SEBS兒童地墊專用料的性能研究

嚴(yán)紹敏

（中國(guó)石化巴陵分公司，湖南岳陽 414014）

目前市場(chǎng)上兒童地墊按款式可分為拼接式和整體式；按材質(zhì)分主要包括聚乙烯（PE）、乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）兩類。PE和EVA這兩種原材料本身環(huán)保無毒，但在生產(chǎn)過程中為了能夠使塑料發(fā)泡、降低生產(chǎn)成本、增加塑料產(chǎn)品的柔韌性使其不易斷裂，均加入了甲酰胺。甲酰胺是一種溶劑，常被用作還原劑和工業(yè)化學(xué)品。PONY譜尼測(cè)試集團(tuán)玩具測(cè)試專家介紹，甲酰胺進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，會(huì)降低其生殖能力和幼崽的存活率，對(duì)于兒童的傷害是不可逆的[1]。另外，甲酰胺在高溫環(huán)境下會(huì)釋放出氨氣，對(duì)眼睛、皮膚黏膜也會(huì)造成傷害。氫化苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）具有較好的柔韌性和物理力學(xué)性能，加工過程無需加入甲酰胺，因此，安全、環(huán)保、無毒的SEBS兒童地墊具有較好的市場(chǎng)前景。巴陵分公司橡膠部以SEBS與聚丙烯（PP）為原料，加入白油及鈣粉（CaCO3）等助劑研究開發(fā)了兒童地墊專用料，采用注塑成型工藝，制成環(huán)保、安全的SEBS兒童地墊。文章主要研究了聚丙烯種類、不同標(biāo)號(hào)白油及鈣粉的加入量等配方對(duì)兒童地墊性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原材料

燕山石化公司生產(chǎn)均聚K8003 PP、共聚C4902 PP；巴陵石化公司生產(chǎn)SEBS；白油15#，22#，26#，32#；鈣粉。

1.2 設(shè)備

SK-160開放式煉膠機(jī)、AG-1橡膠拉力機(jī)、LX-A硬度計(jì)、YX-50平板硫化機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)。

1.3 試樣制備及性能測(cè)試

1.3.1 試樣制備

按比例稱取一定質(zhì)量的PP、SEBS（質(zhì)量比為65∶35，將每100 g SEBS和PP的混合料視為一個(gè)單位）、白油、鈣粉，放入搪瓷桶中，攪拌均勻；將混合料用雙螺桿擠出機(jī)造粒，雙螺桿擠出機(jī)溫度控制在180~220℃；將粒料用注塑機(jī)進(jìn)行注塑成型，制成兒童地墊，注塑機(jī)溫度控制在180~220℃。取少量粒料用開煉機(jī)進(jìn)行塑煉，再用平板硫化機(jī)進(jìn)行硫化，制成兒童地墊專用料試樣。取專用料制成硫化片，作為分析試樣。

1.3.2 性能測(cè)試

力學(xué)性能：將硫化樣片按標(biāo)準(zhǔn)GB/T 528—1992中的方法，用拉力機(jī)進(jìn)行測(cè)試。

熔融指數(shù)：按標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 1238，測(cè)試條件200℃，2.16 kg下測(cè)試。

硬度：按JB/T 7757.2—2006方法，采用邵氏A型硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 兒童地墊專用料的性能指標(biāo)要求

兒童地墊需具有一定的強(qiáng)度，在撞擊時(shí)能有效保護(hù)兒童；同時(shí)，兒童地墊需要具有一定的柔軟度，在兒童受到撞擊時(shí)有較好的緩沖作用，避免二次傷害。其物理力學(xué)性能指標(biāo)見表1。

表1 兒童地墊性能指標(biāo)

2.2 白油對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

2.2.1 白油種類對(duì)兒童地墊性能的影響

取一定量SEBS、PP混合，每單位混合物加入85 g白油和65 g的鈣粉制成混合料。分別采用不同標(biāo)號(hào)的白油與SEBS、PP、鈣粉制成兒童地墊專用料?？疾彀子头N類對(duì)專用料性能的影響，結(jié)果見表2。

由表2可知，隨著白油標(biāo)號(hào)的增加，兒童地墊專用料的強(qiáng)度、硬度略有增加，熔融指數(shù)降低。

表2 白油種類對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

不同標(biāo)號(hào)的白油稠度不同。標(biāo)號(hào)增大，稠度增大，閃點(diǎn)也相應(yīng)更高。采用標(biāo)號(hào)較小白油，能更好地改善兒童地墊的加工流動(dòng)性，但物理力學(xué)性能無法滿足要求。同時(shí)由于閃點(diǎn)低，在加工過程中容易揮發(fā)，造成空氣污染，也存在一定的安全隱患。綜合考慮兒童地墊專用料的加工流動(dòng)性和物理力學(xué)性能，最終確定采用26#白油。

2.2.2 白油的加入量對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

調(diào)整26#白油的加入量，考察白油的加入量對(duì)兒童地墊專用料性能的影響，結(jié)果見表3。

由表3可知，增大26#白油的加入量，兒童地墊專用料的熔融指數(shù)增大，強(qiáng)度、硬度下降。

表3 白油的加入量對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

加入26#白油能較好地改善兒童地墊專用料的加工流動(dòng)性、降低生產(chǎn)成本，但隨著白油加入量的增加，兒童地墊專用料的物理力學(xué)性能下降。綜合考慮兒童地墊物理力學(xué)性能、加工流動(dòng)性等各項(xiàng)性能要求，最終確定白油的加入量為每單位85 g。

2.3 聚丙烯對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

2.3.1 聚丙烯種類對(duì)兒童地墊性能的影響

分別采用共聚C4902 PP和均聚K8003 PP制成兒童地墊專用料，主要考察聚PP的種類對(duì)兒童地墊性能的影響，結(jié)果見表4。

由表4可知，采用均聚聚丙烯時(shí)兒童地墊專用料較采用共聚聚丙烯兒童地墊專用料強(qiáng)度大、硬度大、變形大、熔融指數(shù)大；伸長(zhǎng)率小。這是因?yàn)榫跴P較共聚PP具有較為完整的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高、硬度大、流動(dòng)性佳，但用于制作兒童地墊時(shí)，硬度大、變形大，滿足不了兒童地墊對(duì)彈性的要求，同時(shí)硬度大影響了使用安全性和舒適性。采用無規(guī)共聚PP制作兒童地墊專用料能較好地滿足兒童地墊物理力學(xué)性能、加工流動(dòng)性、彈性等各項(xiàng)性能要求，因此，最終確定選用共聚C4902 PP作為兒童地墊專用料的主要原料。

表4 聚丙烯種類對(duì)兒童地墊性能的影響

2.3.2 聚丙烯加入量對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

調(diào)整共聚C4902 PP的加入量，考察PP加入量對(duì)兒童地墊性能的影響，結(jié)果見表5。

由表5可知，增加C4902 PP的加入量，兒童地墊專用料的強(qiáng)度、硬度、熔融指數(shù)、永久變形均增大、伸長(zhǎng)率下降。

表5 PP加入量對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

增大PP加入量，較好地改善了兒童地墊專用料的加工流動(dòng)性和物理力學(xué)性能，但加入量過多時(shí)，兒童地墊的硬度增大、彈性差，影響兒童地墊使用的安全性和舒適性；同時(shí)，制品變形增大，尺寸穩(wěn)定性差。因此，最終確定PP加入量為每單位35 g。

2.4 鈣粉的加入量對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

調(diào)整鈣粉的加入量，制成相應(yīng)的兒童地墊，考察鈣粉加入量對(duì)兒童地墊性能的影響，結(jié)果見表6。

由表6可知，增加鈣粉的加入量，兒童地墊專用料的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、熔融指數(shù)均下降，硬度增大。

表6 鈣粉的加入量對(duì)兒童地墊專用料性能的影響

鈣粉成本低，加入鈣粉大大降低了兒童地墊的生產(chǎn)成本，同時(shí)提高了兒童地墊的尺寸穩(wěn)定性。但加入量過高時(shí)，制品的物理力學(xué)性能差；同時(shí)，鈣粉密度大降低了制品的輕便性。因此，最終確定鈣粉的加入量為每單位65 g。

2.5 SEBS 兒童地墊專用料的性能

稱取一個(gè)單位的SEBS和PP的混合料，再加入26#白油85 g及鈣粉65 g制得SEBS兒童地墊的專用料。混合均勻后，用雙螺桿擠出。取少量專用料樣品進(jìn)行物理力學(xué)性能測(cè)試，結(jié)果見表7。

表7 SEBS兒童地墊性能

由表7可知，采用SEBS和pp為主要原材料，加入適量的26#白油和鈣粉，制得的兒童地墊性能較好，能滿足兒童地墊的各項(xiàng)性能指標(biāo)。

3 結(jié)論

1）采用不同標(biāo)號(hào)的白油制得的兒童地墊性能不同。加入標(biāo)號(hào)較小的白油，制得的兒童地墊專用料的物理力學(xué)性能差、加工過程容易揮發(fā)。用26#白油制得的兒童地墊專用料在SEBS與PP等共混料中加入26#白油，制得的兒童地墊專用料具有較好的物理力學(xué)性能和加工性能，加入量為每單位85 g。

2）采用共聚C4902 PP較采用均聚k8003 PP制得的兒童地墊專用料具有更好的物理力學(xué)性能、加工流動(dòng)性、彈性等性能，能較好地滿足兒童地墊要求。增加PP的加入量能較好的改善兒童地墊的加工性能和硬度。加入量過多，兒童地墊的硬度過大，變形大，尺寸穩(wěn)定性差，PP加入量應(yīng)適量。

3）鈣粉密度大，成本低，在SEBS與C4902 PP混合物中加入一定量鈣粉，制得的兒童地墊成品尺寸穩(wěn)定性好、使用方便。鈣粉成本低，可降低兒童地墊的生產(chǎn)成本，鈣粉的加入量為每單位65 g。

4）以SEBS與共聚C4902 PP為主要原料，加入適量的26#白油和鈣粉，制得的兒童地墊專用料性能較好，能滿足兒童地墊的各項(xiàng)性能要求。