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研究生:呂佳紋
研究生(外文):LU,CHIA-WEN
論文名稱:動態交聯STPV與混煉SEBS /PP之性質探討
論文名稱(外文):Properties discussion between Thermoplastic Vulcanizate STPV and blending SEBS /PP
指導教授:芮祥鵬芮祥鵬引用關係
指導教授(外文):Syang-Peng Rwei
口試委員:戴子安程耀毅芮祥鵬
口試日期:2016-07-21
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:有機高分子研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:動態交聯熱塑性彈性體;苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物
外文關鍵詞:Thermoplastic vulcanization(TPV); Styrene Ethylene Butylene Styrene Copolymer (SEBS)
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動態交聯熱塑性彈性體(thermoplastic vulcanizate,TPV)結合了塑膠的可加工性與橡膠彈性,以其獨特的加工性與機械性質,近年來蓬勃發展,隨著汽車工業的進步,逐漸成為替代傳統橡膠之材料。
因SEBS加工溫度較高,流動性差,加入PP製成STPV後,可提升加工性,使加工更為快速,產能提升,本研究利用具有軟硬兩鏈段的SEBS進一步製備成STPV,使STPV中的橡膠相微粒中存在著聚苯乙烯硬鏈所構成的物理交聯奈米級微區,進而提升其性能。
本實驗用雙螺桿押出機,選用橡膠相SEBS 6151、塑膠相PP ST-031、交聯劑101,利用不同螺塊排列,讓樣品在螺桿進行中,可達到均勻的分散,並在過程中,產生相反轉之現象,最後橡膠相爲分散相,PP則爲連續相。
本實驗爲探討STPV與混煉之性質差異,檢測部分,利用萬能拉伸機測定其機械性質,發現STPV斷裂強度及延伸率均優於混煉SEBS/PP;熱性質部分,用動態機械熱分析儀(DMA),SEBS摻混了PP後,軟鏈段Tg點差異不大,但硬鏈段Tg點則明顯下降且變得較不明顯。
Thermoplastic vulcanization(TPV) combines the benefit of the thermoplastic and crosslinking rubber. In recent years, it becomes popular because of its distinct processing and mechanical properties. As the advances in the automotive industry, it replaces the traditional rubber materials step by step.
SEBS has higher processing temperatures and poor flowing. After add of PP to produce STPV, it can improve process ability, making process become more rapid and upgrade production capacity. In this study, we used SEBS which has both hard and soft segments to produce STPV. It made rubber phase particles include physical crosslinking nanoscale micro region composed of polystyrene rigid chain, and thus enhanced its performance.
In this study, we used a twin screw extruder, rubber SEBS, plastic PP, cross-linking agent 101. With different screw block arrangement, the sample can be mixed to achieve dispersion evenly in the screw and cause phase inversion in the process. Finally, the rubber phase will be the dispersed phase, and PP will be the continuous phase.
目錄
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iv
目錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 x
公式目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
第二章 原理與文獻回顧 4
2.1 SEBS苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物 4
2.1.1 SEBS之結構及特性 4
2.1.2 氫化SBC 5
2.2 動態交聯原理 6
2.2.1 嵌段共聚物TPE 7
2.2.2 聚烯烴類TPE 7
2.3 相反轉 8
2.4 TPV的橡膠粒子大小與機械性質 11
第三章 實驗 13
3.1 實驗材料 13
3.2 實驗設備及檢測儀器 16
3.2.1雙螺桿擠出機 (Twin Screw Extruder) 17
3.2.2直立式單螺桿射出成型機 (Plastic Injection Machine) 18
3.2.3萬能拉伸機 ( Tensilon ; Cometech 0C-508A2) 20
3.2.4邵氏硬度計 (Shore Hardness;Shore A) 21
3.2.5熔融指數測定儀 (Melt Flow Indexer) 22
3.2.6動態機械熱分析儀 (Dynamic Mechanical Analyzer;DMA) 23
3.2.7熱示差掃描分析儀 (Differential Scanning Calorimetry;DSC) 24
3.2.8穿透式電子顯微鏡 (Transmission Electron Microscope;TEM) 26
3.3 實驗方式 28
3.3.1配方 29
3.3.2加工條件 29
3.3.3射出成型 31
3.3.4拉伸測試 31
3.3.5拉伸回復測試 32
3.3.6硬度測試 32
3.3.7交聯度測試 32
3.3.8熔融指數測試 32
3.3.9動態機械熱分析儀(DMA)測試 33
3.3.10熱示差掃描分析儀(DSC)測試 33
3.3.11穿透式電子顯微鏡(TEM)測試 33
3.4 實驗流程 34
第四章 結果與討論 35
4.1 拉伸測試 35
4.1.1 SEBS 6151之拉伸測試 36
4.1.2 A(NO101)之拉伸測試 37
4.1.3 B(101)之拉伸測試 39
4.2拉伸回復測試 40
4.2.1 SEBS 6151之拉伸回復測試 41
4.2.2 A(NO101)之拉伸回復測試 43
4.2.3 B(101)之拉伸回復測試 44
4.3硬度測試 46
4.3.1 硬度測試比較 47
4.4交聯度測試 47
4.4.1 A(NO101)與B(101)之交聯度比較 48
4.5 熔融指數測試 49
4.5.1 熔融指數測試結果 50
4.6 動態機械熱分析儀(DMA) 51
4.6.1 儲存模數(Storage Modulus,E) 52
4.6.2 樣品之Tg點 53
4.7熱示差掃描分析儀(DSC) 53
4.7.1 SEBS 6151之DSC測定 55
4.7.2 A(NO101)之DSC測定 56
4.7.3 B(101)之DSC測定 57
4.7.4 結晶度比較 57
4.8穿透式電子顯微鏡(TEM) 59
4.8.1 A(NO101)與B(101)樣品之電子顯微鏡圖 59
第五章 結論 60
參考文獻 62
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