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本文以国际合作项目为背景,采用发泡及共混技术制备了橡胶型氯化聚乙烯(CM)、聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和CM/EVA共混发泡材料,并对其力学性能、发泡特性等进行了考察。实验中,采用力学性能测试设备、发泡硫化特性仪、差示扫描量热仪、扫描电镜(SEM)等对CM的发泡特性进行了研究和表征,并针对CM海绵橡胶本身固有的一些缺陷提出了改善方法。实验中,采用常用发泡剂AC并以DCP为硫化剂,利用模压法进行硫化发泡。基于对硫化和发泡匹配性的要求,实验首先采用DSC考察了ZnSt对AC分解温度的影响,结果表明:ZnSt对AC的分解具有促进作用,可以作为发泡促进剂。加入硬酯酸锌后,AC的开始分解温度降低至160℃左右,分解速率达到最高时的温度由223.4℃降低到178.6℃。主要研究内容及结果如下:
⑴发泡温度对CM发泡行为的影响比较明显,因为温度直接决定着硫化与发泡的匹配性。发泡温度在170~175℃时发泡制品的综合性能较优:
⑵碳酸钙等填料在发泡中具有成核和填充双重作用。一方面,作为成核剂可以提高发泡倍率降低制品的密度,因此具有降低成本的效用;另一方面,碳酸钙作为填料使体系粘度增加,泡孔生长受阻,不利于泡孔的增长。综合来看,碳酸钙用量为20phr时性能较佳。不同种类CaCO3对CM发泡性能的影响不尽相同。低填充时纳米碳酸钙效果最好,其次是轻质碳酸钙。填充量高于30phr时重质碳酸钙的发泡效果优于轻质和纳米碳酸钙;
⑶炭黑对CM发泡体的微观结构有显著影响:随着炭黑含量的增加,泡孔直径和泡孔体积分数降低,泡孔个数、相对密度及单位体积发泡材料孔密度Nf增加。在炭黑含量为10phr时发泡试样的表观密度比其它试验点均低。由于炭黑的补强作用,试样的拉伸强度、撕裂强度及硬度随炭黑含量的增加而提高;
⑷纳米蒙脱土对CM发泡体系的影响主要表现在发泡特性方面。随着纳米蒙脱土用量的增加发泡试样的表观密度及孔密度Nf降低,泡孔体积分数升高并出现泡孔合并现象。
⑸对碳纳米管(CNT)在发泡中的作用进行了探讨,CNT虽然对发泡体的强度和导电性有一定的改善,但其在发泡中的应用还有待进一步研究。
⑹对CM/EVA共混发泡体系进行了研究,在CM过氧化物硫化体系中,EVA的加入对发泡和硫化的匹配影响较小,因此EVA和CM共混发泡具有较好的可行性。另外,EVA可以提高CM发泡体的硬度、100%和200%定伸应力并可以降低收缩率。