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吸声降噪密胺泡沫的制备与表征

张学丽  
【摘要】:泡沫塑料以其独特的三维泡孔结构广泛应用于声学、包装、建筑和隔热等领域。传统热塑性泡沫热稳定性差、易燃、有些燃烧甚至会放出有毒气体,难以满足市场需求。三聚氰胺甲醛泡沫(俗称密胺泡沫)克服了上述缺点获得了市场的认可。目前三聚氰胺甲醛泡沫已应用于交通运输、建筑、清洁等行业,国内尚处于初级阶段,一些规律还需研究。本文以三聚氰胺和甲醛为主要原料开展了三聚氰胺甲醛泡沫的制备及改性研究,研究工作及结论如下:1、三聚氰胺和甲醛在碱性条件下反应生成三聚氰胺甲醛树脂,加入助剂后通过微波加热得到开孔三聚氰胺甲醛泡沫。发泡过程中发泡剂气化是泡沫膨胀的动力,粘度和表面张力是阻力。实验表明,粘度增加和甲酸固化剂含量的增加会导致泡孔密度的增大,微波加热时间的增大和发泡剂正戊烷含量增加导致泡沫密度减小,泡孔增大。乳化剂的加入可以降低液膜的表面张力,有利于泡沫膨胀,但表面张力太小,容易造成塌泡导致密度增大。以密度、降噪系数、压缩强度和压缩回弹率为指标设计正交实验优化工艺条件,得到制备开孔泡沫的最佳工艺条件是100mPa·s树脂液加入8phr乳化剂、8phr发泡剂和8phr固化剂。2、通过加入单分子醇类降低树脂分子的交联度提高泡孔膜的弹性制备了闭孔密胺泡沫,研究了各工艺参数对泡沫密度及泡孔结构的影响。粘度的增加导致泡沫密度增大,泡孔减小;泡体密度随着甲酸的增多先减小后增大;泡体密度随着微波时间的增加而逐渐减小趋于稳定;发泡剂含量越多,泡沫密度越小,泡孔越大,泡体收缩越明显;乳化剂含量增加导致密度减小。通过单因素分析实验得到闭孔泡沫的最佳工艺条件是1500mPa·s树脂液加入2phr乳化剂,8phr发泡剂,8phr固化剂。对比密度相近的开孔和闭孔泡沫在声学和力学性能的差异性。在250-1600Hz频率内,开孔泡沫的吸声系数随着频率的增加逐渐增大,闭孔泡沫的吸声系数先减小后增大;闭孔泡沫的压缩强度比开孔大。3、利用聚乙二醇、聚乙烯醇、羧基丁腈胶乳分别改性密胺泡沫,研究了其加入量及加入时间对聚合物分子结构、泡沫结构及密度、压缩强度和耐热性的影响。结果表明,其改性机理为这些改性剂的羟基与生成三聚氰胺的羟甲基反应生成醚键,从而使密胺分子柔性增大。随着聚乙二醇含量的增加,泡沫密度增大,压缩强度先增大后减小,制品热分解温度降低;聚乙烯醇的加入增加了泡沫的密度,制品压缩强度下降,耐热性有了一定的提高;羧基丁腈胶乳的加入造成体系粘度及制品密度的降低。随着反应中加入羧基丁腈胶乳含量的增加,压缩强度先减小后增大,吸声系数逐渐增大。


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