Page 95 - 《橡塑技术与装备》2025年12期

材料与配方
MATERIALS AND FORMULATIONS

表 2 空心玻璃微珠的性能指标 ρ 2 为发泡硅胶表观密度。
序号 检测内容 单位 控制指标 检测结果 （2）力学性能测试 ：将发泡硅胶裁切成标准哑
1 外观颜色 - 白色 白色
2 潮湿度 % ≤ 0.50 0.2 铃状的拉伸样条，拉伸强度采用哑铃状试样 [4] ，测试
3 漂浮率 % ≥ 95 98 速度 100 mm/min，标距 25 mm, 测试环境温度 23±2
4 堆积密度 g/cm 3 0.19~0.22 0.2
5 粒径 μm D 90 ≤ 65 63.86 ℃，湿度为 50±5%。用拉力机测试样片的拉伸性能，
6 真实密度 g/cm 3 0.37~0.39 0.386 5
7 抗压强度（破碎率） % 5 500psi 合格 拉力机符合 ISO5893 的规定，具有 2 级测力精度，试
验 机 中 使 用 的 拉 伸 计 的 精 度 I 型、2 型 和 IA 型 哑 铃
1.2 试样制备
状试样和 A 型环形试样为 D 级； 3 型和 4 型哑铃状
将物理发泡助剂按照表 3 之填加比例加入到加成
试样和 B 型试样为 E 级。试验机至少能在 100 mm/
型液体硅胶中混合均匀。用平板硫化机压片得到发泡
min±10 mm/min, 200 mm/min±20 mm/min 和 500
材料，工艺参数见表 3。成型后的试片用裁刀裁切成
mm/min±50 mm/min 移动速度下进行操作。
标准试样。
（3）用电子显微镜观测发泡硅胶形貌 ：将发泡好
表 3 使用物理发泡助剂的实验配方和工艺参数
编号 填加比例 工艺温度 /℃ 固化时间 /min 成型压力 /MPa 的固体硅胶取截面，在显微镜下进行观测。
1% 120 10 15
W 1
1% 120 10 无
W 2
2% 120 10 15 2 结果和讨论
W 3
2% 120 10 无
W 4 2.1 发泡材料密度和发泡倍率
4% 120 10 15
W 5
4% 120 10 无 2.1.1 填加物理发泡助剂的发泡硅胶的密度
W 6
和发泡倍率
将表面处理过的发泡助剂碳酸氢钠按照表 4 之填
通过计算，得到加压和不加压状态下填加不同比
加比例加入到加成型液体硅胶中混合均匀。用平板硫
例物理发泡助剂时制备的发泡硅胶的密度和发泡倍率。
化机压片得到发泡材料，工艺参数见表 4，固化时不
如图 1 所示。随着物理发泡助剂含量的增加，发泡硅
加压。成型后的试片用裁刀裁切成标准试样。
胶的密度逐渐减小，发泡倍率逐渐增大。在不加压情
表 4 使用发泡助剂碳酸氢钠的实验配方和工艺参数
编号 填加比例 工艺温度 /℃ 固化时间 /min 况下物理发泡助剂的质量分数达到 2% 时发泡硅胶的
0.5% 130 10 3
T 1 密度为 0.4 g/cm ，发泡倍率为 2.73 倍 ；当质量分数
2% 130 10
T 2 3
3% 130 10 达到 4% 时，发泡硅胶的密度为 0.27 g/cm , 发泡倍率
T 3
为 4.04 倍，成为中发泡泡沫材料。发泡过程中压力对
将空心玻璃微珠按照表 5 之填加比例加入到加成
发泡密度和发泡倍率影响较大。不加压制得的发泡硅
型液体硅胶中混合均匀。用平板硫化机压片得到发泡
胶密度小于加压制得的发泡硅胶密度，不加压制得的
材料，工艺参数见表 5，固化时不加压。成型后的试
发泡硅胶的发泡倍率大于加压制得的发泡硅胶的发泡
片用裁刀裁切成标准试样。
倍率，即减小压力能够得到更好的发泡材料。
表 5 使用空心玻璃微珠的实验配方和工艺参数
编号 填加比例 工艺温度 /℃ 固化时间 /min 2.1.2 填加发泡助剂碳酸氢钠的发泡硅胶的
B1 5% 130 10 密度和发泡倍率
B2 6% 130 10
B3 8% 130 10 碳酸氢钠为吸热型发泡剂，吸热分解，分解温度
为 60~150 ℃，产生气体为 CO 2 和 H 2 O，受热分解化
1.3 测试与表征
学方程式见式 3。
（1）发泡材料密度和发泡倍率测试 ：将发泡好的
2NaHCO 3 ＝ Na 2 CO 3 +H 2 O+CO 2 ↑ (3)
硅胶裁切成长方体，称量其质量，测量边长，计算体积，
发泡助剂碳酸氢钠的质量分数对发泡硅胶密度及
得到密度。再与未发泡的硅胶参数进行对比从而得到
发泡倍率的影响见图 2，由图 2 可见，随着发泡助剂
发泡倍率，发泡倍率按式 1 或式 2 计算。
碳酸氢钠的填加比例的增加，发泡硅胶的密度减小，
发泡倍率 = 发泡后体积 / 原始体积 (1)
发泡倍率提高。填加 2% 的碳酸氢钠时发泡硅胶的密
N=ρ 1 /ρ 2 (2) 3
度为 0.67 g/cm ，填加 3% 的碳酸氢钠时发泡硅胶的
式 中，N 为发泡倍率，ρ 1 为硅胶初始表观密度， 3
密度为 0.66 g/cm 。填加 3% 和 2% 的碳酸氢钠发泡
2025 第 51 卷 ·49·
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