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高分子学院段咏欣教授课题组热塑性弹性体研究领域取得系列重要进展

作为新型高分子材料,热塑性硫化胶(Thermoplastic vulcanizatesTPV)是一种在高温高剪切条件下,采用动态硫化技术制备的特殊的热塑性弹性体。由含量较多(50-80wt%)的交联橡胶相以微米级颗粒状分散在含量较少(20-50wt%)的塑料连续相中组成,橡胶分散相的尺寸在0.5-3μm之间。该材料既具有塑料的热塑性,可重复加工、可回收,又具有传统橡胶的高弹性和力学性能,在众多应用领域可以替代热固性橡胶,从根本上解决传统交联橡胶的回收和再利用问题,是一类加工能耗低、可多次回收利用的"绿色"化工新材料。

本课题组以生物质可降解、可再生高分子材料聚乳酸(PLA)为基体开发了一系列热塑性硫化胶:

丁腈橡胶/聚乳酸基热塑性硫化胶 (发明专利:CN201310617651.0);

聚氨酯/聚乳酸基热塑性硫化胶   (发明专利:CN201310618529.5);

硅橡胶/聚乳酸基热塑性硫化胶   (发明专利:CN201606088664.5)。

近期课题组开发了一种低硬度、可3D打印的溴化丁基橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶(BIIR/PP-TPV)。针对热塑性弹性体流动性差、硬度高,难以应用于3D打印的问题,采用母炼胶工艺协同PP-g-MA界面增容制备弹性体材料,实现TPV相态结构转变(“海-岛结构”),流动性得到改善(熔融指数为9.5g/10min)。采用BIIR/PP-TPV开发3D打印的线材,并制备3D型材,3D打印制品表面平整光滑,无凸起缺陷,3D打印片材具备优异的力学性能。以上相关成果以“Fabricating 3D printable BIIR/PP TPV via masterbatch and interfacial compatibilization[1]”为题发表在《Composites Part B》,博士研究生侯家瑞为第一作者。“Dependence of microstructure and properties of PP /BIIR-TPV on the molding process[2]为题发表在《Journal of applied polymer science》,硕士研究潘晓龙为第一作者。以上论文以青岛科技大学为唯一通讯单位,段咏欣教授为通讯作者。

 

该工作得到国家自然科学基金(51273102)的支持。

[1]论文链接:https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108220

[2]论文链接:https://doi.org/10.1002/app.49659

 

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