Классификация жидких и сжиженных компонентов при производстве пластоупругих композитных материалов
Ключевые слова:
PP, EPDM, DEHP, пластификатор, термопластичный вулканизат, пластоэластический композит, инверсия фаз, морфология, миграция, динамическая вулканизацияАннотация
В статье представлена функциональная классификация ингредиентов, участвующих в производстве пласт эластических композиционных материалов в жидком или расплавленном состоянии. Анализ проведён на примере полипропилена (PP), этилен-пропилен-диенового каучука (EPDM) и ди(2-этилгексил )фталата (DEHP). Цель исследования — разработать научно обоснованные критерии классификации компонентов термопластичных вулканизатов на основе PP и EPDM, включая вводимые в их состав низкомолекулярные подвижные добавки, а также установить взаимосвязь между их технологическими функциями, локализацией в фазах, влиянием на формирование морфологии и риском миграции. Согласно результатам анализа, PP выступает в качестве компонента, который в расплавленном состоянии формирует непрерывную термопластичную матрицу, тогда как EPDM образует дисперсную эластомерную фазу, подвергающуюся селективной вулканизации. DEHP представляет собой низкомолекулярный подвижный пластификатор, снижающий вязкость и обеспечивающий смягчающий эффект, однако повышающий риск миграции и экссудации. В ходе обсуждения обоснована целесообразность оценки ингредиентов не только по их химической природе, но и по подвижности, избирательному сродству к межфазной границе и влиянию на взаимосвязь структуры и свойств конечного материала
Библиографические ссылки
Hahladakis, J.N.; Velis, C.A.; Weber, R.; Iacovidou, E.; Purnell, P. An overview of chemical additives present in plastics: Migration, release, fate and environmental impact during their use, disposal and recycling. Journal of Hazardous Materials, 2018, 344, 179–199. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.10.014.
Bocqué, M.; Voirin, C.; Lapinte, V.; Caillol, S.; Robin, J.-J. Petro-based and bio-based plasticizers: Chemical structures to plasticizing properties. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2016, 54(1), 11–33. https://doi.org/10.1002/pola.27917.
Sengers, W.G.F.; Wübbenhorst, M.; Picken, S.J.; Gotsis, A.D. Distribution of oil in olefinic thermoplastic elastomer blends. Polymer, 2005, 46(17), 6391–6401. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2005.04.094.
Ellul, M.D.; Tsou, A.H.; Hu, W.G. Crosslink densities and phase morphologies in thermoplastic vulcanizates. Polymer, 2004, 45(10), 3351–3358. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2004.03.029.
Litvinov, V.M. EPDM/PP Thermoplastic Vulcanizates As Studied by Proton NMR Relaxation: Phase Composition, Molecular Mobility, Network Structure in the Rubbery Phase, and Network Heterogeneity. Macromolecules, 2006, 39(25), 8727–8741. https://doi.org/10.1021/ma061911h.
Antunes, C.F.; Machado, A.V.; van Duin, M. Morphology development and phase inversion during dynamic vulcanisation of EPDM/PP blends. European Polymer Journal, 2011, 47(7), 1447–1459. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2011.04.005.
Prut, E.V.; Erina, N.A.; Karger-Kocsis, J.; Medintseva, T.I. Effects of blend composition and dynamic vulcanization on the morphology and dynamic viscoelastic properties of PP/EPDM blends. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 109(2), 1212–1220. https://doi.org/10.1002/app.28158.
Nicolini, A.; Rocha, T.L.A.C.; Jacobi, M.M. Dynamically vulcanized PP/EPDM blends: Influence of curing agents on the morphology evolution. Journal of Applied Polymer Science, 2008, 109(5), 3093–3100. https://doi.org/10.1002/app.28322.
Xu, C.; Zheng, Z.; Wu, W.; Wang, Z.; Fu, L. Dynamically vulcanized PP/EPDM blends with balanced stiffness and toughness via in-situ compatibilization of MAA and excess ZnO nanoparticles: Preparation, structure and properties. Composites Part B: Engineering, 2019, 160, 147–157. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.10.014.
Prasannan, A.; Jhu, J.-J.; Wu, C.-J.; Lin, S.-Y.; Tsai, H.-C. Evaluation of the temperature and molecular weight dependent migration of di(2-ethylhexyl) phthalate from isotactic polypropylene composites. Reactive and Functional Polymers, 2017, 113, 70–76. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2017.02.007.
Song, L.-F.; Bai, N.; Shi, Y.; Wang, Y.-X.; Song, L.-X.; Liu, L.-Z. Effects of Ethylene-Propylene-Diene Monomers (EPDMs) with Different Moony Viscosity on Crystallization Behavior, Structure, and Mechanical Properties of Thermoplastic Vulcanizates (TPVs). Polymers, 2023, 15(3), 642. https://doi.org/10.3390/polym15030642.
Dong, H.; Zhong, J.; Isayev, A.I. Manufacturing Polypropylene (PP)/Waste EPDM Thermoplastic Elastomers Using Ultrasonically Aided Twin-Screw Extrusion. Polymers, 2021, 13(2), 259. https://doi.org/10.3390/polym13020259.
Costa, N.L.; Hiranobe, C.T.; Cardim, H.P.; Dognani, G.; Sanchez, J.C.; Carvalho, J.A.J.; Torres, G.B.; Paim, L.L.; Pinto, L.F.; Cardim, G.P.; et al. A Review of EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) Rubber-Based Nanocomposites: Properties and Progress. Polymers, 2024, 16(12), 1720. https://doi.org/10.3390/polym16121720.
Coran, A.Y.; Patel, R. Rubber-Thermoplastic Compositions. Part I. EPDM-Polypropylene Thermoplastic Vulcanizates. Rubber Chemistry and Technology, 1980, 53(1), 141–150. https://doi.org/10.5254/1.3535023.
Goharpey, F.; Nazockdast, H.; Katbab, A.A. Relationship between the rheology and morphology of dynamically vulcanized thermoplastic elastomers based on EPDM/PP. Polymer Engineering & Science, 2005, 45(1), 84–94. https://doi.org/10.1002/pen.20232.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
