氯磺化聚乙烯橡胶阻燃发泡材料的研究

论文摘要

本论文以氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）为基体,采用震荡圆盘式无转子发泡流变仪（FFR）、开闭孔率分析仪、扫描电镜（SEM）、极限氧指数（LOI）测试仪、热失重（TG）分析仪等仪器,系统研究了硫化体系、发泡剂、后处理工艺、协效发泡剂、协效阻燃剂对CSM胶料的硫化性能、发泡性能、收缩率和阻燃性能的影响,并制备了集轻质、阻燃于一体的CSM发泡材料。研究结果表明：用MgO/PER/S硫化体系硫化的胶料,其硫化速度最快,综合力学性能最好,且不产生致癌物质亚硝胺及恶臭的苯乙酮,具有环保的优点。发泡研究结果表明：在CSM体系中,AC发泡剂起到延迟硫化的作用,但不阻止硫化。当AC用量大于8份时,发泡速率加快；大于10份时,材料密度降低趋缓。协效发泡剂NaHCO3的加入可形成开闭孔结合发泡材料,其压缩应力应变曲线显示了典型弹性体发泡材料的特点。在泡孔不被胀破的前提下,提高发泡材料开孔率的有效NaHCO3用量为12份。后处理工艺可有效降低发泡材料的收缩率,并在一定程度上提高材料的力学强度。通过分别固定后处理温度和后处理时间的方法,得出最佳后处理条件为80℃,3-4h。阻燃研究结果表明：CSM发泡材料的垂直燃烧级别均可达到V-0级；加入30份DBDPE和25份ZB2335,材料的LOI值达到37.7%,拉伸强度达到2.5MPa,断裂伸长率为241%。热失重分析结果表明：加入阻燃剂后材料的最大热失重速率降低,阻燃效果提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 发泡材料的概述
• 1.2.1 发泡材料的分类
• 1.2.1.1 按聚合物基体分类
• 1.2.1.2 按泡孔结构分类
• 1.2.1.3 按材料的硬度分类
• 1.2.1.4 按材料密度分类
• 1.2.2 发泡材料的制备方法
• 1.3 橡胶发泡材料研究进展
• 1.3.1 橡胶发泡剂
• 1.3.2 泡孔的形成过程
• 1.3.2.1 成核原理
• 1.3.2.2 气泡的膨胀过程
• 1.3.2.3 气泡的固化定型
• 1.3.3 发泡过程与硫化过程的匹配
• 1.3.4 发泡成型工艺
• 1.4 橡胶的阻燃及阻燃机理
• 1.4.1 橡胶的燃烧及耐燃等级
• 1.4.2 橡胶的阻燃机理
• 1.4.3 橡胶阻燃技术
• 1.4.4 阻燃剂的分类
• 1.5 论文的研究内容、目的和创新之处
• 1.5.1 研究内容
• 1.5.2 研究目的
• 1.5.3 创新之处
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验主要原料和助剂
• 2.2 实验仪器和设备
• 2.3 发泡阻燃体系的组成及制备工艺
• 2.3.1 基本配方组成
• 2.3.2 制备工艺流程
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 硫化性能测试
• 2.4.2 密度测试
• 2.4.3 开孔率测试
• 2.4.4 力学性能测试
• 2.4.5 压缩应力应变曲线测试
• 2.4.6 阻燃性能测试
• 2.4.6.1 氧指数（LOI）
• 2.4.6.2 垂直燃烧
• 2.4.7 耐热接触性测试
• 2.5 结构表征与分析
• 2.5.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.5.2 傅里叶红外光谱分析（FTIR）
• 2.5.3 热失重分析
• 2.5.4 交联密度——平衡溶胀法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 硫化体系的研究
• 3.1.1 对硫化性能的影响
• 3.1.2 硫化体系的交联机理
• 3.1.3 对交联密度的影响
• 3.1.4 对力学性能的影响
• 3.1.5 对环保性能的影响
• 3.2 氯磺化聚乙烯橡胶发泡材料的研究
• 3.2.1 发泡剂AC对CSM发泡材料性能的影响
• 3.2.1.1 对硫化特性的影响
• 3.2.1.2 对发泡特性的影响
• 3.2.1.3 对交联密度的影响
• 3.2.1.4 对密度的影响
• 3.2.1.5 对力学性能的影响
• 3.2.2 协效发泡剂对发泡材料的影响
• 3.2.2.1 对硫化特性和发泡特性的影响
• 3.2.2.2 对微观结构的影响
• 3.2.2.3 对开孔率的影响
• 3.2.2.4 对机械性能的影响
• 3.2.3 后处理工艺对CSM发泡材料性能的影响
• 3.2.3.1 后处理温度对CSM发泡材料性能的影响
• 3.2.3.2 后处理时间对CSM发泡材料性能的影响
• 3.3 氯磺化聚乙烯橡胶阻燃发泡性能的研究
• 3.3.1 对发泡性能的影响
• 3.3.2 对阻燃性能的影响
• 3.3.3 对接触耐热性能的影响
• 3.3.4 热失重（TGA）分析
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利