发泡助剂尿素用量对硅橡胶发泡材料性能影响的研究.pdf

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2014．N008工程与材料科学JournalofHenanScienceandTechnology发泡助剂尿素用量对硅橡胶发泡材料性能影响的研究保功辉(大禹节水(天津)有限公司，天津301712)摘要：本文以硅橡胶、白炭黑、分子筛、发泡剂、尿素、DCBP、DCP为主要原料制成了硅橡胶发泡材料，研究了发泡助剂尿素用量对硅橡胶发泡材料各项性能的影响。结果表明：随着发泡助剂尿素的逐渐增加，其发泡倍率增加，拉伸强度、压缩永久变形、密度、硬度、压缩永久变形降低，断裂伸长率随尿素的逐渐增加先升后降，泡孔增多且均匀。关键词：硅橡胶；发泡；尿素；发泡倍率中图分类号：TQ333文献标识码：A文章编号：1003—5168(2014)15—0053—02硅橡胶发泡材料具有独特的物理、化学性能，例如压缩变式中，△H，弹性复原率，％；h。，试样原始高度，IlllI1；h，试样形大、耐老化、使用温度范同广等优点，同时发泡硅橡胶具有质压缩高度，mm；h：，解除压缩后的高度，mm。轻、柔软、隔音等优异性能ll。发泡硅橡胶作为一种新型的、多功(5)微观结构：将所得发泡材料用刀片切割．在其断面表面能性的橡胶材料，正日益成为国内外各领域人们关注和研究的喷金，然后用扫描电子显微镜(SEM)观察断面形貌，拍照。重点，现已在发泡硅橡胶制备方法及性能改善上取得很大的进2结果与讨论步l3]。本实验研究了发泡助剂尿素用量对硅橡胶发泡材料性能的2．1尿素用量对硅橡胶发泡材料拉伸性能的影响影响。141实验1．1主要原料1．2硅橡胶：101型，东爵有机硅(南京)有限公司。分子筛：3A型，上海嘉定正达分子筛有限公司。白炭黑：JF—CX6，重庆建峰{工业集团有限公司。发泡剂H，江苏雅克股份有限公司。尿素：分蓑1_o晕析纯，天津市致远化学试剂有限公司。DCBP(2，4-二氯过氧苯甲08酰)，江苏省仪征市信德助剂厂。DCP(过氧化二异丙苯)：工业级市售。O．61．2主要设备0．00．10．20．30．4开放式炼胶机：XK一160型，青岛亚华机械有限公司。电热尿素加入量／份鼓风恒温干燥箱：101—2A，泸南电炉烘箱厂。电热恒温干燥箱：上图l硅橡胶发泡材料拉伸强度随尿素加入量的变化曲线海锦屏仪器表有限公司。电子拉力试验机：深圳瑞格尔仪器检测如图1所示随着尿素加入量的增加，硅橡胶发泡材料的拉有限公司。橡胶硬度计：HS型，泰安天成检测设备有限公司。扫伸强度随之下降。出现这样的现象是因为发泡剂H的热分解温描电子显微镜(SEM)，JSM一63603LV，日本。玻璃平板支撑器，自度一般在210％，在不加入发泡助剂的前提下分解温度很高，发制。压缩永久变形测试仪，自制。气量小，此时所制得的发泡材料泡孔少，密实部分多，故拉伸强1-3试样制备度大。随着发泡助剂的增加，发泡剂H分解温度下降较快，发气按设计配方准确称苣各原料后，将硅橡胶放人开炼机包量大，所制得的发泡材料泡孔多，孔壁薄，拉伸时强度降低。但加辊，然后依次加人白炭黑、3A分子筛。混炼一定时间后，将胶片入量到0．4份时，发泡材料制品会产生较大气泡，致使发泡材料放人175℃电热恒温干燥箱．热处理70rain后，反炼一定时间按分层．拉伸强度下降。顺序依次加入发泡剂、发泡助剂、硫化剂，然后混炼均匀下片。将9O胶片用自制玻璃平板固定好后放入150~C电热鼓风干燥箱中，处85理一定时间后，再将胶片放入175oC电热恒温干燥箱中处理8O60min，既得试样。基本配方(质量份)：硅橡胶，100；白炭黑，25；分子筛，30；发泡剂H，3；尿素，0～0．4；DCBP，1；DCP，0．5。1．4性能测试(1)拉伸强度、扯断伸长率：按GB／T10654—2001测定。(2)硬度：按GB／T531—1992测定。(3)表观密度：又称为视密度，是衡量海绵发孑L材料的重要0D010．Z0．3D．4指标，由下式计算得到密度(P)。尿素加入量／份p=W／V图2硅橡胶发泡材料断裂伸长率随尿素加入量的变化曲线式中：w一试样在空气中的质量，g；V一试样的体积，Cliq。由图2所示，随着发泡助剂尿素加入量增加，发泡材料的(4)压缩永久变形的测定：采用自制压缩永久变形测试仪断裂伸长率先上升后降低。主要是因为尿素加入量少时发气量测定，按下式计算得到。小，发泡材料产生气孔少，随着尿素加入量增加发气量增大，泡AH=(h2一h1)／(ho-h1)xlO0％孔增加。拉伸时泡孑L变形起到缓冲作用，故断裂伸长率有所增 匮!!芏J11140．4份时，发泡材料内部产大气泡，使得发泡材料分孔壁易被压破，I_{|这种破坏是不可逆转的，所以弹性⋯复牢订所，托f}ItiI、f样条有缺陷，故断裂伸长率降低。降低。2．2尿素川鲢对硅橡胶发泡材料硬度的影响2．5尿素用最对硅橡胶发泡材料发泡俯音≮的影响2．24221402．O乏三《＼奎38簪乏三361．634150．0010．20．30．4尿素加入量／份0．O0．10．20．304图3硅橡胶发泡材料硬度随尿素加入量的变化曲线尿索加入量／份3所示随着尿素川情增加发泡材料硬度降低这是闪图6硅橡胶发泡材料发泡倍率随尿素加入量的变化曲线为豢的JJ【1入使发泡剂H分解温度大幅度降低，这就会增加发如图6所l，j发泡倍率随着尿素增』J【】增人，这是冈为球素h}，得钏的制-L|泡扎数艟将增加，使得发泡材料的密实度降的加入降低发泡刹的分解温度，使得发气增JJl致、低，敞硬度F降．2．6尿袭不加入髓时发池材料池孔SEM2．3尿素川量对硅橡胶发泡材料密度的影响1．1O1．O510O0．95舌09OV(a)0份(h)0．3份＼O85图7加入不同量尿素时硅橡胶发泡材料的扫描电镜形貌鼙0．80罔7所永为』JIl入0份和0．3份尿豢的H描IU镜冈，由n丁075以看没加尿素时泡孔少，且发泡均匀，JJIIr0．3份尿素时池0．70孔数明增加且均匀说明少挝的素能他发池温度大幅度000．102030．4降低，发气增大尿素加入量／份3结论图4硅橡胶发泡材料密度随尿素加入量的变化曲线(1)随着发泡助剂尿素J_}】的逐渐增『JII发泡倍率逐渐_』Jl】如『幺l4所示随着尿素加入增加，发泡材料的密度降低，大，拉伸强度、密度、硬度、弹性I州复率逐渐降低；断裂仲长率先这是为尿素加入降低了发泡剂H分解温度，使得发气量增加，上升后下降。泡孔数增加．制品密度降低。(2)尿素的加入叮降低发泡剂分解温度．捉离发气量，但加2．4尿素用量对硅橡胶发泡材料压缩永久变形的影响入量到0_4份时制品会产生大泡孑L，导敛制．分．影响材料的86O性能。一般加入0．2～0_3份适宜。855850参考文献：誉84【l】付善菊，韩哲文，吴平平．硅灰石晶须增强高温硫化硅橡篓84胶发泡工艺IJ1．华东理工大学学报，200l，27(2)：l65-l68．i83I2IT国芳，张长生，贺传兰，石耀刚，罗世凯，王连华．纯化学毫慕83发泡技术在低压缩应力松弛硅橡胶泡沫材料研制中的应用⋯．化工新材料，2007。35(5)：57—64．825【3】陈美华，赵祺，罗世凯，雷伟华．硅橡胶发泡技术的研究进820展⋯．化工新型材料，20ll，39(2)：l一3．一图⋯譬⋯，⋯竺⋯⋯兰．⋯⋯⋯兰。作者简介。，：s7一)，男，青海人，硕士，主要从事高分子材料泡．刹H如分解温至度降低，．琶．合成、工’’’⋯、～⋯一’，发起增加，泡孔增加，孔擘变薄，压缩时⋯‘。～、。54