高发泡高回弹发泡体亚微观结构群子参数型工艺、力学性能相关性的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:nbf1smt
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本文对LDPE/EPDM发泡体领域进行了大量文献总结,首次建立了发泡体的群子标度模型,采用群子统计理论的方法,提出了与泡孔孔径分布相关的群子标度理论,并在此基础上首次考察了泡孔孔径分布对发泡体力学性能的影响,揭示了泡沫塑料的力学性能与泡孔微观形态间内在的本质的规律。 本研究从理论上预测了泡孔孔径分布形态对发泡体的抗拉强度、断裂伸长率、及回弹率之间的内在关系。其中lnR1表征了发泡体拉伸伸长时所需的能量,其与断裂伸长率应有线性关系;lnR1·R2表征体系泡孔分布达到某一均匀性所需的能量,其与泡孔密度应有直接关系;ln(R2/R1)表征发泡体压缩回弹时所需的能量,其应与发泡体回弹率有线性关系。 同时,本文提出描述发泡体泡孔结构的五个基本概念,孔形,孔径、孔的密度、空隙度及泡孔壁厚,结合群子标度参数R1、R2、R1·R2、及R2/R1能够完整地表征发泡体泡孔微孔结构,为今后建立发泡体泡孔微观结构与宏观力学性能的相关性提供了概念上的保证,同时发泡体群子标度理论的建立为使发泡体微观结构—性能的连结起来提供了理论依据。通过大量的实验结果理论分析表明:以往的经典理论存在着很多不足之处,它不能有效地解释孔径、泡孔密度与抗拉强度、断裂伸长率、断裂功、及回弹率之间的理论曲线与实验曲线之间的偏差,也不能解释空隙度、泡孔壁厚与上面四者之间的关系,而群子标度理论则成功地论证了在不同模压温度、模压压力、模压时间及不同用量发泡剂、发泡促进剂条件下泡体力学性能与结构之间的相关性。其中R1表征泡孔越过中等泡向大泡孔缔合的倾向,它对断裂伸长率影响最大;R1·R2表征泡孔的均匀性,受泡孔密度影响较大;lnR2/R1表征体系在发泡过程中大小泡孔相互转化倾向比,由于大小泡孔对泡体回弹率贡献不同,lnR2/R1对发泡体回弹率影响较大。经大量实验数据验证表明:lnR1—断裂伸长率、lnR1·R2—泡孔密度,lnR2/R1—回弹率之间有良好的线性关系。这些结果对泡体设计,了解泡体使用性能有着重要作用。 本文还对制备LDPE/EPDM发泡体原材料的选择作以论述,并对发泡工艺进行了详细的探讨。结果表明:适合聚乙烯基体的发泡剂主要是AC发泡剂,适宜的交联剂为DCP,可选择的发泡促进剂有氧化锌、硬脂酸钙、尿素及碳酸锌等,其
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