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EVA边角料/NR/胶粉复合发泡材料的制备与性能研究

杨郑  
【摘要】:当前,泡沫塑料的迅猛发展与使用量的日益增多,导致了大量泡沫塑料的废边角料产生。采用合理的回收方式对废边料进行处理,不仅可以降低生产成本,而且可以减少废边料对环境的污染,是当前泡沫塑料研究的热点。本文采用工业中EVA泡沫塑料的边角料、天然橡胶(NR)和废胶粉等为原料通过共混制备EVA边角料/NR/胶粉复合发泡材料。本文综述了泡沫塑料的分类,制备工艺,发泡方法与发泡成核机理,简要地阐述了有关EVA发泡材料的研究进展,以展现EVA废边料的资源循环利用。以EVA边角料、天然橡胶(NR)为主要原料,首先在双辊开炼机上进行混炼,再添加其他助剂和胶粉填料继续进行共混,随后采用传统的模压法制备EVA边角料/NR/胶粉复合发泡材料,并测试了复合发泡材料的多项物理机械性能。进一步详细地探讨了发泡材料的加工工艺条件、各种助剂用量和胶粉填充量对复合发泡材料各种性能的影响。(1)研究模压温度、时间和压力对复合发泡材料物理力学性能的影响,确定了复合发泡材料制备的最佳工艺为:145℃,30min,12.5Mpa。(2)研究发泡剂(AC)用量对复合发泡材料性能的影响:随着发泡剂(AC)用量增加,复合发泡材料的表观密度先降低后升高,发泡倍率与之相反,复合发泡材料的力学性能如硬度、撕裂强度等随其增加而降低。当发泡剂(AC)为4phr时,复合发泡材料的发泡倍率最大。(3)研究交联剂(DCP)用量对复合发泡材料性能的影响:随着DCP用量增加,复合发泡材料的力学性能均有增加。当DCP用量在0.6~0.8phr范围内时,复合发泡材料的表观密度变化不大。当DCP用量超过0.8phr后,材料的表观密度随其增大而增大。当DCP用量为0.8phr时,材料的发泡倍率最大。(4)研究不同的炭黑(N330、N550和白炭黑)填充量对复合发泡材料性能的影响:当炭黑的填充量增加时,发泡材料的力学性能如拉伸强度、撕裂强度和硬度逐渐增加,断裂伸长率连续降低。当炭黑填充量超过5phr时,发泡材料的表面出现许多折纹,且收缩较大。(5)研究两种碳酸钙成核剂对复合发泡材料性能的影响:轻质碳酸钙的成核效率要优于重质碳酸钙。(6)研究胶粉的填充量对复合发泡材料性能的影响:当胶粉填充量增加时,复合发泡材料的硬度逐渐增加,断裂伸长率逐渐降低。并采用扫描电镜(SEM)、XRD和DSC研究了复合发泡材料的微观结构与热性能,实验结果表明,EVA边角料与天然橡胶(NR)、胶粉后这三者的相容性较好,为回收利用废边料制备复合发泡材料提供了新的方法,具有较为实用的价值与工业应用前景。


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