发泡剂对软质PVC发泡材料性能的影响.pdf

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1、2 0文章编号：1 0 0 5 3 3 6 0(2 0 0 6)0 5 0 0 2 0 0 7发泡剂对软质P V C 发泡材料性能的影响E f f e c t so fB l o w i n gA g e n t so nS o f tP o l y(V i n y l c h l o r i d e)F o a m i n gM a t e r i a l王i 毫叠硼蔫巴I j 糟_ l i-夏I I；_ 一R n-：们-硼口啮：n-【I l 蜀一剐-I 一-矗1-一；I-R 1 l T _ i 硼一坐I E 高苗j 蔷量戤篁譬翟靠t 翻靖黑坐阳矗碡a 镭n _ 橱f 僵瑟重圈E 磁f 翻面

2、目叠日B g z I M：E f 擅-i 珊地【筮丑茧酬_ 磺硒翻册啊晒i 孺豇固烂雹砸霭田I 蕴f 【丛耐懈1 1一4摘要：对发泡剂儡氮二甲酰胺(A C)及其共混物碳酸氢钠(N a H C O。)进行了D S C 分析讨论了几种A C 共混物对软质P V C 发泡材科性能的影响。结果表明：当A C，N a H C 0 3，稳定剂的质量比为4，O 8，6 2 时，材料的密度可以降至0 3 9，c m 3 以下。但材料的泡孔直径增大力学性能有所降低；当A C，N a H C 0 3，L，稳定喇为4 O 8，0 6，6 2 时。材料的密度继续降低。泡孔直径减小其强度回弹性增大。但断裂伸长率减小；当

3、A C，N a H C o U N a。L 艘定剩为4，O 8，O。联1。O 佑2 时。复合发泡捌受热时分解平缀放热适中，制得的材科性能最佳。泡孔均匀细密。A b s t r a c t：na n a I y z e dt h eb l o w i n ga g e n t sA Ca n di t sm i x t u r e s，a n dN a H C 0 3b yu s eo fD S C，a n dd i s c u s s e dt h ei n 们u e n c i n ge 仟e c t so fs e v e r a lk i n d so fA Cm i x t u r e

4、 so nt h ep r o p e n i e so fs o f tp o I y(v i n y I-c h I o r i d e)f o a m i n gm a t e r i a I T h er e s u l t ss h o w e dt h a tw h e nt h em a s sr a t i oo fA C，N a H C 0 3，s t a b i I i z i n ga g e n ti s4，0 8，6 2，t h ed e n s i t yO ff O a m i n gm a t e r i a I sd e c r e a s e st ob e

5、 I O w0 3 9，c m。t h ec e d i a m e t e ri n c 陀a s e s。a n dt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e sd e c 怕a s et os o m ee x t e n t：w h e nt h em a s sr a t i oo fA C，N a H C O U s t a b i z i n ga g e n ti s4，O 8，0 6，6 2，t h ed e n s i t y，b u b b l ed i a m e t e ra n dt h ee I O n g a t j o

6、na tb r e a kO ff O a m j n gm a t e r j a ld e c r e a s e，b u t t h es t r e n g t ha n de I a s t i cr e s j e n c ei n c r e a s e；w h e nt h em a s sr a t i oo fA C，N a H C 0 3，L，N a U s t a b；z i n ga g e n t si s4，0 8，O 6，1 0，6 2，t h eh e a td e c o m p O s i t i O no fc O m p O u n db I O w

7、i n ga g e n tI ss I o wa n dt h eh e a t b e r a t i O ni sm O d e r a t ew h e nt h ef o a m i n gm a t e r i a Ii sh e a t e d T h u st h ep r O p e r t i e so ft h ef o a m i n gm a t e r a Ia r es u p er i O ra n dt h eC e sa r eu n i f o f ma n d 髓n e。关键词：发泡剂；软质P V C；D S C；泡孔结构中图分类号：T Q 3 2 5

8、3 文献标识码：AK e yw。r d s：B 1 嘲ga g e n t s；s。竹P V c；D s c；c e u c t u r e彰酽偶氮二甲酰胺(A C)具有发气量大、价廉，分解物无毒、无臭、不污染，在聚合物熔体中易分散的优点，是国内应用最广、产量和消耗量均最大的有机发泡剂。但A c 分解时存在放热和突发性强、分解速度快等缺陷，使发泡过程、泡体结构和尺寸难以控制，因此在软质P V C 发泡过程中需对其进行改性。本文选用碳酸氢钠(N a H C 0，)、柠檬酸(L)和柠檬酸钠(N a L)作为A C 的改性组分，对A C、N a H C O、A C 共混物进行D S C 分析，并讨论

9、了几种A C 共混物对软质P V C 发泡材料性能的影响。1 实验部分1 1 主要原料聚氯乙烯P V C(S 一1 0 0 0)，山东齐鲁石化股份有限公司；发泡剂偶氮二甲酰胺(A C)，碳酸氢钠(N a H c O，)，分析纯；交联剂过氧化二异丙苯(D c P)，化学纯；增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(D O P)，化学纯；稳定剂三盐，二盐，硬脂酸钡，硬脂酸铅，工业级；发泡助剂柠檬酸(L)，柠檬酸钠(N a L)，分析纯；改性剂粉末N B R，兰州石化公司石化研究院；成核剂纳米碳酸钙，内蒙古蒙西公司。一I 收稿日期：2 0 0 6 0 6 1 8 一作者简介：连荣炳男。硕士生，研究方向为发泡材料。J(

10、1J 鞋裹人 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据2 4量为1 0 p h r 时，材料的密度才较小。N a L 对材料拉伸强度的影响不大，但可以提高断裂伸长率。N a L 用量为1 0 p l r，材料的性能优异。图8 是N a L 用量对发泡材料压缩永久变形的影响。从图8 可以看出，N a L 可以降低发泡材料的压缩永久变形，改善材料的回弹性。嘲圃曩掰圈懿髓强嘲嘲裂渤髓_ 蹴裂_ 压鹾疆脚瞩n 暇_ a f 丽_ _ M 髓_ N，m m _ 一蝴圆酬_ q _O0 2 7 33 4 2 22 1 6 1 91 7 3 33 8 404O3 3 734 6 02 1 7 8 51 8 4

11、 74 1 30 603 6 73 8 0 82 3 3 2 31 8 804 86080 2 9 33 5 8 91 7 8 8 5侣273 9 61002 7 933 2 31 98 8 91 9 2 93 7 41 20 2 8 432 8 61 96 9 21 9 643 73注：A C、N a H C O。、L、稳定剂用量依次为4p hr、O 8p h r、O6p h r 和62 p h r亵3N a L 用对发泡材科性能的影响0 O0 20 4O 60 8l0IZN a L 用盘，p h r注：A C、N a H C 0 3、L、稳定剂用量依次为4p h r、08p hr、0 6p

12、 h r 和6 2 p h r圈8N a L 用对发泡材辩压缩永久变形的影响2 3 改性A C 制得发泡材料的性能及微观结构在A C 发泡剂中，加入P V C 稳定剂、碳酸氢钠(N a H C 0，)、柠檬酸(L)、柠檬酸钠(N a L)，可以改善A c 的分解特性。用改性A C制得的发泡材料，其性能得到很大提高，表4 为改性A C 制得发泡材料的性能。从表4 可以看出，在A C 稳定剂中，加入N a H C 0，、L、N a L，材料的密度可以大大降低，但其他性能的变化较为复杂。当加入N a H C O，时，材料的密度降至O 3g c m 3以下，拉伸强度、断裂伸长率略有降低，但撕裂强度降低

13、太多；当A c N a H C O，稳定剂中加入L时，材料的密度继续降低，拉伸强度、硬度变化不大，撕裂强度增大，但断裂伸长率减小；当在A c N a H c 0 3 L 稳定剂中加入N a-L 时，材料的密度、拉伸强度、硬度、撕裂强度变化不大，但断裂伸长率增大。A C 稳定剂(4 6 2)03 2 439 6 02 0 1 0 72 1 6 73 4 6胞_ 端涮秽e，s 舵。幅mz 畸，s。A 影掰器螺产呲，ss。z zz，。仍。s saA c N a H C 0 3 UN a L，稳定剂0 2 7 93 3 2 31 98 8 91 9 293 74(4 08 0 6 1 0 62)表4

14、改性A C 制得发泡材科的性能圈9 改性A C 制得发泡材科的压缩永久变形添加A C 改性组分可以改善发泡材料的回弹性，图9 是A C 改性组分制得发泡材料的压缩永久变形。从图9 可以看出，添加A C 改性组分N a H C 0，、L、N a L 制得发泡材料的压缩永久变形依次减小。A C N a H C 0 L 瓜a L 稳定剂制得发泡材料的压缩永久变形可降到1 0 以下。因此，其回弹性能最佳。发泡材料的性能不仅与发泡剂分解特性有关，还与发泡材料的微观结构有关，泡孔分布越均匀、泡孔尺寸越小，材料性能越好【1 1 1。图1 0 是A C 改性组分制得材料断面电镜照片。从图10 可以看出，a，b

15、，c 泡孔均匀性依次增强，其中添加A C N a H C O，L N a L 稳定剂(4 0 8 0 6 1 0 6 2)时(图1 0 c)材料的泡孔均匀细密，而只添加N a H C O、时(图1 0 a)材料的泡孔分布较不均匀，并有粗孔、破孔存在。添加A C 改性组分N a H C O，、N a H C O3 L、N a H C O L 2O8642Olj6丑f_斟长警目 万方数据aA C N a H C 0 3 稳定剂(4 o8，62bA C N a H C 0 3，U 稳定剂(4，08，o6 62)cA C 烈a H C O UN a 一0 稳定剂e4，o 8 幻彤1，0 络2)图1 0

16、A C 改性组分制得材科断面的电镜照片N a-L 时，材料的泡孔平均直径分别为9 6 6um、5 7 8Um、6 3 9“m。结合表4、图9 和图1 0 可以看出，添加A C 改性组分N a H C 0 3 L N a L(O 8 0 6 1 O)时，材料的泡孔结构最好，性能最佳。3 结论(1)添加A C 改性组分N a H C 0，可以部分抵消A C 分解时放出的热量。与A c 稳定剂相比，A C N a H c O，稳定剂(4 0 8 6 2)得到的材料密度降2 5 万方数据2 6低，但泡孔直径变大，力学性能有所降低；(2)在A C N a H C 0，稳定剂复合发泡剂中，加入L 时，可以

17、改善N a H C 0、分解过于缓慢的缺陷，使N a H C O，分解速度较为接近A c 的分解速度，还可以进一步减少A C 分解放出的热量。A C N a H c 0，L 稳定剂(4 o 8 o 6 6 2)得到材料的密度继续降低，泡孔直径减小，其强度、回弹性增大，但断裂伸长率减小；(3)在A C N a H C O，L 稳定剂复合发泡剂中，加入N a L 时，可以降低A c 的分解速度，使A C 和N a H C O，分解速度更为接近，从而使发泡体系受热时分解平缓、放热适中。A C N a H C O，L N a L 稳定剂(4 0 8 0 6 1 0 6 2)得到材料的密度、泡孔直径、强

18、度和硬度变化不大，但其断裂伸长率、回弹性增大。因此，材料的综合性能最佳。参考文献：连荣炳，张卫勤，黄锐，等一步法模压成型软质P V C 鞋底发泡材料 J 现代塑料加工应用，2 0 0 6，1 8(1)：1 4【2】R o b b e r tD u b i o s，S e e m aK a r a n d e，D a v i dP T h eU s eo fE l h y e n e S t y r e n eI n t e r p o I y m e r si nC r o s s I i n k e dF o a m sf o rt h eF o o t w e a rI n d u s t

19、 r y J】J o u m a Io fC e f f u f a rP f a s t i c s，2 0 0 2 3 8(3)：1 4 9 1 6 1【3 张忠厚，苗荣正，何向东，等无机吸热发泡剂碳酸氢钠的改性研究 J 河南化工，2 0 0 4f5)：1 9 2 0 4 周琼，郑鸿，于涛，等发泡过程中发泡剂分解物理、化学问题的研究方法【J】青岛化工学院学报，1 9 9 8(2)：1 2 1 8 5 吴智华，孙洲渝，陈弦改性发泡剂偶氮二甲酰胺的研究进展【J】塑料工业，2 0 0 2，3 0(1)：1 3 6】黄锐曾邦录塑料成型工艺学 M 2 版北京：中国轻工业出版社1 9 9 6【7 周琼

20、，吴俊涛，甑红宇，等新型热平衡发泡体系分解特性及在R P v C 挤出低发泡的应用 J 高分子材料科学与工程，2 0 0 1，1 7(4)：1 7 2 1 7 5 8】吴俊涛，周琼，甑红宇，等发泡剂A C 热分解活化机理及影响因素【J 橡胶工业，1 9 9 9。4 6(7)：3 8 7 3 9 3 9 高家武张秋禹，伍必兴高分子材料近代测试技术【M 北京：北京航空航天大学出版社，1 9 9 4 1 0】J a nV a n V u c h e l e n C a r l oP e r u g i n i，M a r cD e w e e r d t e ta IM i c r o c e l

21、l u I a rP V CF o a mf o rT h i nw a P r o f i l e J J o u r n a Io fC e u a rP I a s f i c，2 0 0 0，3 6(3)：1 4 8 1 5 7 11 赵祺，雷卫华，古忠云，等硅橡胶三元乙丙橡胶泡沫合金性能的研究 J】特种橡胶制品，2 0 0 0，2 1(6)：2 5 2 7 r 二+一+f爿：+十：一卜”+”+”卜一+”+”+n+”+”+”+*+”+”+”+“+”+“+一+”+一+”+”+*+一+一卜一+一+”卜+一+一卜“+”+”卜n+”-卜一+_”+一卜“-卜“-+-一卜”-卜一-卜“-卜鞍山市隆

22、兴工程塑料有限公司中国塑料工程学会塑料改性专业委员会理事单位中国塑料协会工程塑料专业委员会理事单位术中国工程塑料工业协会会员单位冰中国塑料加工工业协会明星企业鞍山市隆兴工程塑料有限公司座落于国家著名风景区千山脚下，是全国最大的改性塑料生产单位之一，汇聚了全国塑料改性专业方面的专家、教授和知名人士。采用了国内外先进的配方和生产工艺。根据你的需要，向您提供品质优良、价格具有竞争力的改性塑料。主要产品有：增强、增韧、阻燃、抗菌、高光泽、高流动的P P、P E、P A 6、P A 6 6、H I P S、A B S、A S、P C、P B T、P O M、P E T 等改性塑料及各种抗菌母粒、阻燃母粒

23、、色母粒和耐候母粒。产品质量稳定，畅销全国各地，广泛应用于铁路、汽车、家电、石油、家具、体育用品等各个领域。本公司具备先进可靠的质保体系，可根据用户需求开发产品，并提供周到的售后服务。总经理：黄平(O)1 3 8 0 4 1 2 6 0 6 9总工程师：赵文聘(O)1 3 8 0 4 9 1 0 2 7 4地址：辽宁省鞍山市千山区前峪村电话：0 412 2 6 6 51 1O2 6 6 8 0 3 62 6 6 8 0 3 5邮编：1 1 4 0 4 1i(o)1 3 6 0 4 2 2 8 2 5 9传真：0 4 1 2 2 6 6 5 1 1 0；h t t p：w w w a s l m

24、 c。m c nE m a i l：h u a n g p i n 9 3 1 5 h。t m a i l c。m；十十、一+”+”+-+“+。+*+”+*+-+。+一+”+。+”+”+。+。+。+。+。+。+。+。+”+一+。+”+”+”+*+一+-+-、。十。十。T。下t。十；+，。十，。十，：十：十，：+：十；十，：十 万方数据发泡剂对软质PVC发泡材料性能的影响发泡剂对软质PVC发泡材料性能的影响作者：连荣炳，张卫勤，孔展，黄锐，Lian Rongbing，Zhang Weiqin，Kong Zhan，Huang Rui作者单位：四川大学高分子科学与工程学院,四川,成都,610065刊

25、名：塑料科技英文刊名：PLASTICS SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2006,34(5)参考文献(11条)参考文献(11条)1.连荣炳;张卫勤;黄锐 一步法模压成型软质PVC鞋底发泡材料期刊论文-现代塑料加工应用 2006(01)2.Robbert Dubios;Seema Karande;David P The Use of Ethyene/Styrene Interpolymers in CrosslinkedFoams for the Footwear Industry外文期刊 2002(03)3.张忠厚;苗荣正;何向东 无机吸热发泡剂碳酸氢钠的改性研究期刊

26、论文-河南化工 2004(05)4.周琼;郑鸿;于涛 发泡过程中发泡剂分解物理、化学问题的研究方法 1998(02)5.吴智华;孙洲渝;陈弦 改性发泡剂偶氮二甲酰胺的研究进展期刊论文-塑料工业 2002(01)6.黄锐;曾邦禄 塑料成型工艺学 19967.周琼;吴俊涛;甑红宇 新型热平衡发泡体系分解特性及在R-PVC挤出低发泡的应用期刊论文-高分子材料科学与工程 2001(04)8.吴俊涛;周琼;甑红宇 发泡剂AC热分解活化机理及影响因素 1999(07)9.高家武;张秋禹;伍必兴 高分子材料近代测试技术 199410.Jan Vanvuchelen;Carlo Perugini;Marc D

27、eweerdt Microcellular PVC Foam for Thin Wall Profile外文期刊 2000(03)11.赵祺;雷卫华;古忠云 硅橡胶/三元乙丙橡胶泡沫合金性能的研究 2000(06)本文读者也读过(7条)本文读者也读过(7条)1.谢祥林.黄碧玉.苏胜培.冯建湘.Xie Xiang-lin.Huang Bi-yu.Su Sheng-pei.Feng Jian-xiang 一种硬质PVC用复合发泡剂的制备及热性能研究期刊论文-塑料助剂2009(3)2.连荣炳.张卫勤.黄锐.吴春根.崔金兰.叶盛京.LIAN Rong-bing.ZHANG Wei-qin.HUANG

28、Rui.WU Chun-gen.CUIJin-lan.YE Sheng-jing 软质PVC发泡材料的研究期刊论文-塑料工业2005,33(z1)3.芦成.张卫勤.李立星.柏兴华.谷益安.LU Cheng.ZHANG Wei-qin.LI Li-xing.BO Xing-hua.GU Yi-an NBR/PVC发泡材料性能的研究期刊论文-塑料工业2008,36(1)4.连荣炳.张卫勤.孔展.黄锐.Lian Rongbing.Zhang Weiqin.Kong Zhan.Huang Rui 发泡剂对软质PVC发泡材料的影响期刊论文-现代塑料加工应用2007,19(4)5.杨治伟.刘翠娟.慎爱民.

29、王国全.陈建峰 纳米氧化锌/AC复合发泡剂在PVC糊和PP发泡中的应用研究期刊论文-佳木斯大学学报(自然科学版)2003,21(1)6.连荣炳.张卫勤.黄锐.吴春根.崔金兰.叶盛京.Lian Rongbing.Zhang Weiqin.Huang rui.Wu Chungen.CuiJinlan.Ye Shengjing 软质PVC鞋底发泡材料的研究期刊论文-现代塑料加工应用2005,17(2)7.周月明.徐洪耀.张兴智.ZHOU Yue-ming.XU Hong-yao.ZHANG Xing-zhi 新型PVC用复合发泡剂研究期刊论文-安徽大学学报（自然科学版）2005,29(3)本文链接：http:/