發(fā)泡劑并用對(duì)EPDM海綿性能的影響

王再學(xué) 楊陳 馮驍驍 林夢(mèng)男 吳其航 孫路遙 翁國(guó)文

摘 要：采用熱空氣自由發(fā)泡制備EPDM海綿，研究發(fā)泡劑并用及用量對(duì)其性能的影響。結(jié)果表明，以發(fā)泡劑AC/OBSH、AC/H或OBSH/H并用制備EPDM海綿時(shí)，它們的最佳并用量為15份、10份和15份。當(dāng)AC/H并用量為10份時(shí)，制備的EPDM海綿發(fā)泡倍率最大為7.7。

關(guān)鍵詞：發(fā)泡劑并用；EPDM；發(fā)泡倍率

海綿材料的共同特點(diǎn)是密度小，質(zhì)量輕，比面積大，比力學(xué)性能高，阻尼性能好，這類材料的應(yīng)用涉及航空、航天、原子能、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、冶金、機(jī)械建筑、電化學(xué)和石油化工等行業(yè)，可用于分離、過(guò)濾、消音吸振、包裝、屏蔽、隔熱、生物移植、電化學(xué)過(guò)程等諸多場(chǎng)合，在科學(xué)技術(shù)研究與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著巨大的作用，并且其作用日益顯著[1-2]。EPDM海綿因具有優(yōu)異的耐天候性和低溫柔軟性等特性，近年來(lái)在汽車工業(yè)和建筑行業(yè)被廣泛用作密封和隔熱材料[3]。

本文以EPDM為主體材料，采用熱空氣自由發(fā)泡制備EPDM海綿材料，研究發(fā)泡劑并用及其用量對(duì)EPDM海綿性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原材料

EPDM，牌號(hào)4045，吉林公司有機(jī)合成廠；4，4'-氧代雙苯磺酰肼（發(fā)泡劑OBSH），工業(yè)品，東莞市聚亞化工有限公司；偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC），工業(yè)品，上海向陽(yáng)化工廠；二亞硝基五亞甲基四胺（發(fā)泡劑H），工業(yè)品，宜興周鐵化工廠；硫黃（S），工業(yè)級(jí)，南京中海石油化工有限公司；其他助劑為市售。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器

XK-250開(kāi)放式煉膠機(jī)，無(wú)錫市第一橡塑機(jī)械廠；401A型老化試驗(yàn)箱，上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠；WHT-10A測(cè)厚儀，江都市真威試驗(yàn)機(jī)械有限公司；GT-T080-SZ門尼粘度試驗(yàn)機(jī)、XS-365M電子比重天平，高鐵科技股份有限公司。

1.3 基本配方

EPDM 100，氧化鋅 8，硬脂酸 3，S 2，硫化助劑，發(fā)泡劑（1：1）AC/OBSH、AC/H、OBSH/H及其用量為變量。

1.4 試樣制備

將塊狀EPDM在開(kāi)煉機(jī)上破碎并薄通10次，然后依次加入發(fā)泡劑，氧化鋅，硬脂酸，最后加入硫磺，混煉均勻后打包10次，以開(kāi)煉機(jī)輥距4mm下片，之后冷卻停放24h后裁剪成50mm×50mm×4mm（長(zhǎng)×寬×高）左右的試樣，然后放在熱空氣老化箱發(fā)泡，發(fā)泡條件：180℃×30min。

1.5 性能測(cè)試

發(fā)泡倍率按照SES N 150-07（雙龍工程標(biāo)準(zhǔn)）測(cè)試，發(fā)泡倍率為發(fā)泡后海綿厚度與發(fā)泡前試樣厚度的比值；表觀密度按照GB/T 6343-2009標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試；質(zhì)量損失率是試樣發(fā)泡后的質(zhì)量損失和發(fā)泡前質(zhì)量的比值。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)泡劑AC/OBSH并用對(duì)EPDM海綿性能的影響。

表1 AC/OBSH并用量對(duì)EPDM海綿性能的影響

從表1可以看出，發(fā)泡劑AC/OBSH并用量由5份增加至15份時(shí)，EPDM海綿的發(fā)泡倍率隨AC/OBSH并用量的增加呈現(xiàn)明顯的上升的趨勢(shì)，表觀密度逐漸降低；當(dāng)發(fā)泡劑AC/OBSH并用量為15～25份時(shí)，EPDM海綿的發(fā)泡倍率呈下降趨勢(shì)，表觀密度也略有降低，這是由于質(zhì)量損失率上升造成的。綜合考慮，認(rèn)為發(fā)泡劑AC/OBSH并用量以15份為宜，此時(shí)發(fā)泡倍率最高為6.2。

2.2 發(fā)泡劑AC/H并用對(duì)EPDM海綿性能的影響

表2 AC/H并用量對(duì)EPDM海綿性能的影響

從表2可以看出，發(fā)泡劑AC/H用量由5份至10份時(shí)，EPDM海綿的發(fā)泡倍率變大，表觀密度降低，質(zhì)量損失率也減少；當(dāng)發(fā)泡劑AC/H用量超過(guò)10份時(shí)，EPDM海綿膠料的發(fā)泡倍率增大，表觀密度減小，質(zhì)量損失率也減少。從表2還可以看出，質(zhì)量損失小時(shí)，發(fā)泡倍率較大；而發(fā)泡劑用量25份比10份時(shí)小，質(zhì)量損失率也小，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)是因?yàn)楹＞d材料橫向尺寸變大的緣故。綜合考慮，發(fā)泡劑AC/H并用量10份時(shí)發(fā)泡倍率最大為7.7。

2.3 發(fā)泡劑OBSH/H并用對(duì)EPDM海綿性能的影響

表3 OBSH/H并用量對(duì)EPDM海綿性能的影響

從表3可以看出，隨發(fā)泡劑OBSH/H并用量的增加，EPDM海綿的發(fā)泡倍率基本呈上升的趨勢(shì)，表觀密度呈下降的趨勢(shì)，質(zhì)量損失率無(wú)明顯變化規(guī)律；綜合考慮，認(rèn)為發(fā)泡劑OBSH/H并用量以15份為宜，此時(shí)發(fā)泡倍率為6.3。

3 結(jié)論

（1）以發(fā)泡劑AC/OBSH、AC/H或OBSH/H并用制備EPDM海綿時(shí)，它們的最佳并用量為15份、10份和15份。

（2）在三種并用組分中，當(dāng)AC/H并用量為10份時(shí)，制得的EPDM海綿發(fā)泡倍率最大為7.7。

參考文獻(xiàn)

[1]劉培生.多孔材料引論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004

[2]Gibson，L.J.， Ashby Michael F.，劉培生譯.多孔固體結(jié)構(gòu)與性能[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003

[3]彭宗林，王君，張勇，等.配方與工藝因素對(duì)EPDM模壓發(fā)泡材料性能的影響[J].橡膠工業(yè)，2000，47（9）：525-526

作者簡(jiǎn)介：王再學(xué)（1981-），男，河南開(kāi)封人，徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，從事橡塑并用方面的教學(xué)與研究工作。