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、微孔硅橡膠由于結合了硅橡膠和微孔泡沫材料的特點，使其具有優(yōu)良的結構和性能。不但可以用輻射或極端條件下航天器及火箭等的防護和填充材料，而且還可以用作藥物緩釋、化學反應催化劑的載體等。目前該類泡沫材料的制備方法主要有化學和溶析成孔發(fā)泡法，上述兩種方法對發(fā)泡過程的可操控性和環(huán)境友好性方面存在不足，難以簡單環(huán)保低成本地制備出泡孔細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)，采用預硫化、發(fā)泡和完全硫化的三步發(fā)泡工藝，進行微孔硅橡膠材料的

2、制備。研究了白炭黑種類、預硫化交聯(lián)度、白炭黑摻量以及各發(fā)泡工藝參數(shù)對制備微孔硅橡膠的影響；同時對制備的微孔硅橡膠的結構和性能進行了研究分析，具體結果如下：
　　（1）對白炭黑/硅橡膠混煉膠的預硫化過程是超臨界二氧化碳法制備微孔硅橡膠的關鍵因素。在發(fā)泡過程中，泡孔的形成和增長與預硫化程度間存在一個平衡，即不同種類的白炭黑/硅橡膠復合體系均對應一個最合適的發(fā)泡平衡點。對于氣相法白炭黑/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)泡平衡點的預硫化時間為12min；對于沉淀法白炭黑/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)量份的硅橡膠復合體系最適宜用于微孔泡沫的制備，其最佳發(fā)泡平衡點的預硫化時間為11min。
　?。?）在發(fā)泡溫度、壓力和溶脹時間分別為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/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/cm3、平均孔徑為6.7μm的沉淀法白炭黑/硅橡膠微孔泡沫材料。
　?。?）試驗范圍內(nèi)的發(fā)泡工藝參數(shù)對白炭黑/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)泡溫度和溶脹時間。
　?。?）實驗所制