本科毕业论文——不同发泡剂对橡胶发泡行为及力学性能的研究
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贵州师范大学(本科)毕业论文题目:不同发泡剂对橡胶发泡行为及力学性能的研究学院:\专业:\年级:\姓名:\指导教师:\ 副教授\目录摘要 (1)Abstract (1)第一章文献综述 (2)1.1发泡材料的概述及国内外的研究状况 (2)1.1.1发泡材料的概述 (2)1.1.2 国内外对发泡材料的研究状况 (5)1.2 选题的理论、实际意义 (6)1.3 研究思路、方法、技术路线 (6)1.3.1 研究思路 (6)1.3.2研究方法 (6)1.3.3 技术路线 (7)第二章实验部分 (8)2.1实验原料与实验仪器 (8)2.1.1实验原料 (8)2.1.2实验仪器 (8)2.2样品制备 (9)2.3测试与表征 (10)2.3.1 发泡行为测试 (10)2.3.2 力学性能测试 (11)第三章不同发泡剂对橡胶发泡行为的影响 (12)3.1前言 (12)3.2不同发泡剂对橡胶发泡质量的影响 (13)3.3不同发泡剂对发泡橡胶泡孔结构的影响 (16)3.4 小结 (17)第四章不同发泡剂对发泡橡胶力学性能的影响 (18)4.1前言 (18)4.2不同发泡剂对发泡橡邵尔硬度的影响 (18)4.3不同发泡剂对发泡橡冲击回弹性能的影响 (19)4.4不同发泡剂对发泡橡胶压缩永久变形的影响 (20)4.3小结 (22)第五章结论 (23)参考文献 (24)致谢词 (26)不同发泡剂对橡胶发泡行为及力学性能的研究摘要通过在天然橡胶中加入白陶土、促进剂TT、硫磺,Z N O,S A,并改变不同发泡剂种类(AC、OBSH)及含量,在密炼机和开炼机中混炼,研究不同发泡剂对天然橡胶发泡行为及力学性能的影响,实验结果表明:使用OBSH发泡剂制得的发泡橡胶泡孔较细且较均匀,且泡孔密度适中,在其含量为3份时,其泡孔密度为9×106个/cm3,泡孔直径为93μm,泡孔直径标准差为10μm,表观密度为0.52g/cm3;压缩永久变形明显小于使用AC发泡剂的发泡橡胶,且在含量为3份时效果最佳,其压缩永久变形量为17%,冲击回弹55%,邵尔硬度为40.关键词:天然橡胶;发泡剂;发泡性能;力学性能AbstractThrough the in natural rubber with white clay, promoting agents TT, sulphur, Z N O, S A, and change the different types of foaming agent (AC, OBSH) and content, in close mixing mill and open in mixing mill mixed refine, study of natural rubber, foaming different foaming agent behavior and the mechanics properties of, the experimental results show that by using OBSH made foam rubber foaming agent bubble hole is fine and is even, and the bubble hole density moderate, in its content is three parts, the bubble hole density for 9 x 106a/cm2, bubble holediameter for 93 μm, bubble hole diameter standard deviation of 10 μm, apparent density of 0.52 g/cm3;Compression permanent deformation is smaller than the foam rubber using AC foaming agent, and in content is 3 of the best effect, the compression permanent deformation is 17%, and the shock rebound 55%, ShaoEr hardness is 40.Key words:Natural rubber; Foaming agent; Foam performance; Mechanical properties第一章文献综述1.1发泡材料的概述及国内外的研究状况1.1.1发泡材料的概述1.1.1.1发泡材料的定义及应用发泡材料,又叫多孔材料或海绵材料,是一类包含大量孔隙的材料。
《矿用发泡充填材料研制及其力学性质研究》篇一一、引言随着矿业的快速发展,对于矿用充填材料的性能要求也日益提高。
发泡充填材料作为一种新型的充填材料,具有优异的性能和广泛的应用前景。
本文旨在研究矿用发泡充填材料的研制及其力学性质,为相关领域的研究和应用提供理论依据。
二、矿用发泡充填材料的研制1. 材料选择与制备矿用发泡充填材料的研制主要涉及原材料的选择和制备过程。
首先,选择合适的发泡剂、胶凝剂、填充料等原材料,根据一定比例进行混合。
其次,通过搅拌、熟化等工艺,使各组分充分反应,形成稳定的充填材料。
2. 工艺流程矿用发泡充填材料的工艺流程主要包括原材料准备、混合、搅拌、熟化、发泡、充填等步骤。
在发泡过程中,需控制好温度、压力等参数,以保证充填材料的性能。
三、力学性质研究1. 抗压强度抗压强度是评价矿用发泡充填材料性能的重要指标之一。
通过实验测定不同配比下充填材料的抗压强度,分析各组分对充填材料抗压强度的影响。
结果表明,适当的发泡剂和胶凝剂配比可以有效提高充填材料的抗压强度。
2. 抗拉强度抗拉强度是反映充填材料抵抗拉伸破坏的能力。
通过对不同配比的充填材料进行抗拉强度测试,发现充填材料的抗拉强度与发泡剂的种类和用量密切相关。
选用合适的发泡剂,可以显著提高充填材料的抗拉强度。
3. 耐久性耐久性是评价充填材料长期使用性能的重要指标。
通过模拟实际使用环境,对充填材料进行长期性能测试。
结果表明,矿用发泡充填材料具有良好的耐久性,能够满足长期使用的需求。
四、结论本文研究了矿用发泡充填材料的研制及其力学性质。
通过实验测定不同配比下充填材料的抗压强度、抗拉强度和耐久性,发现适当的发泡剂和胶凝剂配比可以有效提高充填材料的性能。
此外,选用合适的发泡剂,可以显著提高充填材料的抗拉强度。
矿用发泡充填材料具有优异的性能和广泛的应用前景,对于矿业的发展具有重要意义。
五、展望未来研究可进一步优化矿用发泡充填材料的配方和工艺,提高充填材料的性能。
作者简介:吴强敏(1985-),男,本科,主要负责化工管理与橡胶合成加工技术研究。
*通讯联系人收稿日期:2021-09-29发泡弹性体[1~3]因其中大量气孔的存在和弹性体固有的高弹性,而具有密度低、热导率小、柔软性和缓冲性好、压缩性能好等优点,广泛用于浮材、运动防护、缓冲减震、家具和建筑材料领域。
秋兰姆类促进剂[4~5]的硫化速度快,硫化效果好,因此探索TRA促进剂在NBR 发泡中的应用具有重要的意义。
1 实验部分1.1 主要原材料NBR ,牌号Emucril 3380胶乳,南京金浦英萨合成橡胶有限公司;硬脂酸,上海倍特化工有限公司;氧化锌:上海缘江化工有限公司;促进剂TRA ,上海成锦化工有限公司;硫磺,佛山峰正科技有限公司;炭黑,黑猫炭黑股份有限公司;发泡剂AC ,东莞海丽控股集团有限公司;滑石粉,苏州哥尔新材料有限公司;氯化石蜡,三门峡十化昊昱化工有限公司;石蜡,合肥安邦化工有限公司。
2 主要仪器和设备本文实验用设备及仪器见表1。
2.2 胶乳的破乳及其后处理实验室用成品胶的制备工艺为:破乳剂的制备→胶乳的凝聚→凝聚颗粒的后处理→胶粒烘干→丙烯腈含量及门尼黏度的确定。
其中选用的破乳剂为AlCl 3,选用的PH 调节剂不同秋兰姆类促进剂TRA 对NBR 发泡胶硫化特性及物理机械性能的影响吴强敏,杨静,李长皓*(南京金浦英萨合成橡胶有限公司,江苏 南京 210047)摘要:本文使用密炼机,探索了不同秋兰姆类促进剂TRA 对NBR 发泡胶硫化特性及物理机械性能的影响,结果表明:无论秋兰姆的用量怎样变化,胶料的硫化速度始终大于胶料的发泡速度;TRA 具有延迟AC 发泡剂发泡的作用;随着秋兰姆类促进剂TRA 用量的增大,发泡胶料的扯断强度逐渐增大,发泡胶料的断裂伸长率逐渐下降,发泡胶料的密度呈现先减少后增大的趋势;TRA 的最佳用量为1份;同时门尼黏度大是发泡胶料密度大的主要原因。
关键词:NBR 发泡胶;TRA ;硫化特性;物理机械性能中图分类号:TQ330.385文章编号:1009-797X(2022)02-0005-05文献标识码:B DOI:10.13520/ki.rpte.2022.02.002为NaCO 3,使得PH 在7~8之间;胶乳的凝聚采用实验室用搅拌容器,破乳成功的关键在于110 r/min 不断地搅拌,从而使得胶粒粒径符合要求;凝聚颗粒的后处理采用温度为50 ℃左右的软化水冲洗,冲洗次数为3次,之后放入烘干箱中进行烘干,使得胶粒水分在0.5%左右;胶粒烘干后,调整开炼机的辊距为0.5 mm ,将胶粒包辊30 s ,后调整开炼机的厚度为4 mm ,折叠过辊共7次,下片待用;最后使用氮含量分析仪和门尼黏度计测量橡胶的丙烯腈含量和门尼黏度,实验结果为丙烯腈含量:29.5%,门尼黏度为77,符表1 实验设备及仪器名称设备型号生产厂家分析天平EX324,0.1 mg OHRUS开炼机X (S )K -160上海双翼橡塑机械有限公司平板硫化机LCM -3C2-G03-LM深圳佳鑫电子设备科技有限公司氮含量分析仪FP528LECO无转子硫化仪GT -M2000-A台湾高铁有限公司电子拉力机I -7000S台湾高铁有限公司硬度计811-33X北京创诚致佳科技有限公司台式厚度计HD -10上海正吉橡塑仪器设备有限公司门尼黏度仪MV2000ALPHA 密炼机PHS -3C Brabender 台式PH PB -10SARTORIUS 干燥仪278B Dietert 粉碎机S -DAS06Fitz Mill合工厂E3380技术指标。
王再学 等·发泡剂对EPDM发泡橡胶性能的影响2014年 第40卷·41·作者简介:王再学(1981-),男,硕士研究生,徐州工业职业技术学院讲师,主要从事橡塑并用方面的教学与研究工作。
收稿日期:2014-03-03发泡剂对EPDM发泡橡胶性能的影响Influence of blowing agents on properties of EPDM sponge王再学,寇景,翁国文,杨陈,吴其航,路佳林(徐州工业职业技术学院,江苏 徐州 221140)摘要:采用热空气自由发泡制备E P D M 发泡橡胶,研究发泡剂品种和用量对其性能的影响。
结果表明,以发泡剂O B S H 、A C 和H 制备E P D M 发泡橡胶时,它们的最佳用量分别为10份、15份和10份;当发泡剂用量为10份时,以发泡剂O B S H 制备的E P D M 发泡橡胶发泡倍率最大。
观察发泡橡胶内部结构发现,用发泡剂O B S H 制备的E P D M 的发泡橡胶内部泡孔结构较均匀、孔径最小。
关键词:发泡剂;EPDM ;发泡橡胶;发泡倍率中图分类号:TQ330. 387 TQ333. 4 文章编号:1009-797X(2014)23-0041-03 文献标识码:B发泡橡胶是具有孔眼结构的各种橡胶的总称,一般采用化学发泡剂发泡后制得。
由于微孔结构兼具有固体和气体的典型特性,因此具有微孔结构的发泡橡胶质量小、隔热、隔音、电性能和机械阻尼特性良好等。
发泡橡胶主要用于制造汽车的挡风条、缓冲胶垫、建筑工程用密封垫片、弱电部件的绝热材料、减震材料、简易潜水服及胶鞋等制品[1]。
EPDM (三元乙丙橡胶)发泡橡胶因具有优异的耐天候性和低温柔软性等特性,近年来在汽车工业和建筑行业被广泛用作密封和隔热材料[2]。
本文以EPDM 为主体材料,采用热空气自由发泡制备E P D M 发泡橡胶,研究发泡剂品种和用量对EPDM 发泡橡胶性能的影响。
发泡剂与丁基橡胶发泡材料的结构与性能的相关性黄学淋;郭静;李圣林;张渤;李苗苗;王迪【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2017(036)001【摘要】采用模压发泡工艺制备了基于丁基橡胶为基体的发泡材料,探讨了发泡剂对丁基橡胶发泡材料的密度、吸水性、力学性能、结晶性、微观形貌的影响.试验结果表明,发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)质量分数为8%时,发泡材料密度最小,吸水性最好,冲击强度最大;拉伸强度随AC发泡剂的增加而减小;永久压缩变形随AC的增加而增大,在8%时达到最大值,之后随AC的增加而减小.加入AC发泡剂破坏了结晶,使发泡材料韧性增加,脆性减弱.发泡剂AC质量分数为8%时,丁基发泡材料发泡程度及孔洞形态较为理想.【总页数】4页(P50-53)【作者】黄学淋;郭静;李圣林;张渤;李苗苗;王迪【作者单位】大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连 116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁大连116034【正文语种】中文【中图分类】TQ333.6【相关文献】1.不同含量发泡剂制备的纤维发泡材料的性能研究 [J], 陈玉芬;钱怡;孙昊2.发泡温度和发泡剂用量对溴化丁基橡胶发泡材料结构与性能的影响 [J], 冯钠;梁纪宇;常素芹3.发泡工艺和发泡剂用量对丁基橡胶发泡材料阻尼吸声性能的影响 [J], 欧阳文宜;刘松;姚楚;曹果果;游峰;江学良4.发泡剂ACP对丁腈橡胶/聚氯乙烯发泡材料开孔性能的影响 [J], 郑丛丛;韩丙凯;陶磊;冯绍华5.铝发泡剂改性水泥基复合发泡材料的制备及性能研究 [J], 程希莹;杨瑞敏;马露因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
EPDM-SBR发泡材料的制备与性能探究专业品质权威编制人:______________审核人:______________审批人:______________编制单位:____________编制时间:____________序言下载提示:该文档是本团队精心编制而成,期望大家下载或复制使用后,能够解决实际问题。
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王再学 等·发泡剂对EPDM发泡橡胶性能的影响2014年 第40卷·41·作者简介:王再学(1981-),男,硕士研究生,徐州工业职业技术学院讲师,主要从事橡塑并用方面的教学与研究工作。
收稿日期:2014-03-03发泡剂对EPDM发泡橡胶性能的影响Influence of blowing agents on properties of EPDM sponge王再学,寇景,翁国文,杨陈,吴其航,路佳林(徐州工业职业技术学院,江苏 徐州 221140)摘要:采用热空气自由发泡制备E P D M 发泡橡胶,研究发泡剂品种和用量对其性能的影响。
结果表明,以发泡剂O B S H 、A C 和H 制备E P D M 发泡橡胶时,它们的最佳用量分别为10份、15份和10份;当发泡剂用量为10份时,以发泡剂O B S H 制备的E P D M 发泡橡胶发泡倍率最大。
观察发泡橡胶内部结构发现,用发泡剂O B S H 制备的E P D M 的发泡橡胶内部泡孔结构较均匀、孔径最小。
关键词:发泡剂;EPDM ;发泡橡胶;发泡倍率中图分类号:TQ330. 387 TQ333. 4 文章编号:1009-797X(2014)23-0041-03 文献标识码:B发泡橡胶是具有孔眼结构的各种橡胶的总称,一般采用化学发泡剂发泡后制得。
由于微孔结构兼具有固体和气体的典型特性,因此具有微孔结构的发泡橡胶质量小、隔热、隔音、电性能和机械阻尼特性良好等。
发泡橡胶主要用于制造汽车的挡风条、缓冲胶垫、建筑工程用密封垫片、弱电部件的绝热材料、减震材料、简易潜水服及胶鞋等制品[1]。
EPDM (三元乙丙橡胶)发泡橡胶因具有优异的耐天候性和低温柔软性等特性,近年来在汽车工业和建筑行业被广泛用作密封和隔热材料[2]。
本文以EPDM 为主体材料,采用热空气自由发泡制备E P D M 发泡橡胶,研究发泡剂品种和用量对EPDM 发泡橡胶性能的影响。
发泡剂的种类特点及应用研究发泡剂是一种能够使物质产生发泡现象的物质,它广泛应用于塑料、橡胶、泡沫、绝缘材料等众多领域。
随着科技的发展,发泡剂的种类越来越多,每种发泡剂都有着独特的特点和应用。
1. 物理发泡剂物理发泡剂主要是以升华或挥发为主要手段,使物质在固态、液态或气态状态下产生气泡,从而实现发泡。
常用的物理发泡剂包括钠盐、钾盐等。
物理发泡剂的特点:(1)发泡均匀,孔隙度高,表面光洁度好,但气泡大小难以控制。
(2)加入后不会影响原料的化学特性,在加工时易于控制。
(3)质量稳定,不易分解,不会对环境造成污染。
应用领域:(1)塑料加工领域:常用于聚氯乙烯、聚苯乙烯等塑料材料的制备。
(2)建筑材料领域:主要应用于泡沫塑料、岩棉等材料的制备。
化学发泡剂主要是通过化学反应使物质内部产生气泡,从而实现发泡。
常用的化学发泡剂包括氯化亚铁、氯化钙、过氧化氢等。
(1)气泡大小可控,孔隙度可调。
(2)能够改变物质的化学性质,影响其机械性能。
(1)橡胶加工领域:通过化学发泡剂制备橡胶泡沫材料,用于汽车、轮船、建筑等领域。
生物发泡剂主要是通过微生物或酶类反应使物质产生发泡。
目前,生物发泡剂正在成为发泡剂的新热点。
(1)环保、生物降解性佳。
(2)发泡体积大,孔隙度高。
(3)生产成本高,生产过程需要一定的技术和设备支持。
(1)可用于制备食品、饮料、药品等。
总而言之,无论是物理、化学还是生物发泡剂,每种发泡剂都有着不同的特点和应用。
在今后的研究和开发中,应根据具体需要进行选择和优化,以获得更好的发泡效果和经济效益。
发泡剂研究状况范文发泡剂是一种能够使用在各个行业中的化学物质,其具有良好的发泡性能,广泛应用于泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫玻璃等产品制造过程中。
在过去几十年里,对发泡剂的研究得到了长足的发展,取得了许多重要的突破。
首先,对发泡剂的种类进行了深入研究。
发泡剂可以分为物理发泡剂和化学发泡剂两种。
物理发泡剂是一种能够通过物理变化使液体或固体发生膨胀和形成气泡的物质,如空气、氮气、液氮等。
化学发泡剂则是通过化学反应释放气体来达到发泡的效果,如碳酸氢铵、水解等。
对这两种发泡剂的优缺点以及适用范围进行了全面的分析和评估,为发泡剂的合理选择提供了依据。
其次,在发泡剂的性能改进方面也取得了重要的进展。
通过改变发泡剂的组成、结构和形貌,可以调控其发泡性能,使其具有更好的稳定性、发泡速率和发泡体积。
例如,在物理发泡剂方面,研究人员通过纳米复合材料和微胶囊技术,成功地改善了物理发泡剂的稳定性和泡沫性能。
在化学发泡剂方面,利用新型催化剂和反应条件的优化,可以提高反应速率和发泡效果。
这些改进不仅提高了发泡剂的性能,还为泡沫材料的性能提升提供了技术支持。
此外,对发泡剂的环保性能进行了深入的研究。
随着环境意识的提高,对环境友好型发泡剂的研究也日益受到重视。
环境友好型发泡剂主要是指那些不含氟利昂等有害气体的发泡剂,同时还要具备良好的发泡性能和稳定性。
近年来,研究人员通过改进发泡剂的配方以及开发新型发泡剂,成功地开发出一系列环保型发泡剂,如水性发泡剂、生物基发泡剂等。
这些发泡剂既可以满足产品的发泡要求,又能够减少对环境的污染,被广泛应用于各个领域。
总之,发泡剂的研究在过去几十年里取得了一系列重要的进展,包括对发泡剂种类的研究、性能改进和环保性能的提升。
这些研究成果为发泡剂在各个行业中的应用提供了有力的支持,同时也为探索新型发泡剂和改进现有发泡剂提供了借鉴和启发。
相信在不久的将来,发泡剂的研究将会取得更大的突破,为泡沫材料的生产和应用带来更多新的可能性。
贵州师范大学(本科)毕业论文题目:不同发泡剂对橡胶发泡行为及力学性能的研究学院:\专业:\年级:\姓名:\指导教师:\ 副教授\目录摘要 (1)Abstract (1)第一章文献综述 (2)1.1发泡材料的概述及国内外的研究状况 (2)1.1.1发泡材料的概述 (2)1.1.2 国内外对发泡材料的研究状况 (5)1.2 选题的理论、实际意义 (6)1.3 研究思路、方法、技术路线 (6)1.3.1 研究思路 (6)1.3.2研究方法 (6)1.3.3 技术路线 (7)第二章实验部分 (8)2.1实验原料与实验仪器 (8)2.1.1实验原料 (8)2.1.2实验仪器 (8)2.2样品制备 (9)2.3测试与表征 (10)2.3.1 发泡行为测试 (10)2.3.2 力学性能测试 (11)第三章不同发泡剂对橡胶发泡行为的影响 (12)3.1前言 (12)3.2不同发泡剂对橡胶发泡质量的影响 (13)3.3不同发泡剂对发泡橡胶泡孔结构的影响 (16)3.4 小结 (17)第四章不同发泡剂对发泡橡胶力学性能的影响 (18)4.1前言 (18)4.2不同发泡剂对发泡橡邵尔硬度的影响 (18)4.3不同发泡剂对发泡橡冲击回弹性能的影响 (19)4.4不同发泡剂对发泡橡胶压缩永久变形的影响 (20)4.3小结 (22)第五章结论 (23)参考文献 (24)致谢词 (26)不同发泡剂对橡胶发泡行为及力学性能的研究摘要通过在天然橡胶中加入白陶土、促进剂TT、硫磺,Z N O,S A,并改变不同发泡剂种类(AC、OBSH)及含量,在密炼机和开炼机中混炼,研究不同发泡剂对天然橡胶发泡行为及力学性能的影响,实验结果表明:使用OBSH发泡剂制得的发泡橡胶泡孔较细且较均匀,且泡孔密度适中,在其含量为3份时,其泡孔密度为9×106个/cm3,泡孔直径为93μm,泡孔直径标准差为10μm,表观密度为0.52g/cm3;压缩永久变形明显小于使用AC发泡剂的发泡橡胶,且在含量为3份时效果最佳,其压缩永久变形量为17%,冲击回弹55%,邵尔硬度为40.关键词:天然橡胶;发泡剂;发泡性能;力学性能AbstractThrough the in natural rubber with white clay, promoting agents TT, sulphur, Z N O, S A, and change the different types of foaming agent (AC, OBSH) and content, in close mixing mill and open in mixing mill mixed refine, study of natural rubber, foaming different foaming agent behavior and the mechanics properties of, the experimental results show that by using OBSH made foam rubber foaming agent bubble hole is fine and is even, and the bubble hole density moderate, in its content is three parts, the bubble hole density for 9 x 106a/cm2, bubble holediameter for 93 μm, bubble hole diameter standard deviation of 10 μm, apparent density of 0.52 g/cm3;Compression permanent deformation is smaller than the foam rubber using AC foaming agent, and in content is 3 of the best effect, the compression permanent deformation is 17%, and the shock rebound 55%, ShaoEr hardness is 40.Key words:Natural rubber; Foaming agent; Foam performance; Mechanical properties第一章文献综述1.1发泡材料的概述及国内外的研究状况1.1.1发泡材料的概述1.1.1.1发泡材料的定义及应用发泡材料,又叫多孔材料或海绵材料,是一类包含大量孔隙的材料。
它是由构成材料本身的连续固相(基体或基材)和形成孔隙的流体相(孔隙)所组成。
其中的流体相按照孔隙中所含介质的不同而分为两类,即介质为气体时的气相和介质为液体时的液相。
作为发泡材料,须具备两种条件,一是材料中含有大量的孔隙,二是所含孔隙被用来满足某种或某些设计要求以达到所期待的使用性能指标。
材料中的孔隙不同于材料使用过程中经常遇到的孔洞、裂隙等以缺陷形式存在的孔隙,因为这些孔隙的存在会降低材料的使用性能。
根据孔洞是否相互连通,可分为开孔发泡材料、闭孔发泡材料和混合孔发泡材料。
许多材料都可以制成发泡材料,发泡材料按基体不同可分为:金属发泡材料、陶瓷玻璃发泡材料、木材发泡材料、高分子泡沫材料,这其中又包括塑料发泡材料和橡胶发泡材料。
按照发泡倍率的大小可以分为高发泡材料(发泡倍率大于5倍)和低发泡材料。
自然界中广泛地存在着发泡固体,并且被人类大规模地应用,随着科学的进步,天然的发泡材料难以满足人类的需要,最近以来,人类已经制造出各种各样的发泡固体,如为人们所熟悉的是聚合物泡沫材料,可用于众多场合,从可以回收处理的咖啡杯到飞机座舱的冲击垫等。
目前的技术不但可以制造泡沫聚合物,而且还可以制造金属、陶瓷和玻璃的泡沫材料。
这极大的丰富了发泡材料的性能,并进一步满足人类的各种需求。
1.1.1.2发泡材料的制备方法发泡材料独特的性能特点以及其广泛的应用,已引起人类的广泛的兴趣。
经过近100 多年的研究发展,目前几乎所有的材料都可以进行泡沫化。
当前使用最普遍的发泡材料是聚合物泡沫材料,但金属、陶瓷、玻璃甚至复合材料也都可以制备其发泡体,发泡材料已成了材料加工中的一个重要的研究领域。
基于发泡材料是大量的泡孔分散于各种不同的基材中的结构特点,研究者们从不同的角度,提出各种方案、途径来制备发泡材料。
从文献的调研来看,已经有很多制备发泡材料的工艺方法,尽管有些利用材料独特的特性而采用比较特殊的制备工艺,但一般按照工艺技术的特点,发泡材料的制备方法大致可分为:烧结法、占位填料法、物理发泡法、化学发泡法等。
A、烧结法:烧结法是利用颗粒自身具有的烧结性能将材料颗粒堆积体烧结在一起而形成的发泡材料。
在整个的加工过程中,材料粉末总是保持着固体状态,仅仅是经过烧结处理或其它固态操作。
其固体骨架由球状单个粒子通过烧结颈连接而成。
烧结是多孔制品工艺中的关键步骤,在工艺上常被视为一种热处理,即将粉末毛坯加热到低于其中主要组分熔点温度下保温一段时间,然后冷却到室温。
粉末颗粒的聚集体变成晶粒聚结体,从而获得具有一定物理、机械性能的材料或制品。
烧结区别于固相反应的一个重要方面是,烧结过程可能包含某些化学反应,但也可在不发生任何化学反应的情况下进行。
烧结过程存在多种形式的物质迁移,从多孔材料在其间的孔隙变化出发,可将松装或成型后压坯的烧结过程大致分成颗粒间的初始金属结合、烧结颈的生长、小孔道的闭合、孔的球化及孔道的圆柱体化、致密化或孔的收缩和粗化等几个阶段。
早在 1909 年,国外专利就提到过粉末冶金多孔制件的报道。
用球形粉末作原料制得的多孔体孔具有易于控制,透过性能好等优点。
另外,在粉末中添加各种造孔剂,如碳酸氢铵、尿素、甲基纤维素等可明显提高其孔率和透过性。
B、占位填料法:占位填料法是将发泡基材与占位体一起混合,或者将基材浸泡甚至是用粘合剂与占位材料相粘合,形成混合的固体料块,然后依据占位体和基材的物理和化学的性质,通过热处理、溶解、滤除、电化学腐蚀等方式来除去占位材料,形成发泡材料。
如在陶瓷配料中添加挥发性或可燃性造孔剂,利用造孔剂在高温下挥发或燃烧后在陶瓷中留下孔隙,而制备发泡陶瓷。
其中有机泡沫浸浆工艺是一种使用最普遍的制备发泡陶瓷的方法,先将配置好的陶瓷浆料浸渍有机泡沫,然后烧除有机物并烧结陶瓷体即得多孔陶瓷产品。
独特之处在于其借助有机泡沫体的开孔三维网状骨架结构,所得多孔制品的孔隙结构与所用有机泡沫前驱体近乎相同,制品孔隙尺寸亦主要取决于有机泡沫体的孔隙尺寸,同时也与浆料在母体上的涂覆厚度以及浆料的干燥收缩、烧结收缩有关。
C、物理发泡法:物理发泡法是将非活性气体,如二氧化碳或氮气,高压下将其压入热聚合物熔体,然后减压使其膨胀成泡孔,或者将低熔点的液体如氟利昂或二氯甲烷混入聚合物使其加热挥发从而形成气泡。
如在悬浮聚合的聚苯乙烯颗粒中掺入低沸点液体(如石油醚、丙烷、丁烷、戊烷及其异构体等),使聚苯乙烯形成可发性珠粒,然后经过预发泡、熟化和发泡成型而制成发泡制品。
至于孔穴尺寸在 10μm 量级的微孔泡沫材料,可由饱和渗透法制得。
即在室温或低等)渗入聚合物,形成气体——聚合物均相体系,温下加压将非活性气体(如 CO2然后升高温度至聚合物的玻璃化转变温度并释放压力,气体在聚合物中成过饱和状态,导致泡核形成并长大,制备出孔穴尺寸在 10μm量级的微孔泡沫材料。
D、化学发泡法:化学发泡法是在加工过程中伴随着化学反应产生气体而导致基材发泡的工艺,它包括两种类型,即外加发泡剂热分解型和组分间相互作用而产生气体型。
如在聚乙烯,聚丙烯中加入热分解型发泡剂如 AC 等混炼均匀,然后加热,发泡剂分解产生气体而使聚合物基材发泡[1,2]。
熔融金属经过粘度调节后掺入释气发泡剂,在热的作用下发泡剂分解,原位释放气体,气体受热膨胀从而推动起泡过程,引起熔体直接发泡,经过冷却形成泡沫金属。
该工艺可制备铝、铝合金、铅、锡、锌等低熔点的金属发泡材料,通常使用的发泡剂有 TiH2、ZrH2、CaH2、MgH2、ErH2等粉状金属氢化物。
一旦发泡剂与熔融金属接触,就会十分迅速的分解,故释气粉末的均匀分布应在瞬间完成。
而聚氨酯泡沫材料的制备则是利用其中的组分异氰酸酯与水反应形成 CO2气体而发泡[3]。
1.1.2 国内外对发泡材料的研究状况近10 年国内外发泡橡胶材料研究受到广泛关注, 应用越来越广泛, 但同时对发泡橡胶的性能也提出了新的更高要求。
橡胶的导热性能是近年来研究的热点, 马连湘[4,5]等人利用稳态法研究了轮胎的导热性能。