/PP复合材料的25℃弹性模量降低至约750MPa。交流介电强度测试结果表明不同温度下复合材料交流介电强度均小于PP,其中25%质量分数的SEBS/PP复合材料交流介电强度最接近PP。弹性体/PP复合材料中的“海岛结构”既保留了PP较高温度下的机械强度,又明显降低了PP材料的硬度,增加了韧性和柔顺性。
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