Preparation and applications of OBC/WPS⁃reinforced master batch for EPDM

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.06.006

Abstract

Abstract:

A ethylene⁃octene copolymer （OBC）/waste polystyrene （WPS） compatibilizing masterbatch was prepared through the Friedel⁃Crafts alkylation reaction. The effects of anhydrous AlCl₃ dosage on the grafting rate of WPS and the properties of the masterbatch and the effects of the masterbatch dosage on the comprehensive performance of ethylene⁃propylene⁃diene rubber （EPDM） were investigated. The results indicated that WPS could react with OBC to form an OBC⁃g⁃WPS graft copolymer. There was no gelation at an anhydrous AlCl₃ dosage of 0.4 and a WPS grafting rate of 25.3 wt%， resulting in the best comprehensive properties of the masterbatch. When this compatibilizing masterbatch was used for EPDM， the resultant rubber exhibited higher tensile strength， higher tear strength， and better heat aging resistance than pure EPDM vulcanized rubber， and its performance was also better than that of the EPDM containing the same amount of an OBC/WPS physical blend. Scanning electron microscopy indicated that WPS was uniformly dispersed in the vulcanized EPDM rubber with the addition of the OBC/WPS compatibilizing masterbatch.

Key words: waste polystyrene, olefin block copolymers, ethylene propylene diene terpolymer, Friedel Crafts alkylation reaction

CLC Number:

TQ334.1

HE Songdi, LI Guanyu, CHEN Jiamin, WANG Chenyi, XU Jianping. Preparation and applications of OBC/WPS⁃reinforced master batch for EPDM[J]. China Plastics, 2024, 38(6): 39-43.

Figures/Tables 12

References 13

1	Hasanzadeh R， Azdast T， Mojaver M， et al. High⁃efficiency and low⁃pollutant waste polystyrene and waste polystyrene foam gasification： Comprehensive comparison analysis， multi⁃objective optimization and multi⁃criteria decision analysis［J］. Fuel， 2022， 316： 123362.
2	Minyao L， Zhengfeng X， Hao Y， et al. Waste polystyrene foam⁃Chitosan composite materials as high⁃efficient scavenger for the anionic dyes［J］. Colloids and Surfaces A： Physicochemical and Engineering Aspects， 2021， 627.
3	王琰，于浩然，刘子欣，等. 废聚苯乙烯泡沫塑料综合利用研究进展［J］. 河北科技大学学报， 2022， 43（04）： 407⁃416.
	WANG Y， YU H R， LIU Z Xet al. Research progress on comprehensive utilization of waste polystyrene foam［J］. Journal of Hebei University of Science and Technology， 2022， 43（04）： 407⁃416.
4	Sekharan V R， Abraham T B， Thachil T E. Utilization of waste expanded polystyrene： Blends with silica⁃filled natural rubber［J］. Materials & Design， 2012， 40： 221⁃228.
5	徐建平，焦淑瑞，陈建定. PS/EPDM就地相容化［J］. 高分子材料科学与工程， 2011， 27（08）： 95⁃98.
	XU J P， JIAO S R， CHEN J D. In⁃situ compatibility of PS/EPDM［J］. Polymer Materials Science and Engineering， 2011， 27（08）： 95⁃98.
6	郜志刚，董银春，沈帆，等. EPDM/WEPS接枝母料在炭黑增强三元乙丙橡胶中的应用［J］. 化工新型材料， 2017， 45（04）： 205⁃207.
	GAO Z G， DONG Y C， SHEN F， et al. Application of EPDM/WEPS Grafted Masterbatch in Carbon Black Reinforced EPDM Rubber［J］. New Chemical Materials， 2017， 45（04）： 205⁃207.
7	杨子程. 改性烯烃嵌段共聚物发泡材料的制备及其性能的研究［D］. 宁波大学， 2021.
8	Ercan N， Structural Korkmaz E.， thermal， mechanical and viscoelastic properties of ethylene vinyl acetate （EVA）/olefin block copolymer （OBC） blends ［J］. Materials Today Communications， 2021， 28： 102634.
9	李姝姝，马应霞，李广全，等. 物理增韧改性聚丙烯的研究进展［J］. 塑料工业， 2022， 50（08）： 9⁃14.
	LI S S， MA Y X， LI G Q， et al. Research progress on physically toughened modified polypropylene［J］. China Journal of Plastics， 2022， 50： 9⁃14.
10	陆文文，方建波，钟宇涛，等. 动态硫化法制备结构性耐候聚苯乙烯/乙烯⁃辛烯共聚物高韧合金［J］. 高分子材料科学与工程， 2020， 36（09）： 59⁃65.
	LU W W， FANG J B， ZHONG Y T， et al. Preparation of structural weather⁃resistant polystyrene/ethylene⁃octene copolymer high toughness alloy by dynamic vulcanization［J］. Polymer Materials Science and Engineering， 2020， 36（09）： 59⁃65.
11	郭正虹，方征平. 高分子共混物中Friedel⁃Crafts烷基化反应原位增容与催化降解机理［J］. 高等学校化学学报， 2009， 30（09）： 1 898⁃1 903.
	GUO Z H， FANG Z P. In⁃situ compatibilization and catalytic degradation mechanism of friedel⁃crafts alkylation reaction in polymer blends［J］. Chem J Chinese Universities， 2009， 30（09）： 1 898⁃1 903.
12	陆文文，黄昱臻，钟宇涛，等.聚烯烃弹性体⁃回收聚苯乙烯反应共混物对天然橡胶性能的影响［J］. 合成橡胶工业， 2019， 42（03）： 220⁃224.
	LU W W， HUANG Y Z， ZHONG Y Tet al. Effect of polyolefin elastomer⁃recycled polystyrene reactive blend on the performance of natural rubber［J］. Synthetic Rubber Industry， 2019， 42（03）： 220⁃224.
13	张亚茹，刘静，黄青丹，等. 绝缘环保气体全氟异丁腈和二氧化碳对三元乙丙橡胶和丁腈橡胶耐老化性能的影响［J］. 橡胶工业， 2020， 67（03）： 177⁃180.
	ZHANG Y R， LIU J， HUANG Q Det al. Effect of perfluoroisobutyronitrile and carbon dioxide on aging resistance of EPDM and nitrile butadiene rubber［J］. Rubber Industry， 2020， 67（03）： 177⁃180.

样品编号	1^#	2^#	3^#	4^#
OBC含量/份	50	50	50	50
WPS含量/份	50	50	50	50
无水AlCl₃含量/份	0	0.2	0.4	0.6

样品编号	1^#	2^#	3^#	4^#
OBC含量/份	50	50	50	50
WPS含量/份	50	50	50	50
无水AlCl₃含量/份	0	0.2	0.4	0.6

样品编号	5^#	6^#	7^#	8^#	9^#	10^#	11^#	12^#	13^#
EPDM	100	90	80	70	60	90	80	70	60
OBC/WPS简单共混物	0	10	20	30	40	0	0	0	0
OBC/WPS增容母料	0	0	0	0	0	10	20	30	40

样品编号	5^#	6^#	7^#	8^#	9^#	10^#	11^#	12^#	13^#
EPDM	100	90	80	70	60	90	80	70	60
OBC/WPS简单共混物	0	10	20	30	40	0	0	0	0
OBC/WPS增容母料	0	0	0	0	0	10	20	30	40

样品	接枝率/%	凝胶含量/%
1^#	0	0
2^#	3.6	0
3^#	25.3	0
4^#	17.6	0