超臨界二氧化碳發(fā)泡硅橡膠的研究.pdf

1、硅橡膠泡沫是一種結(jié)合硅橡膠和泡沫材料特性于一體的多孔高分子彈性材料,但用傳統(tǒng)發(fā)泡方法制得的硅橡膠泡沫的泡孔不均,泡孔孔徑大,且常用的有機(jī)發(fā)泡劑會(huì)對環(huán)境造成污染。而超臨界二氧化碳作為綠色發(fā)泡劑,被廣泛地用于聚合物的微孔發(fā)泡中,但國內(nèi)外對超臨界二氧化碳發(fā)泡熱硫化硅橡膠方面的研究卻較少。為此,本論文采用超臨界二氧化碳作為發(fā)泡劑,對熱硫化硅橡膠發(fā)泡的可行性進(jìn)行研究。通過“預(yù)硫化-發(fā)泡-完全硫化”的發(fā)泡工藝,研究了發(fā)泡條件、預(yù)硫化時(shí)間、白炭黑種類

2、和含量對硅橡膠泡沫表觀密度及泡孔結(jié)構(gòu)的影響。
　　 首先,研究了發(fā)泡溫度、壓力、溶脹時(shí)間和卸壓時(shí)間對硅橡膠泡沫表觀密度和泡孔結(jié)構(gòu)的影響。通過掃描電子顯微鏡(SEM)對泡孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明:硅橡膠泡沫的表觀密度隨發(fā)泡溫度和壓力的升高及卸壓時(shí)間的增加而增大,隨溶脹時(shí)間的增加變化不大；溫度越高,泡孔越稀疏；壓力增大,泡孔孔徑減小,但當(dāng)壓力升至20MPa時(shí),發(fā)泡樣品出現(xiàn)裂紋,基本上未發(fā)泡；隨溶脹時(shí)間和卸壓時(shí)間的增加,泡孔密度減小,

3、泡孔孔徑增大。
　　 其次,研究了預(yù)硫化時(shí)間對硅橡膠發(fā)泡性能的影響。結(jié)果表明:硅橡膠泡沫的表觀密度隨預(yù)硫化時(shí)間的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,且存在一個(gè)實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的最佳預(yù)硫化時(shí)間點(diǎn),此時(shí)硅橡膠泡沫的表觀密度最??；在預(yù)硫化時(shí)間較短時(shí),硅橡膠強(qiáng)度很低,泡孔合并、塌陷現(xiàn)象嚴(yán)重,泡孔稀疏；當(dāng)達(dá)到最佳預(yù)硫化時(shí)間點(diǎn)時(shí),泡孔結(jié)構(gòu)均勻、泡孔彼此相連、泡孔壁??；隨著預(yù)硫化時(shí)間的進(jìn)一步增加,泡孔又變得稀疏。
　　 最后,研究了白炭黑種類及含量

4、對硅橡膠發(fā)泡性能的影響。結(jié)果表明:添加改性白炭黑的硅橡膠泡沫泡孔孔徑較小,泡孔密度較大,泡孔大小較均勻；沉淀法白炭黑與硅橡膠間的相互作用較弱,有利于硅橡膠的異相成核發(fā)泡,但是,其泡孔為開孔型結(jié)構(gòu),泡孔彼此連接形成氣體通道,導(dǎo)致氣體逸出,使硅橡膠泡沫表觀密度較大。隨著白炭黑含量的增加,白炭黑在硅橡膠中的團(tuán)聚嚴(yán)重,氣體在大顆粒表面形成多個(gè)泡核,氣泡發(fā)生合并,形成大氣泡；白炭黑含量的增加會(huì)增大硅橡膠體系的黏度,使氣體在硅橡膠中擴(kuò)散困難,從而產(chǎn)