超臨界二氧化碳制備微孔白炭黑-硅橡膠泡沫材料的研究.pdf

1、微孔硅橡膠由于結(jié)合了硅橡膠和微孔泡沫材料的特點(diǎn)，使其具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和性能。不但可以用輻射或極端條件下航天器及火箭等的防護(hù)和填充材料，而且還可以用作藥物緩釋、化學(xué)反應(yīng)催化劑的載體等。目前該類泡沫材料的制備方法主要有化學(xué)和溶析成孔發(fā)泡法，上述兩種方法對(duì)發(fā)泡過(guò)程的可操控性和環(huán)境友好性方面存在不足，難以簡(jiǎn)單環(huán)保低成本地制備出泡孔細(xì)密均勻的微孔硅橡膠。本論文以超臨界二氧化碳為發(fā)泡介質(zhì)，采用預(yù)硫化、發(fā)泡和完全硫化的三步發(fā)泡工藝，進(jìn)行微孔硅橡膠材料的

2、制備。研究了白炭黑種類、預(yù)硫化交聯(lián)度、白炭黑摻量以及各發(fā)泡工藝參數(shù)對(duì)制備微孔硅橡膠的影響；同時(shí)對(duì)制備的微孔硅橡膠的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究分析，具體結(jié)果如下：
　　（1）對(duì)白炭黑/硅橡膠混煉膠的預(yù)硫化過(guò)程是超臨界二氧化碳法制備微孔硅橡膠的關(guān)鍵因素。在發(fā)泡過(guò)程中，泡孔的形成和增長(zhǎng)與預(yù)硫化程度間存在一個(gè)平衡，即不同種類的白炭黑/硅橡膠復(fù)合體系均對(duì)應(yīng)一個(gè)最合適的發(fā)泡平衡點(diǎn)。對(duì)于氣相法白炭黑/硅橡膠體系，其成核方式以均相成核為主，氣相法白炭黑

3、摻量為30質(zhì)量份的硅橡膠復(fù)合體系最適宜用于微孔泡沫的制備，且其最佳發(fā)泡平衡點(diǎn)的預(yù)硫化時(shí)間為12min；對(duì)于沉淀法白炭黑/硅橡膠體系，其成核方式為均相成核和異相成核同時(shí)發(fā)生的混合成核，沉淀法白炭黑摻量為20質(zhì)量份的硅橡膠復(fù)合體系最適宜用于微孔泡沫的制備，其最佳發(fā)泡平衡點(diǎn)的預(yù)硫化時(shí)間為11min。
　?。?）在發(fā)泡溫度、壓力和溶脹時(shí)間分別為45℃、14MPa和30min的工藝條件下，制得了表觀密度為0.80g/cm3、泡孔密度為3.5

4、8×109個(gè)/cm3、平均孔徑為5.6μm的氣相法白炭黑/硅橡膠微孔泡沫材料；另外，在發(fā)泡溫度為40℃、壓力為14MPa以及溶脹時(shí)間為30min的工藝條件下，成功制得了表觀密度為0.80g/cm3、泡孔密度為1.21×109個(gè)/cm3、平均孔徑為6.7μm的沉淀法白炭黑/硅橡膠微孔泡沫材料。
　?。?）試驗(yàn)范圍內(nèi)的發(fā)泡工藝參數(shù)對(duì)白炭黑/硅橡膠發(fā)泡性能的影響程度從大到小依次為：發(fā)泡壓力、發(fā)泡溫度和溶脹時(shí)間。
　　（4）實(shí)驗(yàn)所制