TPI超临界二氧化碳发泡及形状记忆性能的研究

发布时间：2018-05-29 00:35

本文选题：反式-1 + 4-聚异戊二烯　；参考：《青岛科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：本文以反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)为基体材料,研究了其超临界二氧化碳(SCCO2)发泡及形状记忆性能:以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂,SC-CO2流体为物理发泡剂,采用热压预交联和釜内预交联两种工艺对TPI进行发泡。热压预交联工艺为将不同DCP用量的TPI材料热压硫化成型,考察DCP用量对其物理机械性能的影响,然后在间歇式发泡釜中制备TPI发泡材料。釜内预交联工艺为将不同DCP用量的TPI材料热压成型,然后在间歇式发泡釜中硫化发泡。研究了两种工艺条件下DCP用量、发泡工艺等因素对TPI材料发泡性能的影响,并研究了TPI发泡材料的形状记忆性能,对其形状记忆效应(SME)的机理进行了探讨。研究结果表明,随着DCP用量的增加,TPI材料的平衡溶胀度降低,交联程度增大,同时结晶性能相应的降低。对于TPI热压预交联发泡材料来说,当饱和温度较低时(TTm),DCP的加入改善发泡性能,随DCP用量的增大,发泡倍率下降,泡孔尺寸增大;当饱和温度较高时(TTm),材料的发泡倍率和平均泡孔尺寸相较于低温时有较大幅度的增大;随饱和温度的升高,TPI的泡孔倍率和平均泡孔尺寸先上升后下降,在80℃时达到最大值;饱和压力增大,发泡倍率和平均泡孔尺寸降低,泡孔密度增大。对于TPI釜内预交联发泡材料来说,随着DCP用量的增加,发泡材料的发泡倍率、平均泡孔尺寸下降,但泡孔密度增加,泡孔规整性提高。提高饱和温度和增加DCP用量有相同的效果。由形状记忆测试可知,TPI发泡材料具备较好的形状记忆性能,随着DCP用量的增加,材料的应变固定率、回复率和回复速率均增大,当DCP用量为3phr时性能最佳,应变固定率、应变回复率均为100%,应变回复时间为10s。当发泡密度较高时,材料的应变固定率、回复率和回复速率较好。采用熔融共混的方法制备了反式-1,4-聚异戊二烯/高全同聚丁烯-1(TPI/iPB-1)共混材料和交联TPI/iPB-1共混材料,研究了TPI/iPB-1共混比、DCP用量对力学性能、热性能、结晶性能、微观形貌等的影响;采用SC-CO2流体为物理发泡剂,制备了TPI/iPB-1发泡材料和交联TPI/iPB-1发泡材料。研究TPI/iPB-1共混比、饱和温度、DCP用量等因素对TPI/iPB-1和交联TPI/iPB-1发泡性能及形状记忆性能的影响。研究结果如下:通过扫描电镜(SEM)观察TPI/iPB-1微观形貌可知TPI/iPB-1相容性不佳,呈海岛结构分布。随iPB-1用量的增大,TPI/iPB-1共混材料的力学性能有一定程度的降低;当iPB-1用量为10wt%时,TPI/iPB-1发泡材料的发泡倍率较高,泡孔形貌较为规整;TPI/iPB-1发泡材料具备较好的形状记忆性能。当iPB-1用量增大时,TPI/iPB-1发泡材料的应变固定率降低,应变回复率和应变回复速率增大;随发泡密度的升高,TPI/iPB-1发泡材料应变固定率升高,应变回复率和应变回复速率减小。对于交联TPI/iPB-1共混材料来说,交联剂DCP的加入降低了拉伸性能和结晶性能,提高了冲击性能。从SEM图中可以看出,少量DCP的加入改善了交联TPI/iPB-1共混材料的相容性,提高了材料界面粘结。添加0.4phrDCP时,能有效改善交联TPI/iPB-1的发泡性能,当添加0.8phr DCP时,发泡倍率下降,泡孔尺寸分布不均。交联TPI/iPB-1共混材料具备三级形状记忆效应,当iPB-1含量较高时,材料的应变固定性能较好,应变回复性能较差。随DCP用量的增多,Rf(0-1)基本不变,Rf(1-2)和Rr(2-1)增大。
[Abstract]:In this paper , the foaming and shape memory properties of TPI were studied by using trans - 1,4 - polyisoprene ( TPI ) as the base material . The effects of DCP dosage and foaming ratio on the foaming properties of TPI were investigated .
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB381

【参考文献】