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环氧型丙烯酸酯ACM橡胶增韧聚乳酸的结构与性能

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环氧型丙烯酸酯ACM橡胶增韧聚乳酸的结构与性能

发布日期:2019-06-05 作者:丙烯酸酯ACM 点击:

   本文首先以丙烯酸酯橡胶(丙烯酸酯ACM)和聚乳酸(PLA)为基体、硫黄与皂盐为交联剂静态硫化制备共混物阻尼材料,研究了酚醛树脂(PF)的加入对共混物基本性能、微观结构、阻尼性能及形状记忆性能的影响。然后以丙烯酸酯ACM与PLA为基体、硫黄与皂盐为交联剂动态硫化制备共混体系,分别探究共混配比、硫化剂用量对共混物的动态硫化性能、力学性能、动态力学性能、热性能及其相态结构的影响。最后以PLA和丙烯酸酯ACM为基体简单共混并进行退火处理,研究了不同配比的共混物在退火和淬火状态下力学性能的差异,以及不同的PLA/丙烯酸酯ACM配比、退火温度和退火时间对于共混物结晶及形状记忆性能的的影响。

   丙烯酸酯ACM

   结果表明:静态硫化体系中,丙烯酸酯ACM/PLA配比为70/30时阻尼温域较宽,随着PF用量的增多,共混物的拉伸强度有所降低,韧性提高;PF的加入也使共混物中丙烯酸酯ACM相玻璃化转变温度升高,两个损耗因子峰相互靠近,增加了体系的相容性;PF的加入使共混物中有氢键产生,因此阻尼因子峰值变高,阻尼温域变宽,阻尼性能得到很大的改善。共混物表现出一定的二重形状记忆性能,PF的加入使共混物的形状恢复率有所提高,驱动温度的升高有利于获得更高的形状恢复率。共混物也表现出一定的三重形状记忆性能且加入PF的体系形状记忆性能更为优异。

   丙烯酸酯ACM

   动态硫化体系中,当PLA比例增加时,共混物的动态硫化速度减慢,拉伸强度升高,拉断伸长率降低;配比为70/30时阻尼温域达到最大;各配比共混物中的PLA均基本已无定形的形态存在,PLA以“岛相”分散到丙烯酸酯ACM“海相”中,当PLA的比例增加到50份时,共混物呈现共连续结构;硫化剂用量的减少使得丙烯酸酯ACM的交联度降低,力学性能降低;材料阻尼因子峰值升高,两相的相容性及有效阻尼温域无明显变化;硫化剂用量的减少及PLA比例的增加,都有利于获得较高的形状恢复率。简单共混体系中,各配比共混物在淬火状态下基本呈非晶态,退火后,共混物中的PLA结晶度都有较大提高,丙烯酸酯ACM的加入使PLA产生相对不稳定的α′晶型。一定量的丙烯酸酯ACM加入会对PLA结晶成核和生长有促进作用。

   

   无论是结晶还是非晶状态,丙烯酸酯ACM的加入都会使得共混物拉伸强度下降,断裂伸长率上升,提高了韧性,丙烯酸酯ACM对淬火状态下的PLA增韧效果更好。PLA/丙烯酸酯ACM共混物中,随着退火温度提高和退火时间的延长,PLA的结晶度逐渐升高,这减弱了丙烯酸酯ACM对PLA的增韧效果。PLA/丙烯酸酯ACM共混物表现出一定的形状记忆性能,经过一定温度和时间退火的样品都具有较高的形状固定率,当驱动温度为65℃时,70℃退火的样品形状恢复率最高,达96.1%,这与热处理强化的形状记忆行为有关。

丙烯酸酯ACM

采用甲基丙烯酸环氧丙酯与丙烯酸酯类单体共聚的环氧型丙烯酸酯橡胶(丙烯酸酯ACM)增韧聚乳酸(PLA).冲击测试结果发现,随着丙烯酸酯ACM含量的增加,共混物冲击强度先增加后降低,增韧剂最佳的质量分数为25%,冲击强度可达到670J/m;拉伸性能测试表明,随着丙烯酸酯ACM含量增加,共混物的杨氏模量和屈服应力逐渐降低;丙烯酸酯ACM的玻璃化转变温度随着橡胶组分的增加逐渐上升,PLA相的玻璃化转变温度变化不明显;差示扫描量热(DSC)测得加入丙烯酸酯ACM后,PLA冷结晶温度降低;扫描电镜(SEM)发现橡胶粒子质量分数为10%时能均匀分散在PLA中,丙烯酸酯ACM含量增加,相区尺寸变大;形变区观察发现,丙烯酸酯ACM橡胶粒子发生空洞化,基体发生剪切屈服.

 


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关键词:环氧型丙烯酸酯ACM,环氧型丙烯酸酯ACM橡胶

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