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三元乙丙橡胶发泡材料的制备及阻尼性能研究

作　者: 刘璐
导　师: 严海彪
学　校: 湖北工业大学
专　业: 材料学
关键词: 三元乙丙橡胶 硫化 泡孔结构 阻尼性能
分类号: TQ328.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


结构上的特点赋予了泡沫材料优异的隔音、减震、保温性能,分子链的高度饱和性使三元乙丙橡胶(EPDM)具有出众的耐热性、耐寒性和物理机械性能。以EPDM为基体制备的发泡材料,在包装、建筑、交通等领域存在较大的应用前景。采用硫化仪测试了胶料的硫化特性,热重分析仪说明了发泡剂的分解温度区间,扫描电镜观察了发泡片材的泡孔结构,探讨了硫化体系、发泡剂、填充剂等配方因素和时间、温度等工艺因素对EPDM发泡材料宏观力学性能及微观泡孔结构的影响。结果表明,以EPDM 100phr计,硫化促进剂M与TT并用,发泡剂AC用量12phr,炭黑N550用量40phr,在185℃条件下发泡15min时,EPDM发泡材料具有最佳的力学性能及泡孔结构。以哈克流变仪表征交联程度,硫化仪表征硫化特性,结合表观密度及发泡倍率测试,证明了采用预硫化工艺制备EPDM发泡材料的可行性。当作为预硫化剂的硫黄用量为0.05phr,预硫化胶的凝胶含量为10%左右时,保证了胶料在发泡之前即具备一定的熔体强度,延长了橡胶分子链的松弛时间,提高了发泡剂的利用率,拓宽了加工平台。通过压缩应力-应变曲线测试,讨论了密度对于EPDM发泡材料压缩行为的影响,分析了发泡材料在不同应力和应变水平下的能量吸收特征。以能量吸收效率E和理想参数Ⅰ为标准,评价了材料在恒定应变水平下的吸能效果。当发泡剂用量为12phr时,发泡胶在一定条件下对应的能量吸收特性最好,能量吸收效率最高。依靠动态力学粘弹谱,以正切损耗值的峰宽和峰值为研究对象,寻求了EPDM发泡材料的阻尼性能随温度和频率的变化规律,对比了发泡剂、填充剂对于发泡材料阻尼性能的影响。结果表明,EPDM发泡材料的阻尼性能随温度和频率的升高呈现先升后降的趋势。本文制备的EPDM发泡材料,玻璃化温度在-30℃--40℃,损耗正切峰值为0.8-1.0,满足了阻尼用聚合物材料的相关要求,且具有优异的低温阻尼性能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 引言  9-23
  1.1 聚合物发泡材料概述  9-10
    1.1.1 聚合物发泡材料的分类  9-10
    1.1.2 聚合物发泡材料的制备方法  10
    1.1.3 聚合物发泡材料的性能  10
  1.2 三元乙丙橡胶的结构性能与配合特性  10-12
    1.2.1 三元乙丙橡胶的结构  11
    1.2.2 三元乙丙橡胶的性能  11-12
  1.3 橡胶发泡理论、配合要点及工艺  12-21
    1.3.1 橡胶发泡理论  12-16
    1.3.2 橡胶发泡的配合要点  16-20
    1.3.3 橡胶发泡材料的制备工艺  20-21
  1.4 发泡橡胶在减震方面的应用  21-22
  1.5 本课题研究内容及目的  22-23
第2章 实验部分  23-28
  2.1 原材料  23
  2.2 基本配方  23-24
  2.3 实验设备及测试仪器  24
  2.4 试样制备工艺  24-25
  2.5 硫化胶及发泡胶的性能测试  25-28
    2.5.1 硫化特性测试  25-26
    2.5.2 热失重曲线测试  26
    2.5.3 凝胶含量测试  26
    2.5.4 发泡胶密度测试  26
    2.5.5 发泡胶孔隙度测试  26-27
    2.5.6 发泡胶硬度测试  27
    2.5.7 扫描电镜观察  27
    2.5.8 发泡胶压缩性能测试  27
    2.5.9 发泡胶动态力学性能测试  27-28
第3章 结果与讨论  28-60
  3.1 EPMD发泡材料的制备影响因素探讨  28-39
    3.1.1 硫化体系对EPDM发泡材料的影响  28-29
    3.1.2 发泡体系对EPDM发泡材料的影响  29-34
    3.1.3 填充体系对EPDM发泡材料的影响  34-37
    3.1.4 发泡时间及温度工艺参数探讨  37-39
  3.2 EPDM预硫化工艺探讨  39-46
    3.2.1 EPDM预硫化胶料的制备  40-42
    3.2.2 EPDM预硫化胶料的表征  42-43
    3.2.3 EPDM预硫化胶料的发泡  43-46
  3.3 EPDM发泡材料的能量吸收特征探讨  46-53
    3.3.1 EPDM发泡材料的压缩特性  47-50
    3.3.2 EPDM发泡材料的能量吸收特性  50-53
  3.4 动态力学热分析研究EPDM的减震性能  53-60
    3.4.1 温度对EPDM发泡材料阻尼性能的影响  54-55
    3.4.2 频率对EPDM发泡材料阻尼性能的影响  55-57
    3.4.3 填充剂对EPDM发泡材料阻尼性能的影响  57-58
    3.4.4 发泡剂对EPDM发泡材料阻尼性能的影响  58-60
第4章 结论  60-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
攻读学位期间发表的学术论文附录  66

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 泡沫塑料 > 一般性问题
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