超临界二氧化碳发泡EPDM/LDPE热塑性弹性体微孔泡沫的研究

【摘要】热塑性弹性体微孔泡沫材料具有较高的韧性、力学性能良好、耐热和化学稳定性优异等许多优点,微孔泡沫材料在许多领域的应用极具竞争力,前景非常广阔,研究对热塑性弹性体进行发泡有重大的意义。本论文通过熔融共混法制得了EPDM/LDPE热塑性弹性体,压制标准试样,然后使用超临界二氧化碳作为发泡剂在高压反应釜中进行物理法发泡。在EPDM/LDPE热塑性弹性体的制备中,讨论了硫化体系、橡塑比、填料等对热塑性弹性体机械力学性能的影响。用差示扫描量热分析(DSC)和扫描电镜(SEM)观察了热塑性弹性体的结晶性能和其拉伸断面的微观结构。结果表明：(1)DCP硫化体系的热塑性弹性体的综合力学性能要优于硫黄硫化体系,随着硫化剂用量的增多,拉伸强度和撕裂强度有一个最大值,硬度上升；(2)橡塑比在4：6时,力学性能达到最佳,最大拉伸强度为7.5MPa,最大撕裂强度为27.6kN/m；(3)纳米白炭黑对弹性体力学性能有明显的增强效果,当纳米白炭黑用量为30份时,材料的综合力学性能最优。其最大拉伸强度为10.6MPa,增强了大约41%。撕裂强度为35.3kN/m,增强了大约26%；(4)差示扫描量热分析(DSC)表明DCP交联体系的结晶度要比硫黄硫化体系的结晶度低；弹性体的结晶度随着橡塑比的变化而变化,当体系中塑料相增多时,其结晶度增大,熔点升高；(5)扫描电镜(SEM)观察其拉伸断面形貌,表明EPDM橡胶相与LDPE塑料相呈现“海-岛”两相微观结构。EPDM/LDPE热塑性弹性体在高压反应釜中进行物理发泡,讨论了交联剂DCP用量、饱和温度、饱和压力和起始通入二氧化碳压力等对材料泡孔结构和泡孔均匀性的影响。研究结果表明：(1)在DCP用量为0.9份的时候,得到的泡沫材料泡孔较小分布均匀且泡孔密度最大,泡孔平均粒径为74.48μm,泡孔密度为5.2×108cell/cm3,所制得的弹性体泡沫材料发泡性能方面最为优异；(2)饱和温度为170℃下发泡得到的泡沫泡孔分布均匀,泡孔粒径也较小,密度较大,泡孔平均粒径为55.15μm,泡孔密度为5.8×100cell/cm3;(3)饱和压力为9MPa下发泡得到的泡沫泡孔分布均匀,泡孔粒径也较小,密度较大,泡孔平均粒径为51.20μm,泡孔密度为3.5×109cell/cm3;(4)起始通入二氧化碳的压力为6MPa时,所得到的泡孔密度最大,泡孔大小均匀,泡孔平均粒径为89.17μm,泡孔密度为3.8×108cell/cm3。
【作者】周晓涛；
【导师】曹有名；
【作者基本信息】广东工业大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】热塑性弹性体；EPDM；LDPE；超临界二氧化碳；微孔泡沫；泡孔密度；

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