乙烯-乙酸乙烯酯橡胶(EVM)发泡材料的制备和性能研究

来源 :中国科学院大学 中国轻工集团 中国科学院化学研究所 中国科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tomily98
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乙烯-乙酸乙烯酯橡胶(EVM),由非极性、结晶性的乙烯单体(E)和强极性、非结晶性的乙酸乙烯酯单体(VA)共聚而成,具体是指VA含量在40%-80%之间的一类聚合物。EVM的分子链完全饱和,含有强极性的侧链,因而具有优良的耐非极性油、耐高温、耐天候老化、耐臭氧、抗紫外线、阻燃和透气性能。EVM还具有较宽的玻璃化转变温度范围和高的阻尼因子,可被应用于阻尼吸震材料领域。通过对EVM材料进行发泡成型,有望应用于鞋材领域。因此,研究EVM及其共混物的发泡行为、泡孔结构的调控方法、以及材料的结构与吸震性能之间的关联问题对后续高性能乙烯-乙酸乙烯酯树脂(EVA)发泡材料的开发有着重要的指导意义。  本研究主要内容包括:⑴以模压法制备了EVM发泡材料,系统研究了硫化温度、交联剂、发泡剂和填料对EVM发泡行为的影响。结果表明,随着硫化温度的增加,正硫化时间缩短,发泡材料密度降低;随交联剂含量增加,最大扭矩值和最小扭矩值增加,硫化诱导期缩短,硫化速率增加,正硫化时间减少,交联度增加;发泡剂含量则显著影响着材料的密度和性能;填料对材料的力学性能影响较大,添加滑石粉可有效提高EVM发泡材料的断裂强度,再加入少量的纳米蒙脱土在保持力学性能不变的同时,降低材料的密度。⑵通过模压法制备了EVM及其与蒙脱土的纳米复合发泡材料,系统研究了蒙脱土的种类和含量对EVM复合发泡材料硫化发泡性能、力学和耐热性能的影响。结果表明,加入有机改性蒙脱土(OMMT)能有效提高材料的发泡倍率和耐热性能,并降低材料的密度;纳米蒙脱土能够延长胶料的正硫化时间,加入1phr的有机改性蒙脱土后,胶料的正硫化时间增加了1分钟;纳米蒙脱土的加入提高了EVM发泡材料的力学性能和压缩水久变形率,且在OMMT含量为6phr时复合材料的拉伸强度、撕裂强度和冲击回弹率达到最大值。⑶通过模压法制备了EVA/EVM复合发泡材料,系统研究了EVM含量对EVA复合发泡材料硫化发泡性能、力学和吸震性能的影响。结果表明,随着EVM含量的增加,复合材料发泡倍率增加,发泡材料密度和泡孔密度以及冲击回弹率和压缩永久变形率降低,材料的吸震和压缩性能得到了较大的改善,但是复合材料的力学性能降低,正硫化时间延长。⑷通过熔融共混制备了EVM/OBC共混物,系统研究了不同OBC含量对共混物相容性的影响,以AC为发泡剂,过氧化物为交联剂制备了共混物发泡材料,详细研究了共混物的硫化发泡行为及其影响因素。结果表明,共混OBC后,EVM的熔体强度并未得到改善,相反EVM的最大损耗因子值下降明显;OBC和EVM为不相容体系,添加马来酸酐接枝EVA可以一定程度提高二者的相容性;共混OBC后,胶料的硫化时间有所延长,发泡样品的泡孔尺寸随OBC含量增加而减小;共混OBC能够有效提高EVM样品拉伸断裂强度、断裂伸长率、撕裂强度和硬度,同时材料的密度降低,压缩永久变形性得到改善,但是冲击回弹率有所升高,损耗因子下降明显,吸震性能有所降低。⑸通过测试不同冲击回弹率和硬度的鞋垫对足底各区域最大压力值和最大冲量值的影响,反映出鞋垫材料特性对舒适性的影响。结果表明,鞋垫材料的冲击回弹率为30%,硬度邵氏C为30时,材料对足底的伤害更小,人的穿着舒适性更好。
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