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辐射交联硅橡胶泡沫的制备及性能研究

作　者: 刘道龙
导　师: 刘鹏波
学　校: 四川大学
专　业: 材料学
关键词: 硅橡胶泡沫辐射电子束辐射 γ射线辐射交联发泡
分类号: TQ333.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 276次
引　用: 4次
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内容摘要

本文采用辐射交联的方法制备硅橡胶泡沫材料，使交联与发泡过程分步进行，避免了通常采用过氧化物硫化剂时，需要硫化过程与发泡过程相匹配，制备过程及制品性能的控制比较复杂等问题。所制备的辐射交联硅橡胶泡沫的泡孔平均直径在20～40μm之间，泡沫的密度在0.31～0.53g／cm~3之间，拉伸强度在0.9MPa以上，拉伸断裂伸长率大于240％，压缩永久变形小于6％。本文探讨了辐射剂量、白炭黑含量、结构控制剂含量、发泡剂的种类与用量及后辐射交联等因素对硅橡胶泡沫结构与性能的影响，研究结果表明： 1) 随着辐射剂量的增加，硅橡胶的交联密度与凝胶含量增加，拉伸强度逐渐增大，当辐射剂量为40kGy时拉伸强度达到极大值，拉伸断裂伸长率则随辐射剂量的增加逐渐减小。 2) 当辐射剂量在10～17.5kGy范围内时，随着剂量的增加，硅橡胶泡沫的成核密度和泡孔密度均呈增加趋势，泡孔平均直径减小，泡沫密度增大。随着辐射剂量的增加，硅橡胶泡沫的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率均增大。 3) 随着白炭黑含量的增加，硅橡胶泡沫的成核密度和泡孔密度增大，泡孔平均直径减小，泡沫密度先减小然后逐渐增大。硅橡胶泡沫的拉伸强度随白炭黑含量增加而增加，其压缩永久变形随白炭黑含量的增加逐渐减小。 4) 随着羟基硅油含量的增加，硅橡胶泡沫的成核密度和泡孔密度减小，泡孔直径分布变宽，泡孔平均直径增大，泡沫密度减小。当羟基硅油的含量达到6份以后，密度的变化趋于平缓。随着羟基硅油含量的增加，硅橡胶泡沫的拉

全文目录

中文摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
第一章前言  9-24
  1.1 硅橡胶及其泡沫材料  9-11
  1.2 硅橡胶泡沫材料的发展概况  11-12
  1.3 橡胶材料的发泡机理  12-14
  1.4 硅橡胶泡沫材料的制备方法  14-17
    1.4.1 发泡剂  14-15
    1.4.2 硫化剂  15-16
    1.4.3 硅橡胶泡沫材料的制备过程  16-17
  1.5 辐射交联  17-22
    1.5.1 辐射交联机理  18-20
    1.5.2 辐照交联的优点  20-22
  1.6 本论文的研究目的和研究内容  22-24
第二章实验部分  24-31
  2.1 原材料  24
  2.2 实验设备与仪器  24-25
  2.3 硅橡胶泡沫材料的制备  25
    2.3.1 胶料的制备  25
    2.3.2 胶料的辐射硫化  25
    2.3.3 硅橡胶泡沫的制备  25
  2.4 性能测试及表征  25-31
    2.4.1 交联密度的测定  25-26
    2.4.2 凝胶含量的测定  26-27
    2.4.3 硬度测试  27
    2.4.4 视密度和孔隙度的测定  27
    2.4.5 拉伸强度及扯断伸长率的测定  27
    2.4.6 压缩强度和压缩永久变形的测定  27-28
    2.4.7 红外分析  28
    2.4.8 DSC分析  28
    2.4.9 DMA分析  28
    2.4.10 热失重分析  28-29
    2.4.11 泡孔微观形貌观察及泡孔尺寸、泡孔密度和成核密度统计分析  29-31
第三章结构与讨论  31-67
  3.1 辐射交联硅橡胶的结构与性能  31-36
    3.1.1 辐射硅橡胶的红外光谱分析  31-32
    3.1.2 辐射交联硅橡胶的交联密度、凝胶含量和力学性能  32-35
      3.1.2.1 辐射剂量对硅橡胶交联密度与凝胶含量的影响  32-33
      3.1.2.2 辐射剂量对硅橡胶力学性能的影响  33-35
    3.1.3 辐射交联与过氧化物交联硅橡胶性能的比较  35-36
    3.1.4 小结  36
  3.2 硅橡胶泡沫结构与性能主要影响因素的研究  36-61
    3.2.1 发泡剂的种类对硅橡胶泡沫泡孔结构与力学性能的影响  36-38
    3.2.2 发泡条件对硅橡胶泡沫密度的影响  38-41
    3.2.3 辐射剂量对硅橡胶泡沫结构与性能的影响  41-45
      3.2.3.1 辐射剂量对硅橡胶泡沫结构的影响  41-43
      3.2.3.2 辐射剂量对硅橡胶泡沫材料密度的影响  43-45
      3.2.3.3 辐射剂量对硅橡胶泡沫材料力学性能的影响  45
    3.2.4 白炭黑含量对硅橡胶泡沫结构与性能的影响  45-50
      3.2.4.1 白炭黑含量对硅橡胶泡沫结构的影响  45-48
      3.2.4.2 白炭黑含最对硅橡胶泡沫密度的影响  48-49
      3.2.4.3 白炭黑含量对硅橡胶泡沫材料力学性能的影响  49-50
    3.2.5 结构控制剂对硅橡胶泡沫结构与性能的影响  50-54
      3.2.5.1 结构控制剂含量对未交联硅橡胶硬度的影响  50-51
      3.2.5.2 结构控制剂含量对硅橡胶泡沫结构的影响  51-53
      3.2.5.3 结构控制剂含量对硅橡胶泡沫密度的影响  53-54
      3.2.5.4 结构控制剂含量对硅橡胶泡沫力学性能的影响  54
    3.2.6 发泡剂用量对硅橡胶泡沫结构与性能的影响  54-60
      3.2.6.1 发泡剂用量对硅橡胶泡沫结构的影响  54-58
      3.2.6.2 发泡剂用量对硅橡胶泡沫密度的影响  58
      3.2.6.3 发泡剂用量对硅橡胶泡沫材料力学性能的影响  58-60
    3.2.7 小结  60-61
  3.3 后辐射交联对硅橡胶泡沫密度及力学性能的影响  61-62
    3.3.1 后辐射交联对硅橡胶泡沫密度的影响  61
    3.3.2 后辐射交联对硅橡胶泡沫材料力学性能的影响  61-62
  3.4 硅橡胶泡沫材料的热稳定性、压缩应力-应变性能和阻尼性能  62-65
  3.5 本文研制样品与国内外样品的比较  65-67
第四章结论  67-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表的论文和专利  72-73
致谢  73-74

辐射交联硅橡胶泡沫的制备及性能研究

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