硅橡胶／EPDM泡沫合金材料的结构与性能

硅橡胶 硅橡胶 EPDMEPDM泡沫合金材料的结构与性能泡沫合金材料的结构与性能 第 期 赵棋等硅橡胶 泡沫合金材 的结构与性能 硅橡胶 泡沫合金材 的结构与 生能 赵 京 工大学机电工程学院 京祺 雷卫华 古忠云 马玉珍 中国工程物 研究院化工材 研究所 四川绵阳 摘耍分别采用电镜和激光共聚焦显撒虢研究丁硅橡腔 泡 沫台金的结构均匀性和泡 结构 井进 强伸性能 压缩性能和阻尼减震性能的研究 结果表明 采用硅烷偶联剂后 硅橡胶 共混物的分散均 匀性较好 泡沫合金的密度小于 泡 均匀 平均孔径小于 且泡津台叠的拉伸强度 压缩 性能和阻尼减震性能优于硅橡胶泡沫 关键词硅橡腔 泡沫合金 共混 强伸性能 压缩性能 阻尼减震性能 中囝分类号 硅橡胶泡沫制品具有优异的耐高低温 低 永久变形 耐天候 耐 化等独特的综合性能 作为密封 减震 隔音和隔热部件 在交通运输 石油 化工和航空航天等各个领域的应用 益 广泛 但硅橡胶的 学性能较差 能满足高 强度场合的要求 具有多聚乙烯和多 聚丙烯的主链 饱和度高 内聚能低 分子链在 较宽的温度范围内保持柔顺性 具有较好的 学性能和工艺性能 而且 与硅橡胶溶解 度参数接近 均可采用白炭黑补强和过氧化物 硫化 具备与硅橡胶共混以及共硫化的有利条 件 为此 我们探索通过采用硅橡胶 泡沫合金材 的方法 提高硅橡胶的 学性能 目前 硅橡胶 台金材 的研究报道较 多 但硅橡胶 泡沫合金的研究却 很少见 通过采用泡沫台金的方法改善硅橡胶 井株式会社产品 气相法 白炭黑 阳化工 厂产品 过氧化二异丙苯 江苏太仓县化 工厂产品 乙烯醋酸乙烯酯共聚物 京东方化工厂产品 硅烷偶联剂 牌号 南京建业化工研究所产品 发泡剂 上 海向阳化工厂产品 其它均为橡胶工业常用配 合剂 基本配方 硅橡胶剂 白炭黑 硫 化剂 发泡剂 发泡助 相容剂 试验设备与仪器 一 炼胶机 上海轻工机械技术 研究所产品 压 成型机 上海伟 机械 厂产品 一 硬度计 上海化工机械四厂产品 型电子万能材 试验机 长春材 试验 机研究所产品 型激光共聚焦显微 泡沫的性能 对 宽硅橡胶泡沫制品的应用领 域具有重要意义 实验 镜 美国奥 帕斯公司产品 热分析仪 美国 公司产品 型扫描电 镜 日本日立公司产品 原材 甲基乙烯基硅橡胶 牌号 晨光化工 研究院二分厂产品 牌号 门尼粘 度 为 碘值为 日本三 怍者简介赵棋 一 舅 重庆人 京 工大学在读博 士生 主要从事弹性体和腔牿剂等高分子材 方面的研究工 作 泡沫舍金的制备 分别将硅橡胶 与白炭黑 适 相 容剂制成混炼胶 再按一定比倒与硫化剂 发泡 剂等均匀混合后 在开炼机上薄通下片 裁片称 后装入模具 采用硫化成型机在 以上 加压硫化 发泡成型 出模后 裁片 制得薄片试样 橡胶工业 第 卷 性能测试 微观形态分析用体积比为 的硝酸 水溶液酸洗硅橡胶 硫化试样 并用沸 水热处 试样用溅镀机溅镀金粉于表面 后 在扫描电镜上测试并拍照 泡孔尺寸及孔密度直接用激光共聚焦 显微镜的配套软件测 并记录图片 拉伸性能按 进 测 试 压缩性能采用非标准方法测 试样 选用长方形薄片 用万能材 试验机在温度为 相对湿度为 加载速率为 条件下 测试试样的应 一应变曲线 动态 学分析 在频率为 升温速率为 条件下 在热分析仪 上测试材 储能模 与损耗因子 随温度 的变化 结果与讨论 硅橡胶 混炼胶的相容性 为 使硅橡胶与 有良好的分散性 必须添加相容剂 降低硅橡胶与 之间的 界面能 增强两者间的共混相容性 以进一步提 高泡沫合金的 学性能 针对硅橡胶和 的结构特点 分别选择了 和 硅烷偶联剂 种材 作为相容剂进 硅橡 胶与 共混物的发泡试验 这些相容剂 含有可与硅橡胶或 起接枝或共聚反应 的官能团 通过接枝或共聚作用改善分散效果 提高两相间的界面结合强度 或者是与另一种 组分有良好的共混相容性 在两种橡胶界面间 起到了相容作用 提高共混物的 学性能 硅橡胶 共混物的微观结构见囹 柑晷刑 由图 可见 在硅橡胶 共混物中 相容 剂 使两相有较小的分散尺寸 分散均匀性较 好 拉伸强度为 使用相容剂 的共混 围 硅橡胶 共混物的微观结构 这说明具有较好 学性能的共混物 两相间必须有适宜的分散尺寸 分散尺寸偏大 或偏小都会降低共混物的 学性能 泡沫台金的泡沫结构 物 分散尺寸相对较大 两相界面明显 分散均 匀性较差 拉伸强度为 与前两种共混物 相比 使用相容剂 的共混物 两相分散尺寸 介于它们之间 分散均匀性较好 拉伸强度达到 为了揭示两种橡胶共混对泡沫结构的影 响 分别对硅橡胶 泡沫合金和硅橡胶 第 期 赵棋等 硅橡胶 泡沫台金材 的结构与 哇能 泡涑的显微结构进 研究 结果见图 由图 衰 硅橡胶 并用比对泡沫合金 翟伸性能的影响 可见 添加相容剂后的泡沫合金 泡孔微细 平 均孔径小于 分布均匀 孔密度大于 个 材 密度小于 硅橡胶 泡沫平均孔径小于 有少 穿孔现象 孔密度大于 个 材 密度小于 一 可见 泡沫合金材 比硅橡胶泡沫 有 小的孔径 高的孔密度和 好的均匀性 这说明相容剂能有效地改善硅橡胶和 的共混效果 共混物结构均匀 各种助剂分散性 好 压缩性能 泡沫合金和硅橡胶泡沫的应 一应变曲线 见图 由图 可见 随着应变的增大 应 呈 逐渐上升趋势 且在 应变范围内 应 与应变近似呈线陛关系 曲线上升趋势较 平缓 说明应 随应变变化较小 应变大于 以后 随着应变的增大 应 呈急剧上升趋 势 两条曲线在应变约为 处相交 此时 硅 橡胶泡沫的应变已接近最大值 且泡沫台金应 变范围大于硅橡胶泡沫的应变范围 应变在 兰 茸 范围内 泡沫台金的曲线在硅橡胶泡沫 之上 说明泡沫合金的压缩模 比硅橡胶泡沫 大 加入 有利于提高泡沫合金的压缩模 星三 三至 至 应 硅橡胶泡障 图 压缩应 应变曲线 一泡沫台金 硅攮腔抱障 囝 魍沫微观结构 强伸性能 硅橡胶 并用比对泡沫台金强伸性 能的影响见表 由表 可见 随着 用 的增大 泡 阻尼减震性能 泡沫材 的 研究反映了在交变应 应变作用下材 发生的滞后现象和 学损 耗 这有助于研究泡沫材 的阻尼减震性能 硅橡胶泡沫和泡沫合金的 曲线分别如图 所示 由图 可见 在一 之间 泡 沫合金的拉伸强度 扯断伸长率 扯断永久变形 增大 拉伸强度比硅橡胶泡沫增大 倍以上 扯 断伸长率增大 倍 表明泡沫合金有较好的弹 性 扯断永久变形比硅橡胶泡沫大 但仍属于良 好的范围 综合比较 泡沫台金的拉伸性能优 硅橡胶泡沫 沫合金的储能模 比硅橡胶泡沫高 硅橡胶泡 沫在一 出现较尖锐的 峰 泡沫台金 在一 出现了一个 峰 与硅橡胶泡沫 的 曲线相比 泡沫合金的 峰形变 橡胶工业 第 卷 棚 章 轼翟挈 温度 硅橡腔泡津 温度 泡沫台盘 图 曲线 宽 峰值对应温度升高 在 范围内 硅橡胶泡沫的 为 泡沫合金 的 稳定在 左右 比硅橡胶泡沫增大 约 倍 这说明泡沫合金有 优良的阻尼减震 性能 与硅橡胶泡沫相比 硅橡胶 泡 沫合金具有 好的强伸性能和压缩性能 在 范围内 硅橡胶 泡沫合金的 约为硅橡胶泡沫的 倍 说明 泡沫合金有 优良的阻尼减震性能 参考文献 邓本诚 李傻山 橡胶塑 井混改性 京中国石化 出版杜 结论 采用加入相容剂的方法 可使硅橡胶 泡沫台金具有良好的共混均匀性 其中 相容剂为硅烷偶联剂时效果最优 硅橡胶 泡沫台金的密度小于 泡孔微细 均匀 平均孔径小于 窦强 吴石山 求学海 甲基乙烯基硅橡胶与 共 混研究 橡胶工业 孙明亭 陈果 硅橡胶与 井混工艺研究 合 收穑日期加 成橡腔工业 第 期 赵棋等硅橡胶 泡沫合盘材 的结构与性能 一 旦 索新 提供解决方案 服务热线 通过蘸图 质 体系认证 系列为橡胶寺用拉伸试验机 土机为单柱 型 配有专 的侧立式大变形州 装置 变形分辨率可 达 大屏幕液晶显示 信息多 容昔大 功能强 可 测试五点的定伸比应 五点可设定 抗拉强度 延伸率等 主要技术参数 铡 范