共混兩種聚合物是一種有效，簡單得多的技術比合成新的聚合物得到的材料具有專門針對特定的工業用途物業。當熱塑性如聚丙烯（PP），聚苯乙烯和彈性體，如乙烯丙烯二烯橡膠（EPDM）或天然橡膠（NR）混合，其結果是一種熱塑性彈性體（TPE）。通過混合這兩種類型的聚合物，我們可以將熔融加工的熱塑性塑料和彈性體的良好的彈性性能。熱塑彈性體屬于的類似橡膠的材料的家族，并且可以在成本，能量和時間效益的方式擠出機或注塑機加工與常規橡膠相比。此外，熱塑性彈性體提供回收廢料的可能性。熱塑彈性體是市售的，而且在許多應用中，從電纜和電線的絕緣，以汽車密封使用。
實踐經驗告訴我們，任何橡膠只能在硫化過程后使用，因為未硫化橡膠缺少的機械強度和熱穩定性。在一般實踐中，化學硫化劑，如硫，過氧化物，或酚醛樹脂-被使用。作為替代，我們已應用γ射線和高能電子交聯電線，電纜，管道和在它們的最終形狀。然而，電子束技術是另一種可能的方法是，與化學過程，是選擇關于安全和綠色化學的十二原則的方法。1事實上，NR-和聚丙烯基的熱塑性彈性體進行了研究，從各個方面。2但是，所有的研究迄今已使用的化學交聯NR的。沒有文獻提供關于使用高能量電子的熱塑彈性體的基礎上NR和聚丙烯的制備方法。
為了解決這個空隙，我們試圖通過選擇性地交聯用高能電子的N R相的發展NR-和聚丙烯基的熱塑性彈性體。由于它的高不飽和度的水平，NR需要高吸收劑量的能量以達到交聯的令人滿意的水平。然而，PP趨向于高能電子處理，以降解。因此，該實驗條件下用于處理的PP具有高能量的電子，必須仔細選擇。在電子束技術，使用低分子量的多官能性單體（PFM）作為輔劑或敏化劑是常見的做法。金屬烤瓷的存在可以大大降低PP降解以及用于交聯NR吸收劑量。
通常，NR具有即使使用高分子量的聚丙烯相比，一個非常高的粘度。因此，我們在空氣中塑煉NR 10min后，以降低其粘度，以使兩共混組分的過程中熔融混合細分布。以制備熱塑性彈性體中，我們混合的PP和塑煉NR（按重量各占50％）在以90rpm的轉子速度，并在1.5的摩擦系數比在一個內部混合室（哈克RHEOMIX）與50cm的卷3。185℃的平均溫度維持在氮氣氣氛中11分鐘的攪拌時間。在氮氣氛下的混合時間短降低了PP的熱降解。PP的電子引起的降解規避通過添加適當的PFM-二丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA），在所需的量（按重量計0.6％）。后熔融混合，該共混物壓縮成型為6分鐘，在200℃，使板2mm的厚度。最后，我們放置在托盤上的壓縮成型片材，并通過其上的電子加速器的電子出射窗下一個傳送帶系統。在室溫下，在氮氣氣氛中進行電子處理。
表1中。
所有的PP / NR機械數據融合帶或不帶DPGDA共添加劑各級所吸收的能量。
| 共混組合 | 拉伸強度/ MPa | 斷裂伸長率/％ | 100％模量/兆帕 | 楊氏模量/兆帕 |
|---|---|---|---|---|
| PP / NR blend_0kGy | 7.9±0.3 | 77±7 | - | 231±17 |
| PP / NR blend_150kGy | 11.8±1.8 | 250±50 | 10.0±0.5 | 209±4 |
| PP / NR blend_250kGy | 14.5±0.5 | 310±10 | 10.5±0.5 | 243±15 |
| PP / NR blend_350kGy | 13.7±3.4 | 280±12 | 11.0±0.5 | 271±33 |
| PP / NR blend_DPGDA_0kGy | 5.5±0.5 | 46±15 | - | 204±21 |
| PP / NR blend_DPGDA_150kGy | 13.7±2.1 | 350±10 | 10.0±0.5 | 277±2 |
| PP / NR blend_DPGDA_250kGy * | 6.9±2.0 | 31±25 | - | 219±25 |
| PP / NR blend_DPGDA_350kGy | 13.7±0.1 | 220±16 | 11.0±0.5 | 251±26 |
*樣本包括氣泡。
我們準備了PP / NR共混物有或沒有DPGDA分別研究PFM和吸收劑量的影響。兩者的共混物中的150千戈瑞（kGy的），以350kGy的劑量范圍內的電子治療帶來的機械性能有巨大的變化（見表1）。在用重量DPGDA 0.6％摻合物，最大拉伸強度為13.7±2.1MPa在150kGy的吸收劑量。對于該共混物得到的14.5±0.5MPa時的拉伸強度的類似值未經DPGDA，但在更高的吸收劑量（250kGy）。類似的情況觀察到的斷裂伸長率值。再次，與DPGDA混合顯示的350±10％的最大伸長率150kGy的吸收劑量，而在對無DPGDA混合310±10％中斷值的最大伸長率在250kGy達到。因此，兩種共混物顯示出的抗張強度和斷裂伸長率的類似的值，但是在不同的吸收劑量值。正如預期的那樣，使用PFM減少吸收劑量。
圖1。
一（一）聚丙烯/天然橡膠（PP / NR）共混與250kilogray（千戈瑞）和（b）PP / NR共混與150kGy處理二丙二醇二丙烯酸酯（DPGDA）處理的掃描電子顯微照片。（三）可行的機制，包含DPGDA共混物的改進的界面粘合性。PFM：多官能單體。é -梁：電子束。
熱塑彈性體的機械性能在很大程度上取決于它們的形態。圖1示出了掃描電子顯微照片（中小企業）對兩組的共混物具有最佳的機械性能。兩者的SEM表明共連續形態，但對于DPGA混合在150kGy -參見圖1（b）中的，我們觀察到稍微良好定義的接口。這可能是由于低粘度DPGDA的優先遷移到熱塑性塑料（PP）和彈性體的界面引起的（NR）相導致在電子治療與NR的總體積相比，更高的該區域的接枝鏈：見圖1（三）。3需要進一步調查，以證明這一點合理的機制以較低的理解與DPGDA共混物的輕微改善機械性能吸收劑量的能量。
總之，NR-和聚烯烴類熱塑性彈性體是市售的，但遠遠落后EPDM類熱塑性彈性體。在我們的研究中，我們使用的是司法入選品位聚丙烯，咀嚼NR，以及高能量的過程，以硫化材料準備兩種類型的PP / NR熱塑性彈性體具有增加的機械性能。另外使用的少量接枝共劑導致略微改進的性能，反而導致急劇減少的吸收劑量。最后，在使用NR，我們能夠利用石化（其中包括三元乙丙橡膠）派生較少的資源生產熱塑性彈性體。然而，有空間合適的熱塑性彈性體的全基于可再生資源的聚合物的進一步發展。事實上，我們希望開發無添加劑的熱塑性彈性體，以及我們今后的工作將只使用天然，可生物降解聚合物開發此類彈性體。
瑪納斯蒙達爾
高分子研究萊布尼茨研究所
瑪納斯蒙代爾正在他的材料科學博士學位。他從技術克勒格布爾和他的碩士印度理工學院從阿薩姆邦大學，斯查爾，印度獲得了萬科在橡膠技術在化學
烏韋GOHS
高分子研究萊布尼茨研究所
烏韋GOHS所領導的電子誘導活性處理組。
烏Wagenknecht
高分子萊布尼茨研究所研究
烏Wagenknecht所領導的聚合物加工部門。
格特·海因里希
的高分子研究萊布尼茨研究所
高分子材料研究所格特·海因里希頭，是高分子材料與工程橡膠在德累斯頓技術大學材料科學研究所的講座教授。