發泡劑并用對EPDM海綿性能的影響

王再學 楊陳 馮驍驍 林夢男 吳其航 孫路遙 翁國文

摘 要：采用熱空氣自由發泡制備EPDM海綿，研究發泡劑并用及用量對其性能的影響。結果表明，以發泡劑AC/OBSH、AC/H或OBSH/H并用制備EPDM海綿時，它們的最佳并用量為15份、10份和15份。當AC/H并用量為10份時，制備的EPDM海綿發泡倍率最大為7.7。

關鍵詞：發泡劑并用；EPDM；發泡倍率

海綿材料的共同特點是密度小，質量輕，比面積大，比力學性能高，阻尼性能好，這類材料的應用涉及航空、航天、原子能、醫學、環保、冶金、機械建筑、電化學和石油化工等行業，可用于分離、過濾、消音吸振、包裝、屏蔽、隔熱、生物移植、電化學過程等諸多場合，在科學技術研究與國民經濟建設中發揮著巨大的作用，并且其作用日益顯著[1-2]。EPDM海綿因具有優異的耐天候性和低溫柔軟性等特性，近年來在汽車工業和建筑行業被廣泛用作密封和隔熱材料[3]。

本文以EPDM為主體材料，采用熱空氣自由發泡制備EPDM海綿材料，研究發泡劑并用及其用量對EPDM海綿性能的影響。

1 實驗

1.1 原材料

EPDM，牌號4045，吉林公司有機合成廠；4，4'-氧代雙苯磺酰肼（發泡劑OBSH），工業品，東莞市聚亞化工有限公司；偶氮二甲酰胺（發泡劑AC），工業品，上海向陽化工廠；二亞硝基五亞甲基四胺（發泡劑H），工業品，宜興周鐵化工廠；硫黃（S），工業級，南京中海石油化工有限公司；其他助劑為市售。

1.2 實驗設備及儀器

XK-250開放式煉膠機，無錫市第一橡塑機械廠；401A型老化試驗箱，上海市實驗儀器總廠；WHT-10A測厚儀，江都市真威試驗機械有限公司；GT-T080-SZ門尼粘度試驗機、XS-365M電子比重天平，高鐵科技股份有限公司。

1.3 基本配方

EPDM 100，氧化鋅 8，硬脂酸 3，S 2，硫化助劑，發泡劑（1：1）AC/OBSH、AC/H、OBSH/H及其用量為變量。

1.4 試樣制備

將塊狀EPDM在開煉機上破碎并薄通10次，然后依次加入發泡劑，氧化鋅，硬脂酸，最后加入硫磺，混煉均勻后打包10次，以開煉機輥距4mm下片，之后冷卻停放24h后裁剪成50mm×50mm×4mm（長×寬×高）左右的試樣，然后放在熱空氣老化箱發泡，發泡條件：180℃×30min。

1.5 性能測試

發泡倍率按照SES N 150-07（雙龍工程標準）測試，發泡倍率為發泡后海綿厚度與發泡前試樣厚度的比值；表觀密度按照GB/T 6343-2009標準測試；質量損失率是試樣發泡后的質量損失和發泡前質量的比值。

2 結果與討論

2.1 發泡劑AC/OBSH并用對EPDM海綿性能的影響。

表1 AC/OBSH并用量對EPDM海綿性能的影響

從表1可以看出，發泡劑AC/OBSH并用量由5份增加至15份時，EPDM海綿的發泡倍率隨AC/OBSH并用量的增加呈現明顯的上升的趨勢，表觀密度逐漸降低；當發泡劑AC/OBSH并用量為15～25份時，EPDM海綿的發泡倍率呈下降趨勢，表觀密度也略有降低，這是由于質量損失率上升造成的。綜合考慮，認為發泡劑AC/OBSH并用量以15份為宜，此時發泡倍率最高為6.2。

2.2 發泡劑AC/H并用對EPDM海綿性能的影響

表2 AC/H并用量對EPDM海綿性能的影響

從表2可以看出，發泡劑AC/H用量由5份至10份時，EPDM海綿的發泡倍率變大，表觀密度降低，質量損失率也減少；當發泡劑AC/H用量超過10份時，EPDM海綿膠料的發泡倍率增大，表觀密度減小，質量損失率也減少。從表2還可以看出，質量損失小時，發泡倍率較大；而發泡劑用量25份比10份時小，質量損失率也小，實驗過程中發現是因為海綿材料橫向尺寸變大的緣故。綜合考慮，發泡劑AC/H并用量10份時發泡倍率最大為7.7。

2.3 發泡劑OBSH/H并用對EPDM海綿性能的影響

表3 OBSH/H并用量對EPDM海綿性能的影響

從表3可以看出，隨發泡劑OBSH/H并用量的增加，EPDM海綿的發泡倍率基本呈上升的趨勢，表觀密度呈下降的趨勢，質量損失率無明顯變化規律；綜合考慮，認為發泡劑OBSH/H并用量以15份為宜，此時發泡倍率為6.3。

3 結論

（1）以發泡劑AC/OBSH、AC/H或OBSH/H并用制備EPDM海綿時，它們的最佳并用量為15份、10份和15份。

（2）在三種并用組分中，當AC/H并用量為10份時，制得的EPDM海綿發泡倍率最大為7.7。

參考文獻

[1]劉培生.多孔材料引論[M].北京：清華大學出版社，2004

[2]Gibson，L.J.， Ashby Michael F.，劉培生譯.多孔固體結構與性能[M].北京：清華大學出版社，2003

[3]彭宗林，王君，張勇，等.配方與工藝因素對EPDM模壓發泡材料性能的影響[J].橡膠工業，2000，47（9）：525-526

作者簡介：王再學（1981-），男，河南開封人，徐州工業職業技術學院講師，從事橡塑并用方面的教學與研究工作。