高性能均孔EPDM泡沫材料的制備及性能研究.pdf

1、三元乙丙橡膠(EPDM)泡沫材料具有優(yōu)異的緩沖、密封、隔熱、隔音等性能，可應(yīng)用于建筑、交通運輸、包裝等領(lǐng)域。目前，國內(nèi)外普遍采用硫化與發(fā)泡同時進(jìn)行的方法來制備EPDM泡沫材料，其不足是硫化速率和發(fā)泡速率匹配困難，難以獲得均勻、細(xì)小的泡孔結(jié)構(gòu)。為了解決這些問題，必須探索硫化與發(fā)泡的新途徑。
　　 本論文采用特殊配方，利用加速器產(chǎn)生的電子束引發(fā)EPDM膠料的交聯(lián)反應(yīng)，使硫化能夠在室溫下得以完成，之后再模壓加熱發(fā)泡，通過硫化與發(fā)泡分步

2、化解決了傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題。在此基礎(chǔ)上采用納米改性和電子束后期輻照引發(fā)固相交聯(lián)反應(yīng)等技術(shù)途徑，進(jìn)一步提高材料的力學(xué)性能，制備了高性能均孔EPDM泡沫材料，并分析研究了產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能。
　　 在輻射硫化過程中，對于純EPDM，隨著吸收劑量增加，凝膠含量逐漸提高，拉伸強度先增加后減小，表明提高吸收劑量無法實現(xiàn)材料高性能化。多官能團(tuán)單體(PFM)的加入可使膠料在較低的吸收劑量下達(dá)到凝膠含量的飽和以及拉伸強度的極大值，且三甲基

3、丙丙烯酸三羥甲基丙烷酯(TMPTMA)比二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)的敏化效果更好。納米二氧化硅可增加EPDM的凝膠含量，在本文實驗范圍內(nèi)混煉膠料的拉伸強度隨著吸收劑量增加而持續(xù)提高，表明納米粒子的加入可實現(xiàn)EPDM的高性能化。
　　 通過實驗確定了未加填料的EPDM的最佳模壓發(fā)泡條件(175℃下發(fā)泡4min)，研究了影響泡沫材料結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)鍵因素，結(jié)果表明：發(fā)泡劑合適的用量確定為6phr，用量過少則泡孔數(shù)量少，泡體密度

4、高，用量過多易出現(xiàn)泡孔合并和破裂現(xiàn)象，泡體密度升高。隨著吸收劑量增加，孔徑減小，并在吸收劑量達(dá)到30kGy時，出現(xiàn)均孔化，而拉伸性能持續(xù)增加。一系列掃描電鏡圖片表明，輻射硫化法制備均孔EPDM泡沫材料是切實可行的。
　　 將納米二氧化硅填充型EPDM進(jìn)行硫化和發(fā)泡時，采用γ射線輻照不易獲得均勻細(xì)密的泡孔結(jié)構(gòu)。將多種發(fā)泡劑進(jìn)行對比，采用AC5000時，泡孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能最好，但是其用量不能超過6phr。石蠟油可改善膠料的加工性，但

5、用量大于5phr后，泡體結(jié)構(gòu)和性能遭到破壞。隨著納米二氧化硅用量的增加，孔徑減小，在30phr時出現(xiàn)微孔化。
　　 本論文的另一獨特之處在于己成孔EPDM的后期輻射交聯(lián)強化處理。通過優(yōu)化工藝條件和配方，并經(jīng)后期輻射交聯(lián)處理后，制備的EPDM泡沫材料的孔徑僅為13μm，拉伸強度高達(dá)2.6MPa，斷裂伸長率達(dá)2093％。EPDM基材本身具有優(yōu)異的耐候、耐老化特性，本工作所發(fā)展的制備技術(shù)，通過控制合適的條件能夠獲得高強度和微孔分布均勻