热塑性复合发泡材料制备与表征

一、实验目的

1、了解热塑性复合发泡材料发泡机制及制备方法； 2、掌握密炼机、开炼机、硫化机等仪器使用方法； 3、掌握发泡材料各种性能表征方法。

二、实验原理

一个典型的聚合物发泡材料的发泡成型过程都要经过以下三个阶段：(1) 聚合物/气体溶液体系的形成；(2) 气泡成核；(3) 泡孔长大与固化。其中，最重要也最关键的两个过程是泡孔成核和泡孔长大。 1、泡孔成核

泡孔在聚合物体系中产生称为泡孔成核。如果泡孔是由不含杂质的单一均相溶液产生的，就称为均相成核。实际中，大多数树脂都是添加助剂制得，所以均相成核很少。如果液体中有小粒子，而且辅助泡孔成核，则称为异相成核，成核是发生在固体和液体的界面处。 2、泡孔的长大和固化

泡孔成核后，聚合物中的过量气体扩散使泡孔长大。聚合物的粘度、气体量、发泡温度、成核剂的用量及其性质都是影响泡孔长大的变量。

三、实验原料及仪器设备

1、实验原料

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）：醋酸乙烯（VA）含量28%，型号7350； 乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）：型号5200； 聚烯烃弹性体（POE）：型号8003；

高密度聚乙烯（HDPE）、加工助剂（硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌等）、发泡剂AC、交联剂DCP等。

本实验所采用的实验配方组成如表1所示。

表1 热塑性发泡材料配方组成

原料

含量（phr）

原料

含量（phr）

EVA EAA POE 2、仪器设备

100 30 20

HDPE AC、DCP 加工助剂

10 4.8 3.3

X(S)N-110强力加压翻转式密炼机、X(S)K-160开放式炼塑炼胶机、QLB-D平板硫化机、电子万能材料试验机、弹性试验机、比重计、硬度计等。 3、其他用品

脱模剂硅油、刮刀、手套、刷子等。

四、实验步骤及内容

1、准备工作

将所有的树脂原料及加工助剂置于80 ℃干燥6 h，备用。 2、熔融密炼

按实验配方准确称量所有的原料，先将树脂原料加入到密炼机中预热3~5 min，然后加入其余原料，熔融密炼5 min后在120 ℃左右出料。 3、塑化开炼

取出的物料快速移到温度控制在90 ℃左右的开炼机上进行薄塑炼3~5遍，加入发泡剂AC、交联剂DCP，塑炼均匀后拉片，裁剪。 4、硫化发泡

称量适量的裁剪后片物料，于平板硫化机170 ℃、15 MPa左右条件下硫化发泡，制得热塑性复合发泡材料。 5、性能表征

将热塑性复合发泡材料制成标准的测试样条，进行力学、比重、回弹等性能表征。

五、实验结果与报告

1、实验结果表述

记录下列实验内容：(1) 原料及仪器牌号、规格、生产厂家名称；(2) 熔融密炼的温度及时间；(3) 硫化发泡的温度、时间及压力；(4) 复合发泡材料的发泡倍率；(5) 性能表征中的力学、比重、回弹等数据。

2、实验报告

实验报告应包括下列内容：(1) 实验目的及原理；(2) 原料及仪器名称及牌号；(3) 实验条件及步骤；(4) 实验结果

六、实验注意事项

(1) 未经同意，不得操作和触动仪器； (2) 实验操作人员必须带手套，以防烫伤； (3) 实验结束后做好工具清理及卫生打扫工作。