Page 39 - 橡塑智造与节能环保

技术与装备

2.4 发泡剂 与发泡剂类型、用量和活化程度。在本文报告的工作
闭孔海绵设计和生产成功的关键是发泡剂的选 中，通过使用多功能流变仪（MFR）进行测试，可以
择。目的通常是在硫化开始之前或期间产生适量的气 预测硫化和发泡剂分解之间的相互关系。
体，因此，海绵胶料旨在调整膨胀温度和速率以适应 MFR本质上是一种增强型动模流变仪(MDR)，但
胶料的硫化动力学。 具有作为动态剪切流变仪(DSR)工作的能力。可以将
在本文描述的胶料中，使用了两种不同的发泡 温度、频率和应变设置为变量进行测试。这提供了通
剂，包括C,C'-偶氮二甲酰胺，通常称为偶氮二甲酰 过一台仪器测量一系列扭矩值、模量和黏度的能力。
胺(ADC)，和4,4'氧二（苯磺酰肼），称为OBSH。主 因此，可以测量和比较胶料之间的流动和硫化行为。
要发泡剂ADC的分解温度为200~210 ℃。然而，当与
OBSH混合时，可以达到150~165 ℃的较低活化温度。
此外，当使用降低温度的“化学喷射器”时，可以在高
于140 ℃的各种温度下实现一系列不同的气体释放速
率。这些发泡剂的主要气体分解产物是氮气，它们具
有低气味的优点，并且该气体的热生成被认为是受控
的。
与硫化一样，这些发泡剂的分解是放热的，这会 图4 MFR与发泡剂气体释放和硫化开始相关
加快硫化速度，在膨胀过程中稳定弹性体并促进闭孔 在闭孔海绵开发中使用的MFR还能够测试模具中
结构的形成。本文开发并报道的光滑表面闭孔海绵的 的压力。随着发泡剂分解，模具中的压力增加，并在
比重为0.3以上，达到所需的比重需要配方中有足够水 进行更传统的MDR振荡模具硫化测试时记录这一点。
平的发泡剂，并且还必须调整硫化速度，以便在硫化 通过试验数据（在硫化温度下进行的试验）绘制了x轴
工艺条件下实现所需的膨胀（图3）。 上的时间、左侧y轴上的弹性扭矩和右侧y轴上的试验
模具压力（图4）。大约25 s后压力的变化与发泡剂的
分解同时发生，并且可以与胶料内产生的弹性扭矩和
硫化状态进行比较。通过使用这种技术，可以成功预
测经过各种加工技术处理的一系列胶料的形成要求。
2.6 混炼
先前的研究表明，高性能多孔弹性体胶料应在混
炼后进行应变，以确保分散性和黏度一致性。也有人
图3 达到的比重与总发泡剂水平之间的近似关系
建议最好采用啮合型的混炼。然而，在本文报告的工
通常，使用低含量的发泡剂并具有在硫化时释 作中，其目的是使用270 L四棱剪切型转子密炼机，可
放气体的工艺条件可以引入精细的多孔结构。这有利 以设计出能够将高度相容的成分快速掺入到低凝胶、
于减轻重量并保留固体橡胶的许多特性，特别是对于 高度一致的聚合物中的胶料。这种较大型的密炼机将
由可以压缩成该组件的无应力形状的材料生产的零件 在满足混炼周期时间和批次间一致性的同时提供出色
（其泊松比低于0.5）。这显着降低了体积模量，并 的吞吐量，所有讨论的胶料都可以通过这种密炼机进
为部件提供了在低负载下压缩和恢复的能力。如前所 行加工。显然，一旦开发出适用于270 L四棱剪切型
述，选择发泡剂的目的是它们在硫化过程中的温度和 转子密炼机的配方，那么该胶料就可以很容易地从一
时间，其与硫化同时开始产生气体，以便控制膨胀， 系列密炼机中生产出来，虽然可能没有同样的高吞吐
产生不被破坏的闭孔结构和表面光滑度。 量。
2.5 胶料设计：平衡硫化动力学和气体释放 2.7 下游硫化法
在多孔胶料的设计中，为了找到能够适应工艺条 通过这项工作开发的大部分EPDM海绵胶料是在
件的成分平衡，通常需要反复试验，以平衡硫化条件 液体硫化介质（盐浴）中硫化的。挤出部分被输送到

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