硅橡膠海綿擠出成型及其壓縮性能探析

趙海龍 劉斌

摘 要：硅橡膠海綿的擠出成型、壓縮性能等要有正確認(rèn)識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)硅橡膠海綿的壓縮性能進(jìn)行全面分析與了解。并對(duì)其進(jìn)行完善，確保硅橡膠海綿能夠被更好應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，為社會(huì)發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：硅橡膠海綿;擠出成型;壓縮性能

硅橡膠海綿屬于多孔疏松狀的彈性體，具有眾多優(yōu)勢(shì)，比如，密度低優(yōu)勢(shì)、耐高溫優(yōu)勢(shì)、隔音優(yōu)勢(shì)、隔熱優(yōu)勢(shì)等。硅橡膠海綿也因?yàn)樽陨韮?yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在我國(guó)交通運(yùn)輸領(lǐng)域、石化領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域以及航空航天領(lǐng)域中，硅橡膠海綿擠出成型基礎(chǔ)具有連續(xù)性特點(diǎn)與高效性特點(diǎn)。本文將針對(duì)硅橡膠海綿擠出發(fā)泡植被方法等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行闡述與分析。

1 硅橡膠海綿基本概述

硅橡膠海綿的孔眼會(huì)遍布整個(gè)材料整體，因此，硅橡膠海綿屬于多孔結(jié)構(gòu)材料。硅橡膠海綿的密度相對(duì)較小，具有良好的彈性與屈撓性，與此同時(shí)，還具備隔熱性能、減震性能等?？梢詰?yīng)用硅橡膠海綿制作很多不同產(chǎn)品，制作成的產(chǎn)品形狀各異。硅橡膠海綿因?yàn)樽陨硭邆涞膬?yōu)勢(shì)，在健身器材、服裝行業(yè)、印染行業(yè)等得到普遍應(yīng)用。實(shí)際上，硅橡膠海綿還可以將其分為開(kāi)孔類型、閉孔類型、微孔類型以及混合孔類型等，可以將其制作成為軟橡膠制品、硬橡膠制品，在這一過(guò)程中，能夠?qū)⒆陨淼慕^熱作用、防震作用等發(fā)揮出來(lái)。

2 樣品制作方式

在實(shí)際樣品制作過(guò)程中，需要將硅橡膠添加到捏合機(jī)中，硅橡膠要添加一百份，在膠料捏合期間，可以將二十份到三十份的白炭黑，以及適量的羥基硅油分步驟添加到其中。對(duì)膠料進(jìn)行加熱與捏合，并抽真空保證在兩小時(shí)。冷卻之后會(huì)獲得膠料，將膠料放置在開(kāi)煉機(jī)上，并向其中添加1份到2.5份的過(guò)氧化物硫化劑，以及4份到8份的偶氮化物發(fā)泡劑。在對(duì)膠料進(jìn)行混煉均勻后，將物質(zhì)添加到擠出機(jī)中進(jìn)行擠出成型[1]。在熱硫化通道中，進(jìn)行流化發(fā)泡，可以獲得硅橡膠海綿長(zhǎng)條。在經(jīng)過(guò)相應(yīng)的加工與切片之后，能夠獲得很多硅橡膠海綿薄片試樣，并且厚度也存在一定不同。在實(shí)際樣品制作期間，對(duì)于發(fā)泡劑有著較高要求，具體從以下幾點(diǎn)闡述：（1）發(fā)泡劑自身在存儲(chǔ)中要保證穩(wěn)定，也就是說(shuō)在面對(duì)酸、光、熱等條件下，能夠保持自身穩(wěn)定;（2）發(fā)泡劑要確保無(wú)毒、無(wú)臭，不會(huì)對(duì)人體健康造成影響。發(fā)泡劑在發(fā)泡之后，不會(huì)產(chǎn)生污染問(wèn)題，以及異味問(wèn)題等;（3）發(fā)泡劑在分解期間，要產(chǎn)生較少熱量;（4）發(fā)泡劑需要在最短時(shí)間內(nèi)完成分解，保證能夠大量發(fā)氣，具備可調(diào)節(jié)特性;（5）發(fā)泡劑要保證粒度均勻，讓人容易分散，離子形態(tài)最好為球形;（6）發(fā)泡劑要確保自身在密閉模腔中能夠?qū)崿F(xiàn)充分分解。除此之外，還要對(duì)發(fā)泡劑的分解溫度、分解氣體量、分解氣體毒性、混煉時(shí)分散性能、與生膠之間的相容性等問(wèn)題進(jìn)行全面考慮與分析。確保能夠?qū)l(fā)泡劑的作用與優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，更好完成樣品制作工作，為后續(xù)發(fā)泡劑的應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。

3 填料白炭黑、硫化發(fā)泡體系對(duì)于硅橡膠海綿泡孔結(jié)構(gòu)與的壓縮性能影響分析

對(duì)于填料白炭黑、硫化發(fā)泡體系，對(duì)硅橡膠海綿泡孔結(jié)構(gòu)與的壓縮性能產(chǎn)生的影響，本文主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行闡述與分析：

（1）在硅橡膠海綿制備過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)不同填料、發(fā)泡劑，以及硫化劑的應(yīng)用。白炭黑粒子粒徑相對(duì)較小，因此，與硅橡膠分子之間能夠更好相容。在將白炭黑加入到硅橡膠基體中，主要是將其作為補(bǔ)強(qiáng)材料，在白炭黑表面會(huì)附著硅橡膠分子鏈物理粘附以及化學(xué)粘附，這使得硅橡膠的力學(xué)性能得到進(jìn)一步完善。通過(guò)相應(yīng)試驗(yàn)分析可以了解到，如果使用的海綿試樣填材料用量較高，那么海綿試樣具備較強(qiáng)的硬度與密度。主要是因?yàn)?，用量較高的白炭黑，在硅橡膠基體當(dāng)中，能夠生成相應(yīng)物理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升硅橡膠力學(xué)性能。

如果硫化劑用量較少，那么試樣硬度與密度相對(duì)較低;如果發(fā)泡劑用量較多，那么試樣的硬度與密度也會(huì)隨之降低。膠料泡孔的出現(xiàn)，主要是受到發(fā)泡劑影響，發(fā)泡劑在受熱分解之后會(huì)產(chǎn)生氣體。通常情況下泡孔成核、生長(zhǎng)過(guò)程，以及膠料硫化過(guò)程能夠同步進(jìn)行。泡孔結(jié)構(gòu)會(huì)受到膠料發(fā)泡速度以及硫化速率影響[2]。硅橡膠基礎(chǔ)發(fā)泡還會(huì)得到相應(yīng)的海綿材料，在此類海綿材料中擁有很多閉孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)泡孔尺寸與分布密度之間存在一定差異。

在高發(fā)泡用量，以及低硫化劑用量條件下，如果膠料發(fā)泡速率較高，那么其硫化速度會(huì)降低，而且很容易發(fā)泡，在此背景下，生成的海綿密度相對(duì)較低，而且孔密度較大。在低發(fā)泡劑用量，以及高硫化用量背景下膠料的實(shí)際發(fā)泡速率相對(duì)較低，而硫化速度較快，不同容易發(fā)泡。在這一過(guò)程中，生成的海綿密度較高，而且孔密度較小。

硅橡膠海綿在壓縮載荷承受過(guò)程中，由于受到不同因素影響，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力松弛情況，比如，Si-O主鏈鍵離子斷裂影響、補(bǔ)強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)局部斷裂影響、泡孔壁網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具備斷裂影響、補(bǔ)強(qiáng)機(jī)粒子影響、分析網(wǎng)絡(luò)空間脫離影響等。在密度測(cè)試工作開(kāi)展中，硅橡膠海綿的壓縮松弛率，會(huì)受到密度的影響。如果密度升高，那么壓縮松弛率會(huì)出現(xiàn)先升高后降低情況。如果從海面密度角度進(jìn)行分析與了解，可能是因?yàn)樵诿芏容^低的海綿材料當(dāng)中，會(huì)存在很多氣泡，因此，形成氣孔結(jié)構(gòu)的幾率也會(huì)大大增加[3]。在這一過(guò)程中，氣泡在受到氣體壓力影響之下，會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的迅速排出，這樣海綿材料的壓縮應(yīng)力松弛相對(duì)較低。在海綿綿密度不斷提升過(guò)程中，氣泡會(huì)逐漸減少，閉孔結(jié)構(gòu)增多。外力加壓會(huì)對(duì)泡孔中的氣體產(chǎn)生影響，使得氣體能夠沿著孔壁向周圍擴(kuò)散，直至內(nèi)部壓力與外部壓力保持平衡。氣體的實(shí)際擴(kuò)散速度相對(duì)較慢，因此會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力松弛較高情況出現(xiàn)。如果海綿密度不斷增加，當(dāng)海綿中氣泡含量較少時(shí)，海綿壓縮應(yīng)力松弛性能會(huì)受到氣泡影響。此外，海綿應(yīng)力松弛，也會(huì)受到橡膠基體教練密度影響。如果海綿密度較高，同時(shí)交聯(lián)密度也很高，那么壓縮應(yīng)力松弛也較低。

通過(guò)對(duì)相應(yīng)資料的分析可以了解到，曲線差異通常情況下表現(xiàn)在地應(yīng)力區(qū)中，應(yīng)變曲線斜率在大小方面上存在不同。在低壓縮應(yīng)力區(qū)域，密度相對(duì)較高，樣品也會(huì)隨著壓縮應(yīng)變而增加。應(yīng)力增加速度快，那么曲線斜率也就越大[4]。如果硅橡膠海綿的密度較低，那么隨著壓縮應(yīng)變的增加，應(yīng)力增加也相對(duì)緩慢，使得曲線斜率變小。在硅橡膠海綿的受到壓縮初期階段中，海綿材料中的氣泡，會(huì)受到壓縮的影響，出現(xiàn)應(yīng)變情況。在這一過(guò)程中，海綿材料壓縮應(yīng)力低，而且應(yīng)力曲線斜率較小。在壓縮應(yīng)變?cè)黾颖尘跋?，海面材料中的氣泡體積會(huì)不斷縮小，最終材料的壓縮應(yīng)變，會(huì)轉(zhuǎn)化為硅橡膠基體變形承擔(dān)。硅橡膠海綿應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率也在這一過(guò)程中變大，應(yīng)力也會(huì)增加。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，通過(guò)對(duì)擠出發(fā)泡方法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)不同密度、不同閉孔結(jié)構(gòu)硅橡膠海綿材料的制備。在實(shí)際樣品密度測(cè)試過(guò)程中，相關(guān)工作人員需要嚴(yán)格按照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)與流程進(jìn)行。這樣才能對(duì)硅橡膠海綿性能情況等作出正確判斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)在性能上存在的不足之處，并應(yīng)用不同手段、技術(shù)方式等作出調(diào)整，使得硅橡膠海綿性能的完善性得到保障。從而將硅橡膠海綿更好應(yīng)用在航空航天等領(lǐng)域中，推動(dòng)社會(huì)朝著更好方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張紅，馬傳國(guó)，黃婷，戴培邦，張堅(jiān).具有超高介電常數(shù)的海綿/炭黑-硼酸鹽/硅橡膠復(fù)合材料[J].功能材料，2019，50（06）：6013-6018.

[3]本刊編輯部.一種小孔徑硅橡膠海綿及制備方法[J].橡膠科技，2017，15（10）：50.

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