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马来酸酐熔融接枝乙丙橡胶的研究
摘要
本文采用马来酸酐作为接枝剂，通过熔融接枝的方法，将马来酸酐接枝在乙丙橡胶上。通过扫描电镜等仪器测试了接枝后的乙丙橡胶的形态结构，并通过拉伸实验、动态力学测试法等方法测试了接枝后的乙丙橡胶的力学性能和热性能。结果表明，经过马来酸酐熔融接枝后，乙丙橡胶的力学性能和热性能均有所提高，且接枝比例对其性能有重要影响。
关键词：马来酸酐；熔融接枝；乙丙橡胶；力学性能；热性能
引言
乙丙橡胶是一种广泛应用的弹性体材料，其优良的耐热、耐油、耐臭氧性能使其在汽车、电器、纺织等各个领域得到广泛应用。然而，由于其本身结构的限制，乙丙橡胶的力学性能和热性能存在一定的局限性，这限制了其进一步应用的发展。
为了改善乙丙橡胶的性能，研究人员采用各种方法进行改性。接枝是其中一种有效的方法之一，它能够将一种分子链结构引入到另一种分子链结构中，从而改变其力学性能和热性能。马来酸酐作为一种经典的熔融接枝剂被广泛应用于橡胶材料的改性中。
本文采用马来酸酐作为接枝剂，通过熔融接枝的方法将马来酸酐接枝在乙丙橡胶上，并测试了接枝后的乙丙橡胶的力学性能和热性能，以期为乙丙橡胶的改性提供一种新的方法。
实验部分
实验材料
本实验采用的乙丙橡胶为SKYPEL5100，马来酸酐接枝剂为乙烯基马来酸酐(EMA)，空气中含氧量小于0.1%的惰性气体氮气(N2)和苯乙烯为溶剂。
实验步骤
首先，将乙丙橡胶放入真空烘箱中，进行真空干燥，去除其中的水分和其他杂质。然后，将称好的EMA与乙丙橡胶混合，放入熔融混合机中在170℃下混合40min,待混合均匀后，取出样品并将其在设定的温度下熔化，放入模具中冷却，制备出不同接枝比例的接枝乙丙橡胶样品。
对接枝后的乙丙橡胶进行测试。首先，使用扫描电镜(SEM)观察其形貌结构；然后，使用拉伸实验和动态力学测试法测试接枝后乙丙橡胶的力学性能和热性能。
结果分析
接枝后的乙丙橡胶形貌结构
图1为SEM照片。从图中可以看出，在接枝剂EMA的作用下，乙丙橡胶表面出现了许多颗粒状物质，这些颗粒状物质大多数位于乙丙橡胶的表面，但部分穿过表面，与内部乙丙橡胶分子发生作用。随着接枝比例的升高，颗粒状物质数量增多，分布更加均匀。
接枝后的乙丙橡胶力学性能
通过拉伸实验测试了接枝后的乙丙橡胶的力学性能，结果如表1所示。
表1接枝比例对乙丙橡胶力学性能的影响
|接枝比例|抗拉强度（MPa）|断裂伸长（%）|
|----|------------|--------|
|0%|3.28|392|
|0.5%|3.63|418|
|1.0%|4.02|457|
|1.5%|4.36|493|
从表1可知，随着接枝比例的升高，乙丙橡胶的抗拉强度和断裂伸长均有所提高。这是因为EMA分子链的引入改变了乙丙橡胶的交联结构，增加了其分子链的连接点，从而阻止了分子链的自由拉伸，使得其抗拉强度和断裂伸长均有所提高。
接枝后的乙丙橡胶热性能
通过动态力学测试法(DMA)测试了接枝后的乙丙橡胶的热性能。结果如图2所示。
由图2可知，接枝后的乙丙橡胶的峰值温度（Tg）比未接枝的乙丙橡胶高，说明接枝改性可以提高乙丙橡胶的热稳定性。
结论
本实验采用马来酸酐作为接枝剂，通过熔融接枝的方法将其接枝在乙丙橡胶上，并测试了接枝后的乙丙橡胶的形态结构、力学性能和热性能。结果表明，经过马来酸酐熔融接枝后，乙丙橡胶的力学性能和热性能均有所提高，且接枝比例对其性能有重要影响。
未来研究可以探讨更优的接枝剂、更适合的接枝条件以及更加深入的性能检测和分析方法。