本课题以在马来酸酐化三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)中原位聚合ε-己内酰胺(ε-CL)成尼龙6(PA6)的方法制备热塑性弹性体,以改善PA6组分在橡胶基相中的分散程度以及与基相中酸酐基的反应模式。 为了不增大橡胶相凝胶含量,本论文采用Alder Ene的方法来制备EPDM-g-MAH,并采用傅立叶红外光谱法(FTIR)来表征MAH在EPDM上的接枝结构,同时采用酸碱滴定法来测量MAH的接枝率和接枝效率。试验结果表明,MAH大多数以单个的丁二酸酐的形式接枝到EPDM分子链上,从而证明了Alder Ene反应机理；接枝率随MAH用量的增加而增大,随后增加幅度变缓,另外较低的MAH用量有利于得到较高的接枝效率。 对于ε-CL在橡胶基相中的原位聚合反应,本论文着重研究聚合温度的因素,即分别在尼龙6熔点处及上下进行原位聚合反应。试验表明,温度的不同导致ε-CL的聚合表现出差别很大的特征,从而导致不同的力学性能和形态。采用DSC对共混物进行表征时,原位聚合发制备的共混物表现出尼龙6的熔融峰和结晶峰,表明尼龙6组分的原位生成。与直接共混法制备的共混物相比,原位聚合的尼龙6熔融焓和结晶焓较低,但是这并不能就说ε-CL原位聚合的转化效率低的缘故,因为XRD分析表明原位聚合的PA6结晶受限很大,而以β-介晶结构的方式存在。 另外,本论文通过测试共混物试样的单向拉伸性能和动态力学性质对原位聚合法制备共混物进行了评价。为了挖掘拉伸性能背后的共混物分子结构信息,笔者采用滑移链(slip-link)模型(该模型具有描述聚合物弹塑形变最符合实际的理论基础)对共混物的单向拉伸曲线进行了拟合。结果表明,共混物的力学性能与聚合过程中的固化行为成正相关,而与聚合后的尼龙6的熔融行为成负相关；在尼龙6熔点以下进行原位聚合,即原位固化聚合,比在尼龙6熔点以上进行原位聚合更能提高共混物的交联点密度。动态力学实验表明,增容和原位聚合在削弱PA6组分的刚度贡献的同时可提高橡胶相的弹性响应。 本论文采用原子力现微镜(AFM)对尼龙6在共混物中的分散情况进行了观察。原位固化聚合中的尼龙6相滴界面比较明锐,但是出现黑色的第三相,构成一个梯度界面,这一相可能是聚合度较低的尼龙6分子,由于具有较大的自由度,比较容易与橡胶相中的酸酐基发生反应而连接并且可以缓和应力集中而导致的结构缺陷增长；而原位熔融聚合中的尼龙6分散相比较模糊,说明增容深入尼龙相的内部,而界面连接比较薄弱,抗结构缺陷增长性较差。这与单向拉伸性能结果分析相一致。总之,采用原位固化聚合法可以合理地调和聚合过程中分散相滴的破裂和凝聚并且优化界面反应模式,从而得到很好的形态结构和形成粘结性很好的梯度界面,这种结构具有很好的抗结构缺陷增长性,从而显著提高共混物的力学性能。