阅读此文前，请您点击一下“关注”，方便您随时查阅往期一系列优质文章，同时便于进行讨论与分享，非常感谢您的支持！文 | 阿坊编辑 | 阿坊前言利用非极性橡胶和极性树脂共混制备热塑性硫化胶(TPV)时橡胶相与树脂相界面张力较大，界面结合能力差，会导致TPV的性能较差。
因此，在动态硫化过程中添加增容剂，以获得形态结构与性能更加优异的材料。
常用的非反应性增容剂有马来酸酥的接枝共聚物和段共聚物。
此类增容剂能影响TPV中两相的界面作用，增大两相界面的接触面积，降低界面张力，从而加速两相之间分子链的相互扩散作用，提高界面厚度和界面黏结力。
随着界面作用的增强，TPV的相态结构分布更加均匀，力学性能也随之上升。
接下来，我们将一起研究增容剂的种类及用量对硅橡胶/热塑性聚氨醋热塑性硫化胶性能有什么影响，并通过玻璃化转变温度的变化及微观相态结构的差异分析增容剂的种类及用量对TPV的增容效果。
实验方法MVQ，牌号GVM-759/751，江西九江蓝星星火有机硅有限公司产品;TPU，牌号WHT-180山东烟台万华化学集团股份有限公司产品;气相法白炭黑，牌号AEROSIL200，德国Evonik工业公司产品;含氢硅油，牌号TSF-484，美国Momentive高新材料公司产品;基硅油牌号JC-209，广州聚成兆业有机硅原料有限公司产品;2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)已烷(DBPH)，牌号TRIGONOX101-SC15。
荷兰AkzoNobel公司产品;乙烯与乙酸乙烯嵌段共聚物(EVA)，牌号EA28400，韩国LG化学公司产品;乙烯丙烯酸共聚物(EAA)，牌号ExxonMobil5050，美国ExxonMobil公司产品;聚烯经弹性体接枝马来酸酥(POE-g-MAH)，牌号ExxelorP01020，美国ExxonMobil公司产品。
MVQ混炼胶制备MVO混炼胶的基本配方为:MVQ100份(质量，下同)，气相法白炭黑40份，含氢硅油2份，基硅油2份。
采用哈尔滨哈普电气技术有限公司生产的RM-200C型HAAKE转矩流变仪，在60C，80r/min的条件下，密炼8min制备MVQ混炼胶。
MVQ/TPUTPV制备MVQ/TPUTPV的基本配方为:MVQ混炼胶40份TPU60份DBPH1.5份，相容剂变量。
先将TPU加人到哈尔滨哈普电气技术有限公司生产的RM-200C型HAAKE转矩流变仪中，在180C80r/min的条件下熔融3min，然后加人MVO与增容剂共混至转矩平衡，最后加人DBPH交联剂，动态硫化8min后出料。
将物料加入无锡创成橡塑机械有限公司生产的X(S)K-160型双辗开炼机中，制备成约2mm的薄片。
将浙江湖州东方机械有限公司生产的XLB-D400x400x2H型压力成型机温度设置为190C，然后将胶料裁剪称量后置于铺有铝箔的模具中，低压预热10min后排气5次，10MPa压力保持5in，然后取出模具在10MPa下冷压5min，开模取出试样室温放置24h后备用。
测试加工流变性能加工流变性能采用哈尔滨哈普电气技术有限公司生产的RM-200C型HAAKE转矩流变仪测试加工流变性能。
力学性能采用德国Zwick/Roell公司生产的Z005型万能拉力试验机，按照GBT528一2009测试拉伸性能，按照GB/T529-2009测试撕裂强度，拉伸速率为500mm/min。
邵尔A硬度采用台湾高铁检测仪器有限公司生产的GT-GS-MB型邵氏A硬度测量仪按照GBT531.1-2008测试邵尔A硬度。
扫描电子显微镜(SEM)采用日本JEOL公司生产的JSM-7500F型SEM对试样低温脆断后的断面进行观察。
动态热机械分析(DMA)采用美国TA公司生产的Q800型DMA仪进行测试。
采用拉伸模式，升温速率为3C/min，频率为10Hz，测试温度为-130~50C。
增容剂对TPV加工流变性能的影响图1为添加不同种类增容剂TPV的动态硫化曲线，其中增容剂用量为6份。
由图1可以看出，随着动态硫化时间的延长，TPV体系的转矩由于MVO的交联作用而迅速上升，之后由于过氧化物交联过程放出热量和剪切作用的摩擦生热，动态硫化体系温度升高，TPV体系的黏度减小，转矩下降后达到平衡。
动态硫化过程中伴随着MVO橡胶相的交联、破碎和分散及增容剂的熔融和分散过程，但增容剂的加人对TPV动态硫化转矩曲线变化影响不明显由表1可以看出，随着增容剂用量的增加加人不同增容剂的TPV平衡转矩均有所下降当增容剂用量达到10份时，与未加增容剂的TPV相比，TPV平衡转矩的下降幅度并未超过10N·m。
随着增容剂用量的增加，添加3种增容剂TPV的最大转矩均呈下降趋势其中加人POE-g-MAH的TPV最大转矩下降幅度较小当用量相同时，TPV的最大转矩由大至小依次为POE-g-MAHEVAEAA。
采用转矩流变仪制备TPV时，转矩的高低可以反映TPV在熔融状态下黏度的大小，因此可以看出增容剂EAA对TPV动态硫化过程的熔融黏度影响较大TPV的熔融黏度过小会导致剪切作用较差，进而影响交联的MVO颗粒分散的均匀程度。
增容剂对TPV力学性能的影响由图2可以看出，随着增容剂用量的增加加入EVA和POE-g-MAH的TPV拉伸强度呈先上升后下降的趋势，其中当POE-G-MAH的用量为2份时，TPV的拉伸强度达到最大值16.6MPa。
而当用量超过2份时，加人EVA和POE-g-MAH的TPV拉伸强度有所下降，加人EVA的拉伸强度下降幅度较大。
当用量相同时加人POE-g-MAH的TPV拉伸强度高于加人其他2种增容剂的TPV，说明POE-g-MAH对TPV的拉伸强度有明显的提高作用。
这可能是由于增容剂的加人降低了TPV中橡胶相和树脂相结合的界面张力，并且使得MVO分散相的尺寸减小，在TPU连续相中分散的均程度增加使得拉伸强度有所增加。
随着EVA用量的增加，TPV的扯断伸长率先增加后减少，当加人4份EVA时TPV的扯断伸长率达到最大值619%，继续增加EVA的用量，扯断伸长率呈下降趋势。
而随着增容剂用量的增加，加人POE-g-MAH和EAA的TPV扯断伸长率均呈持续下降的趋势，其中加人EAA的下降幅度最大。
这可能是由于EAA与MVO/TPUTPV共混后增加了体系的刚性，导致分子链柔顺性下降，使得TPV变脆，因此随着EAA用量的增加，扯断伸长率下降趋势明显。
随着增容剂用量的增加，3种增容剂体系的TPV的撕裂强度均呈先上升后下降的趋势。
其中，当POE-g-MAH用量为4份时，TPV的裂强度由未加人增容剂时的53.5N/mm升高至59.9N/mm。
当EAA用量为6份时TPV的撕裂强度达到60.7N/mm。
当3种增容剂用量超过6份后，TPV的撕裂强度都呈下降趋势。
随着增容剂用量增加，加人EAA的TPV邵尔A硬度呈现明显的增强趋势这是由于在常温下EAA为玻璃态，与TPV体系共混后，增加了两相间界面的刚性，使得TPV的邵尔A硬度增强。
增容剂对TPV相容性的影响图3所示为加人不同增容剂的TPV的动态力学性能随温度的变化，其中增容剂的用量为2份。
由图3可以看出，动态硫化MVQ/TPUTPV的损耗因子(tan8)曲线出现了2个峰，其中TPU的玻璃化转变温度(T)约为-20C，MVQ的T约为-120C，两相的T相差较大，说明二者的相容性较差。
不同种类的增容剂对TPV体系的增容作用可由两相的T差值(AT)来评估。
加人增容剂后TPV中两相的AT越小，则MVQ与TPU的相容性越好。
由图3和表2可以看出，加人增容剂后MVO相的T向高温区移动，TPU相的T向低温区移动，说明3种增容剂都提高了TPV体系中两相的相容性。
其中POE-g-MAH对TPV体系的增容效果更为明显，当其用量为2份时，相比与未加人增容剂的TPV，两相的AT值缩小了4.7C，因此选取POE-g-MAH作为增容剂。
由图4和表3可以看出，随着增容剂POE-g-MAH用量的增加，MVQ相的T向高温区移动，TPU相的T向低温区移动，T值减小。
当POE-g-MAH用量为6份时TPV中橡胶相和树脂相的T最接近，相比于未增容的TPV试样此时两相的T靠近了7.3C。
但继续增加POE-g-MAH用量至10份时，T值增大两相的T反向移动。
说明增容剂POE-G-MAH的用量为6份时对MVO/TPUTPV的增容效果较好。
TPV表面的橡胶颗粒突起越明显，两相界面越清晰，表明TPV中两相的相分离越严重，相容性越差。
图5为不同种类增容剂对TPV微观形态的影响，其中增容剂的用量为2份。
由图5可以看出，未添加增容剂的TPV表面有较多明显的突起，MVQ橡胶颗粒与TPU基体的界面非常明显，表明TPV体系中两相的相容性较差。
加人增容剂后，TPV试样表面的平整度明显提高两相的界面变得模糊。
相比于EVA和EAA，加人POE-g-MAH作为增容剂的TPV试样表面无明显的橡胶颗粒突起，断面的相界面最为模糊，说明POE-g-MAH对TPV的增容效果最好。
由图6可以看出，随着POE-g-MAH用量的增加，TPV的表面平整度和橡胶相的分散程度有所提升，相界面变得更加模糊，当POE-gMAH用量为6份时试样表面已经看不到明显的硅橡胶颗粒突起，此时TPV的表面最为平整采用POE-g-MAH作为增容剂，改善了MVQ相和TPU相的界面黏合力，提高了两相的相容性有利于MVO颗粒的细化。
结论1.随着增容剂用量的增加，MVO/TPUTPV的力学性能总体上呈先上升后下降的趋势。
当POE-g-MAH的用量为2份时TPV的拉伸强度达到最大值16.6MPa;当EAA的用量为4份时TPV的扯断伸长率达到最大值;当3种增容剂的用量超过6份后TPV的撕裂强度均明显下降综合分析，采用POE-g-MAH作为增容剂时TPV的力学性能较佳。
2.3种增容剂均可提高TPV中MVO相和TPU相的相容性，其中当POE-g-MAH的用量为6份时对TPV的增容效果最佳。
3.相比于EAA和EVA，采用POE-g-MAH作为增容剂的TPV，表面无明显的橡胶颗粒突起，断面的两相界面最为模糊，POE-G-MAH对TPV的增容效果最好。