羧基丁腈橡胶/PA12热塑性弹性体的制备及性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.003

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (3): 15-20.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.003

羧基丁腈橡胶/PA12热塑性弹性体的制备及性能研究

李泽洋(), 岑兰(), 陈胜, 陈伟杰, 杜兵华, 张二帅

广东工业大学材料与能源学院，广州 510006

收稿日期:2021-11-12 出版日期:2022-03-26 发布日期:2022-03-25
通讯作者: 岑兰（1968—），女，副教授，从事高分子改性及高分子复合材料研究，cenlan@gdut.edu.cn
E-mail:357549843@qq.com;cenlan@gdut.edu.cn
作者简介:李泽洋（1993—），男，在读硕士研究生，从事橡塑材料制备与性能方面研究，357549843@qq.com
基金资助:
东莞市引进创新科研团队计划项目

Preparation and properties of XNBR/PA12 thermoplastic elastomer

LI Zeyang(), CEN Lan(), CHEN Sheng, CHEN Weijie, DU Binghua, ZHANG Ershuai

School of Materials and Energy，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China

Received:2021-11-12 Online:2022-03-26 Published:2022-03-25
Contact: CEN Lan E-mail:357549843@qq.com;cenlan@gdut.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

通过动态硫化法制备了羧基丁腈橡胶/聚酰胺12（XNBR/PA12）热塑性硫化橡胶（TPV），考察了XNBR羧基含量和 XNBR/PA12橡塑比（质量比，下同）对TPV力学性能、流变性能、耐油性能和耐热空气老化性能的影响。结果表明，随着橡塑比的增大，TPV力学性能先上升后下降；当XNBR羧基含量为7 %（质量分数，下同）、橡塑比为50/50时，TPV的拉伸强度、断裂伸长率分别为20.3 MPa和184 %，综合力学性能达到最佳；TPV的复数黏度和储能模量随着橡塑比的增大呈上升趋势；耐油性能和耐老化性能随橡塑比的增大呈下降趋势，其中橡塑比为40/60时TPV样品耐油性能和耐老化性能最佳，且XNBR羧基含量高的TPV耐老化性能更好。

关键词: 羧基丁腈橡胶, 聚酰胺12, 热塑性硫化橡胶, 力学性能, 流变性能, 耐油性能, 耐老化性能

Abstract:

The effects of carboxylation rate and mass ratio of rubber to plastic on the mechanical properties， rheological properties， oil resistance， and hot air aging properties of dynamically vulcanized carboxylated nitrile rubber （XNBR）/polyamide 12 （PA12） thermoplastic vulcanizate （TPV） were investigated. The results indicated that the TPV exhibited tensile strength of 20.3 MPa and elongation at break of 184 % when the carboxyl group content of XNBR had 7 wt% and the mass ratio of rubber to plastic was 50/50， presenting optimal comprehensive mechanical properties. Its mechanical properties increased at first and then tended to decrease with an increase in the mass ratio of rubber to plastic. Rheological results indicated that the complex viscosity and storage modulus of the TPV increased with an increase in the mass ratio of rubber to plastic. The oil resistance and air aging resistance of the TPV decreased with an increase in the mass ratio of rubber to plastic and reached optimal values at the mass ratio of 40 to 60. The TPV containing a higher carboxylation rate in XNBR exhibited better aging resistance.

Key words: carboxylated nitrile rubber, polyamide 12, thermoplastic vulcanizate, mechanical property, rheological behavior, oil resistance, aging resistance

中图分类号:

TQ317.3

李泽洋, 岑兰, 陈胜, 陈伟杰, 杜兵华, 张二帅. 羧基丁腈橡胶/PA12热塑性弹性体的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 15-20.

LI Zeyang, CEN Lan, CHEN Sheng, CHEN Weijie, DU Binghua, ZHANG Ershuai. Preparation and properties of XNBR/PA12 thermoplastic elastomer[J]. China Plastics, 2022, 36(3): 15-20.

图/表 6

样品名称	橡塑比	XNBR含量/份		PA12/份	BIBP/份	抗氧剂1010/份
样品名称	橡塑比	NX775	X146	PA12/份	BIBP/份	抗氧剂1010/份
NX40P60	40/60	40	0	60	1.5	1
NX50P50	50/50	50	0	50	1.5	1
NX60P40	60/40	60	0	40	1.5	1
NX70P30	70/30	70	0	30	1.5	1
X40P60	40/60	0	40	60	1.5	1
X50P50	50/50	0	50	50	1.5	1
X60P40	60/40	0	60	40	1.5	1
X70P30	70/30	0	70	30	1.5	1

表1 实验配方表

Tab.1 Experimental formula

样品名称	橡塑比	硬度（A）	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	撕裂强度/N·mm^-1
X40P60	40/60	98	15.6	152	74.5
X50P50	50/50	97	17.0	169	87.3
X60P40	60/40	95	14.6	158	65.3
X70P30	70/30	92	11.1	149	52.4
NX40P60	40/60	98	17.2	161	79.5
NX50P50	50/50	97	20.3	184	90.6
NX60P40	60/40	95	15.9	170	73.0
NX70P30	70/30	92	12.5	158	59.4

表2 不同XNBR羧化率和橡塑比XNBR/PA12 TPV力学性能

Tab.2 Mechanical properties of XNBR/PA12 TPV with different XNBR carboxylation rate and rubber/plastic ratio

图1 不同XNBR羧化率和橡塑比XNBR/PA12 TPV的复数黏度和储能模量

Fig.1 Complex viscosity and storage modulus of XNBR/PA12 TPV with different XNBR carboxylation rates and rubber?plastic ratios

图2 不同XNBR羧基含量和橡塑比XNBR/PA12 TPV耐油老化前后的力学性能

Fig.2 Mechanical properties of XNBR/PA12 TPV with different carboxylation rates and mass ratio of rubber to plastic before and after oil aging

图3 不同XNBR羧化率和橡塑比XNBR/PA12 TPV热空气老化前后的力学性能

Fig.3 Mechanical properties of XNBR/PA12 TPV with different carboxylation rates and mass ratio of rubber to plastic before and after hot air aging

图4 不同XNBR羧基含量和橡塑比XNBR/PA12 TPV的SEM照片

Fig.4 SEM images of XNBR/PA12 TPV with different XNBR carboxylation rates and mass ratio of rubber to plastic

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