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本论文采用甲基乙烯基型硅橡胶(MVQ)以及共混发泡制备了MVQ、MVQ/EPDM以及MVQ/EVA发泡材料,采用力学性能测试设备、发泡硫化仪以及扫描电子显微镜(SEM)等测试仪器对发泡材料的强度、压缩载荷保持率以及发泡特性进行了考察,并针对硅橡胶发泡材料强度低等缺点提出了改良方法。
实验以AC为发泡剂,DCP为硫化剂,利用模压发泡进行硫化得到发泡制品。首先考察了发泡剂以及硫化剂种类及用量对发泡制品性能的影响。实验结果表明,AC单独发泡制得的发泡试样其性能优于AC/OBSH;DCP硫化得到的发泡制品性能优于双二戊。硫化发泡曲线表明,AC用量为7份,DCP用量为1.2份时,硫化与发泡的匹配性较好,得到的发泡制品静压缩载荷保持系数较高、孔径大且泡孔较为紧密均匀。
发泡工艺因素主要包括发泡温度、压力以及装胶量。实验表明,发泡压力对发泡试样的性能影响不大,发泡温度和装胶质量对MVQ发泡制品的性能影响较为明显。
动力学方程自催化模型Sestak-Berggren方程表明,发泡速率和硫化速率指数随着温度的升高而增大,硫化过程的活化能大于发泡过程,硫化过程对温度的变化更敏感。170℃硫化得到的发泡制品,压缩形变量较小,载荷保持率较好,并兼具良好的拉伸强度和弹性。
装胶量的变化改变了模具内的热传导效果,打破了原有的硫化与发泡速率的匹配。随着装胶量的增加,发泡试样的泡孔密度逐渐增大,拉伸强度升高,表观密度下降,压缩载荷保持系数增大,抵抗形变力增强。以60g胶料发泡时,制得的发泡制品,静压缩条件下载荷保持率较高,力学性能较好。
并用EVA和EPDM可以显著的提高发泡硅橡胶的强度,且EVA的增强效果比EPDM好。随着EVA用量的增加,硅橡胶发泡试样的强度得到很明显的改善,SEM图表明,当EVA用量为15份时,发泡试样的拉伸强度为1.2MPa,得到的发泡制品泡孔数目多、孔壁强度高且排列紧密。压缩形变量随着EVA用量的增加而逐渐降低,当EVA用量超过20份时,压缩形变量变化不明显。