1、高高 分分 子子 科科 学学 与与 工工 程程 学学 院院College of Polymer Science and Engineering第六章第六章 特种橡胶配合体系特种橡胶配合体系n橡胶工程教研室橡胶工程教研室n赵赵 菲菲QUST College of Polymer Science and Engineering本章主要内容本章主要内容n发泡体系发泡体系n粘合体系粘合体系n阻燃体系阻燃体系n着色体系着色体系n导电体系导电体系n防静电体系防静电体系QUST College of Polymer Science and Engineeringn性能性能减震、缓冲、吸音、隔热。减震、缓冲、
2、吸音、隔热。n应用应用汽车零部件、保温、致冷、健身器材、汽车零部件、保温、致冷、健身器材、工业制品和日用品。工业制品和日用品。n品种品种胶乳海绵、聚氨酯海绵、干胶海绵胶乳海绵、聚氨酯海绵、干胶海绵6.1 发泡体系发泡体系QUST College of Polymer Science and Engineering一一.海绵橡胶的泡孔结构和性能特点海绵橡胶的泡孔结构和性能特点n开孔结构、闭孔结构和混合孔结构。开孔结构、闭孔结构和混合孔结构。QUST College of Polymer Science and Engineering开孔海绵的特点开孔海绵的特点 较低的回弹性较低的回弹性 较高的压
3、缩永久变形较高的压缩永久变形 较差的力学性能较差的力学性能 较差的保温隔热性能较差的保温隔热性能 较高的吸水性较高的吸水性 较小的表观密度较小的表观密度 一般由无机发泡剂、模压制成。一般由无机发泡剂、模压制成。QUST College of Polymer Science and Engineering开孔海绵橡胶的应用开孔海绵橡胶的应用n广泛应用于减振、缓冲、吸音等场合，如可用广泛应用于减振、缓冲、吸音等场合，如可用作地毯底衬、缓冲垫、胶垫、拳击手套、隔音作地毯底衬、缓冲垫、胶垫、拳击手套、隔音材料等。材料等。n在压缩变形过程中，除了海绵橡胶基体材料本在压缩变形过程中，除了海绵橡胶基体材料本
4、身的内耗外，身的内耗外，泡孔内气体进出泡孔内气体进出也能也能消耗部分能消耗部分能量量，起到减振缓冲作用。，起到减振缓冲作用。n大量的开口泡孔可吸收较大体积的液体，因此大量的开口泡孔可吸收较大体积的液体，因此广泛用于吸水、吸溶剂等场合。广泛用于吸水、吸溶剂等场合。QUST College of Polymer Science and Engineering闭孔海绵的结构特点闭孔海绵的结构特点n较低的吸水性较低的吸水性n较高的回弹性较高的回弹性n良好的保温隔热性能良好的保温隔热性能n表观密度比开孔海绵高表观密度比开孔海绵高n一般由有机发泡剂、采用一般由有机发泡剂、采用模压或挤出成型制成。模压或挤出
5、成型制成。QUST College of Polymer Science and Engineeringn多用于水上漂浮制品、缓冲器材、保温隔热材料、多用于水上漂浮制品、缓冲器材、保温隔热材料、体育器材等，如渔网的浮子、空调、加热器的保温体育器材等，如渔网的浮子、空调、加热器的保温管、各种封口、密封圈、垫圈、棒球等。管、各种封口、密封圈、垫圈、棒球等。n生产时一般通过模压或挤出成型硫化，先制成片状、生产时一般通过模压或挤出成型硫化，先制成片状、条状、管状及其他形状，然后根据要求切割或冲切条状、管状及其他形状，然后根据要求切割或冲切成制品。产品的切割面有泡孔，非切割面无孔。成制品。产品的切割面有
6、泡孔，非切割面无孔。闭孔海绵橡胶的应用闭孔海绵橡胶的应用QUST College of Polymer Science and Engineeringn按化学组成分类按化学组成分类n按产生的气体分类按产生的气体分类n按吸放热分类按吸放热分类二发泡剂的分类二发泡剂的分类QUST College of Polymer Science and Engineering按化学组成分按化学组成分按化学组成分类按化学组成分类低压发泡剂：低压发泡剂：无机或有机压缩气体如无机或有机压缩气体如CO2、N2、空气、空气挥发性有机液体如戊烷、庚烷、氯代甲烷挥发性有机液体如戊烷、庚烷、氯代甲烷无机发泡剂无机发泡剂有机发
7、泡剂有机发泡剂反应型：反应型：NaCO3，H2O2，Zn热分解型：热分解型：(NH4)2CO3，NH4HCO3偶氮类：偶氮类：AC,DB,AIBN,P,LD磺酰肼类：磺酰肼类：OT(OBSH),BSH,TSH亚硝基类：亚硝基类：H,BL 叠氮类：苯磺酰叠氮，对甲苯磺酰叠氮叠氮类：苯磺酰叠氮，对甲苯磺酰叠氮脲基类：尿素，脲基类：尿素，RA，BH物理发泡剂物理发泡剂化学发泡剂化学发泡剂高压发泡剂：高压发泡剂：QUST College of Polymer Science and Engineering发泡剂是使橡胶发泡的动力来源。发泡剂是使橡胶发泡的动力来源。对橡胶发泡剂的要求：对橡胶发泡剂的要求
8、：贮存稳定贮存稳定、无毒、无味、对无污染或变色。、无毒、无味、对无污染或变色。热分解速度较快，热分解速度较快，发气量可控发气量可控。在胶料中在胶料中易分散均匀易分散均匀。不影响不影响橡胶的橡胶的硫化历程硫化历程。价格低廉。价格低廉。对发泡剂的要求对发泡剂的要求QUST College of Polymer Science and Engineering 无机发泡剂的无机发泡剂的主要特征主要特征：粒子较粗，海绵孔眼较大，多用于粒子较粗，海绵孔眼较大，多用于开孔结构开孔结构海绵；海绵；多数是白色，多数是白色，没有色泽污染没有色泽污染，但会，但会促进硫化促进硫化；气体多数是二氧化碳，水和氨气，而不是
9、氮气；气体多数是二氧化碳，水和氨气，而不是氮气；分解温度不稳定分解温度不稳定，多数是，多数是吸热反应吸热反应。1.无机发泡剂无机发泡剂QUST College of Polymer Science and Engineering常用的无机发泡剂常用的无机发泡剂n最重要、用量最大的是最重要、用量最大的是碳酸氢钠碳酸氢钠。n分解温度范围分解温度范围130180，分解放出水和，分解放出水和CO2，发气量，发气量约为约为267 ml/g。n分解温度较高分解温度较高，单用时发气量仅为理论发气量的一半左，单用时发气量仅为理论发气量的一半左右，右，常配入硬脂酸、油酸常配入硬脂酸、油酸等脂肪酸作等脂肪酸作助发
10、泡剂助发泡剂，降低分，降低分解温度，加快发气速度，提高发气量。解温度，加快发气速度，提高发气量。n分散困难，分散困难，用油或蜡包覆用油或蜡包覆后，分散容易且能加快分解。后，分散容易且能加快分解。n碳酸氢钠易吸潮结块，使用之前要注意干燥保存。碳酸氢钠易吸潮结块，使用之前要注意干燥保存。QUST College of Polymer Science and Engineeringn碳酸铵碳酸铵：稍微加热或遇热水即可分解，：稍微加热或遇热水即可分解，60时完全挥发，时完全挥发，不易与橡胶混合，多用作不易与橡胶混合，多用作胶乳海绵胶乳海绵的发泡剂，其他场合的发泡剂，其他场合很少采用。很少采用。n碳酸氢
11、铵碳酸氢铵：碳酸氢铵在：碳酸氢铵在3660范围内分解放出氨气和范围内分解放出氨气和CO2，发气量为，发气量为700850ml/g，在所有发泡剂中，在所有发泡剂中发气量为发气量为最大最大，应用时直接加入胶料中。，应用时直接加入胶料中。n碳酸钠碳酸钠：不能单独作发泡剂不能单独作发泡剂，常加入，常加入氯化铵或硬脂酸氯化铵或硬脂酸作作助发泡剂。助发泡剂。n亚硝酸钠亚硝酸钠：不能单独作发泡剂不能单独作发泡剂，常加入氯化铵或硬脂酸，常加入氯化铵或硬脂酸作助发泡剂。作助发泡剂。其它无机发泡剂其它无机发泡剂QUST College of Polymer Science and Engineering 有机发泡
12、剂的有机发泡剂的主要特点主要特点:粒子较细，在聚合物中分散性较好，发孔均匀；粒子较细，在聚合物中分散性较好，发孔均匀；分解温度范围较窄，容易控制；分解温度范围较窄，容易控制；发气量大，容易实现高倍发泡；发气量大，容易实现高倍发泡；气体以气体以氮气为主氮气为主，透过系数低，用于，透过系数低，用于闭孔结构闭孔结构的的海绵。若加入合适的助发泡剂或选择合适的硫海绵。若加入合适的助发泡剂或选择合适的硫化条件，也可产生开孔结构。化条件，也可产生开孔结构。2.有机发泡剂有机发泡剂QUST College of Polymer Science and Engineering （1）发泡剂）发泡剂AC（2）发泡
13、剂）发泡剂H（3）发泡剂）发泡剂OT常用有机发泡剂常用有机发泡剂QUST College of Polymer Science and Engineering发泡剂发泡剂ACn化学名称化学名称：偶氮二甲酰胺：偶氮二甲酰胺n分解温度分解温度：205215n发气量发气量：220ml/gn产生气体产生气体：氮气、一氧化碳、二氧化碳、氨气：氮气、一氧化碳、二氧化碳、氨气n助发泡剂助发泡剂：ZnO、硬脂酸锌硬脂酸锌、油酸锌、有机金属络合、油酸锌、有机金属络合物、甘油、二元醇、表面处理的尿素以及含有锌或钡物、甘油、二元醇、表面处理的尿素以及含有锌或钡的稳定剂等。的稳定剂等。n常用量常用量:210份。份。Q
14、UST College of Polymer Science and Engineering发泡剂发泡剂Hn化学名称：二亚硝基五亚甲基四胺化学名称：二亚硝基五亚甲基四胺n分解温度：分解温度：290205n发气量：发气量：260275ml/gn发泡效率高，泡孔不塌陷。发泡效率高，泡孔不塌陷。n助发泡剂：酸性防焦剂、促进剂、硫化活化剂、脂肪酸和助发泡剂：酸性防焦剂、促进剂、硫化活化剂、脂肪酸和松香酸均可降低分解温度，其中松香酸均可降低分解温度，其中邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐、尿素尿素的效的效果最好。果最好。n易燃、易使发泡中心烧焦、有臭味；加入尿素可克服。易燃、易使发泡中心烧焦、有臭味；加入尿素可克
15、服。n常用量常用量210份。份。QUST College of Polymer Science and Engineering发泡剂发泡剂OTn又称发泡剂又称发泡剂OBSH。n分解温度：分解温度：161。n发气量：发气量：313ml/g。n助发泡剂：硬脂酸、尿素、三乙醇胺和二苯胍。助发泡剂：硬脂酸、尿素、三乙醇胺和二苯胍。n常用量：常用量：115份。份。n宜用于浅色海绵制品。宜用于浅色海绵制品。QUST College of Polymer Science and Engineeringn将一种或多种发泡剂与助发泡剂复配而成。将一种或多种发泡剂与助发泡剂复配而成。n由于无机发泡剂在发泡过程中多
16、是吸热的，由于无机发泡剂在发泡过程中多是吸热的，有机发泡剂在发泡过程中是放热的，因此吸有机发泡剂在发泡过程中是放热的，因此吸放热平衡，放热平衡，发泡及硫化温度稳定发泡及硫化温度稳定，分解温度，分解温度适中，很有发展前途。适中，很有发展前途。（三）复合发泡剂（三）复合发泡剂QUST College of Polymer Science and Engineering三、影响橡胶发泡的因素三、影响橡胶发泡的因素 n原理原理：发泡剂或再加入助发泡剂，在硫化温度下发：发泡剂或再加入助发泡剂，在硫化温度下发泡剂分解释放出气体，被胶料包围形成泡孔，使胶泡剂分解释放出气体，被胶料包围形成泡孔，使胶料膨胀形成
17、海绵。料膨胀形成海绵。n影响因素：影响因素：n发泡剂的发气量及产生气体的速度发泡剂的发气量及产生气体的速度n发泡剂的分解速度与胶料硫化速度的匹配发泡剂的分解速度与胶料硫化速度的匹配n助发泡剂的影响助发泡剂的影响n胶料的粘度胶料的粘度n温度的影响温度的影响n混炼的影响混炼的影响QUST College of Polymer Science and Engineeringn发泡剂的发气量发泡剂的发气量：单位质量的发泡剂：单位质量的发泡剂完全分解完全分解所释放出所释放出的气体在标准状态下的体积，单位为的气体在标准状态下的体积，单位为ml/g。n发泡剂的分解速度发泡剂的分解速度：在一定温度下，一定质量
18、的发泡剂：在一定温度下，一定质量的发泡剂单位时间分解释放出的气体量。单位时间分解释放出的气体量。n对同一种发泡剂，粒径小，温度高，其分解速度快。对同一种发泡剂，粒径小，温度高，其分解速度快。n发泡剂的发气量与分解速度影响泡孔的大小和结构，发发泡剂的发气量与分解速度影响泡孔的大小和结构，发气量大，分解速度快，形成的泡孔大，开孔的几率大。气量大，分解速度快，形成的泡孔大，开孔的几率大。1.发泡剂的发气量和分解速度发泡剂的发气量和分解速度QUST College of Polymer Science and Engineeringn选择选择发泡剂品种发泡剂品种和胶料的和胶料的硫化体系硫化体系是关键。
19、是关键。2.发泡剂的分解速度与胶料硫化速度的匹配发泡剂的分解速度与胶料硫化速度的匹配确定确定硫化温度硫化温度选择分解温度选择分解温度与硫化速度相与硫化速度相适应的发泡剂适应的发泡剂根据发泡剂的根据发泡剂的分解速度调整分解速度调整硫化速度硫化速度确定确定硫化体系硫化体系根据硫化速度选择根据硫化速度选择发泡剂品种及粒径发泡剂品种及粒径QUST College of Polymer Science and Engineering在在A点之前分点之前分解（曲线解（曲线1），），无泡孔产生。无泡孔产生。发泡剂在发泡剂在AB段分段分解（曲线解（曲线2），），形成开孔结构。形成开孔结构。在在BC段发泡（曲线
20、段发泡（曲线3），有较多的闭孔），有较多的闭孔结构生成；结构生成；在在D点或点或D点以后点以后发泡（曲线发泡（曲线5），），不能发泡。不能发泡。在在CD段发泡（曲线段发泡（曲线4），形成闭孔结构），形成闭孔结构且泡孔较小；且泡孔较小；硫化曲线硫化曲线QUST College of Polymer Science and Engineeringn用于用于分解温度高于橡胶硫化温度分解温度高于橡胶硫化温度范围的发泡剂；范围的发泡剂；n降低降低发泡剂的发泡剂的分解温度分解温度，或，或增加增加其在硫化温度下的其在硫化温度下的发气发气量量。n助发泡剂的相对有效性：助发泡剂的相对有效性：用低于发泡剂分解温度
21、的某一用低于发泡剂分解温度的某一温度下，一定时间内，使该发泡剂分解产生的气体量来温度下，一定时间内，使该发泡剂分解产生的气体量来衡量。衡量。n助发泡剂的粒径越细，其相对有效性越强。助发泡剂的粒径越细，其相对有效性越强。3.助发泡剂的影响助发泡剂的影响QUST College of Polymer Science and Engineeringn影响气体在胶料中的扩散速度。影响气体在胶料中的扩散速度。n粘度太低，气体扩散太快，易逸出，不能使橡胶粘度太低，气体扩散太快，易逸出，不能使橡胶发泡；发泡；n粘度太高，限制气体膨胀，孔径细小，甚至不能粘度太高，限制气体膨胀，孔径细小，甚至不能发泡。发泡。n
22、开孔海绵开孔海绵胶料的粘度宜低一些；胶料的粘度宜低一些；n闭孔海绵闭孔海绵胶料的粘度宜高一些。胶料的粘度宜高一些。n发泡胶料的门尼粘度发泡胶料的门尼粘度3050之间，加入之间，加入1030份软化剂。份软化剂。4.胶料粘度的影响胶料粘度的影响QUST College of Polymer Science and Engineeringn发泡剂的分解温度范围应与橡胶硫化温度一致，发泡剂的分解温度范围应与橡胶硫化温度一致，才能形成理想的泡孔结构。才能形成理想的泡孔结构。n温度对发泡剂分解速度和胶料硫化速度的影响可温度对发泡剂分解速度和胶料硫化速度的影响可能不同，升温有可能会使二者不再同步，影响泡能不
23、同，升温有可能会使二者不再同步，影响泡孔的结构；孔的结构；n温度过高，会引起胶料物理机械性能下降，因此温度过高，会引起胶料物理机械性能下降，因此橡胶发泡和硫化有一最佳温度范围。橡胶发泡和硫化有一最佳温度范围。5.温度的影响温度的影响QUST College of Polymer Science and Engineeringn发泡剂的分散情况和加料顺序也会影响橡胶的发泡。发泡剂的分散情况和加料顺序也会影响橡胶的发泡。n发泡剂的分散性影响泡孔孔径的均匀性。发泡剂的分散性影响泡孔孔径的均匀性。n对分解温度较高、贮存稳定、粒子较细的发泡剂，应先加。对分解温度较高、贮存稳定、粒子较细的发泡剂，应先加。
24、n对分解温度高、粒子较粗的发泡剂，可与固体配合剂一起加对分解温度高、粒子较粗的发泡剂，可与固体配合剂一起加;n对分解温度低，贮存不稳定的发泡剂，在混炼快结束时或在对分解温度低，贮存不稳定的发泡剂，在混炼快结束时或在薄通时加入，以减少发泡剂的损失；薄通时加入，以减少发泡剂的损失；n对液体发泡剂，可将其制成膏状物加入，提高其在胶料中的对液体发泡剂，可将其制成膏状物加入，提高其在胶料中的分散度。分散度。6.混炼的影响混炼的影响QUST College of Polymer Science and Engineering聚氨酯泡沫：由大量微细孔洞及聚氨酯树脂孔壁组聚氨酯泡沫：由大量微细孔洞及聚氨酯树脂
25、孔壁组成的多孔性聚氨酯材料，一般称之为成的多孔性聚氨酯材料，一般称之为“聚氨酯泡聚氨酯泡沫塑料沫塑料”（Polyurethane Foam or Cellular Polyurethane)。聚氨酯泡沫是聚氨酯材料中用量。聚氨酯泡沫是聚氨酯材料中用量最大的品种之一，用量在最大的品种之一，用量在50以上。以上。主要特征：多孔性、低密度、比强度高、无臭、透主要特征：多孔性、低密度、比强度高、无臭、透气性好（软泡）、高绝热性（硬泡）、泡孔均匀、气性好（软泡）、高绝热性（硬泡）、泡孔均匀、耐老化，对金属、木材、玻璃、纤维等具有很强耐老化，对金属、木材、玻璃、纤维等具有很强的粘附性。的粘附性。四、聚氨酯
26、泡沫四、聚氨酯泡沫QUST College of Polymer Science and EngineeringQUST College of Polymer Science and Engineering分类分类 A、按软硬程度即耐负荷性能的不同：聚氨酯软泡、按软硬程度即耐负荷性能的不同：聚氨酯软泡 可分为普通软泡、超柔软泡沫、高承载型软泡、可分为普通软泡、超柔软泡沫、高承载型软泡、高回弹泡沫等。高回弹泡沫等。B、生产工艺可分为：块状泡沫及模塑软泡、生产工艺可分为：块状泡沫及模塑软泡 块状泡沫：通过连续法生产的大体积泡沫再切割成块状泡沫：通过连续法生产的大体积泡沫再切割成 所需形状的泡沫制品
27、。所需形状的泡沫制品。模塑软泡：一模塑软泡：一 般为间隙法生产，原料直接在模具般为间隙法生产，原料直接在模具 中发泡成型，即制成所需形状的泡沫中发泡成型，即制成所需形状的泡沫 制品。模塑泡沫按熟化方式分，可分制品。模塑泡沫按熟化方式分，可分 为热熟化和冷熟化软泡。为热熟化和冷熟化软泡。C、以多元醇原料分：聚酯型软泡和聚醚型软泡。、以多元醇原料分：聚酯型软泡和聚醚型软泡。QUST College of Polymer Science and Engineeringn主要用途主要用途1、座椅、沙发、头枕、床垫等、座椅、沙发、头枕、床垫等QUST College of Polymer Science
28、 and Engineering聚氨酯慢回弹枕头聚氨酯慢回弹枕头汽车头枕汽车头枕QUST College of Polymer Science and EngineeringQUST College of Polymer Science and Engineering2、各种服装及鞋衬里、各种服装及鞋衬里QUST College of Polymer Science and Engineering3、各种减震、包装垫材、各种减震、包装垫材QUST College of Polymer Science and Engineering5、其它、其它 各种玩具、超柔软泡沫、各种玩具、超柔软泡沫、网化
29、泡沫网化泡沫、高、高吸水泡沫、吸音泡沫等。吸水泡沫、吸音泡沫等。网化泡沫网化泡沫吸音泡沫吸音泡沫QUST College of Polymer Science and Engineering 硬质聚氨酯泡沫硬质聚氨酯泡沫(rigid PU foam)简称聚氨酯硬泡，简称聚氨酯硬泡，这类泡沫具有绝热效果好、重量轻、比强度大、耐化这类泡沫具有绝热效果好、重量轻、比强度大、耐化学品优良以及隔音效果好等特点。学品优良以及隔音效果好等特点。聚氨酯硬泡在建筑、石油化工、冷藏、造船、车聚氨酯硬泡在建筑、石油化工、冷藏、造船、车辆、航空、机械、仪表等工业部门广泛应用，作绝热辆、航空、机械、仪表等工业部门广泛应
30、用，作绝热材料和结构材料。其中最主要的应用领域有：用作冰材料和结构材料。其中最主要的应用领域有：用作冰箱、冷柜、冷藏集装箱、冷库等的保温层材料，石油箱、冷柜、冷藏集装箱、冷库等的保温层材料，石油输送管道及热水输送管道保温层，建筑墙壁及屋顶保输送管道及热水输送管道保温层，建筑墙壁及屋顶保温层、保温夹心板，等等。温层、保温夹心板，等等。2）硬质聚氨酯泡沫料）硬质聚氨酯泡沫料QUST College of Polymer Science and Engineeringn聚氨酯硬质泡沫的特点：聚氨酯硬质泡沫的特点：、聚氨酯泡沫具有重量轻、比强度高、尺寸稳定性好。、聚氨酯泡沫具有重量轻、比强度高、尺寸稳
31、定性好。在在20条件下存放条件下存放24h，硬质泡沫体的线性变化率小于，硬质泡沫体的线性变化率小于1。、聚氨酯硬泡的绝热性能优越、聚氨酯硬泡的绝热性能优越 聚氨酯硬泡的闭孔结构含量大于聚氨酯硬泡的闭孔结构含量大于90，封闭在泡孔内的气，封闭在泡孔内的气体具有极低的热传导系数。体具有极低的热传导系数。材料材料导热系数导热系数/kcal(mh)保温层厚保温层厚度度/mm材料材料导热系数导热系数/kcal(mh)保温层厚度保温层厚度/mmP U硬泡硬泡0.02025轻软木轻软木0.05050聚苯乙烯泡沫聚苯乙烯泡沫0.03540纤维板纤维板0.05665矿物棉矿物棉0.04045混凝土块混凝土块0.
32、300380膨胀硅藻土膨胀硅藻土0.04550普通砖普通砖0.600860建筑材料绝热性能比较建筑材料绝热性能比较QUST College of Polymer Science and Engineeringn主要用途主要用途 石油化工管路、贮罐等的隔热保温；油田输油管石油化工管路、贮罐等的隔热保温；油田输油管道的保温；冷库、冷藏集装箱、冰箱、冰柜等的道的保温；冷库、冷藏集装箱、冰箱、冰柜等的保温、绝热。还可用于制造仿木家具；结构泡沫；保温、绝热。还可用于制造仿木家具；结构泡沫；汽车部件（门板、顶棚等）。汽车部件（门板、顶棚等）。冰箱冰箱建筑夹心板建筑夹心板QUST College of Po
33、lymer Science and Engineering冷藏集装箱冷藏集装箱PU硬泡硬泡QUST College of Polymer Science and Engineering管道保温管道保温PU泡沫层泡沫层QUST College of Polymer Science and Engineering建筑保温建筑保温QUST College of Polymer Science and Engineering仿木雕塑仿木雕塑结构结构RIM产品产品QUST College of Polymer Science and Engineering汽车仪表盘汽车仪表盘汽车顶棚汽车顶棚QUST C
34、ollege of Polymer Science and Engineering轨道枕木轨道枕木QUST College of Polymer Science and Engineering3）半硬质聚氨酯泡沫）半硬质聚氨酯泡沫n半硬质泡沫塑料半硬质泡沫塑料(简称半硬泡简称半硬泡)是硬度介于软泡与硬泡之间的是硬度介于软泡与硬泡之间的一种泡沫塑料。聚氨酯半硬泡是聚氨酯泡沫塑料的一大品种。一种泡沫塑料。聚氨酯半硬泡是聚氨酯泡沫塑料的一大品种。该类制品的特点是具有较高的压缩负荷值。半硬泡池这种高该类制品的特点是具有较高的压缩负荷值。半硬泡池这种高滞后损失特性使其不适用于制造柔软的座垫材料，而特别适
35、滞后损失特性使其不适用于制造柔软的座垫材料，而特别适合用作各种吸能减震材料。合用作各种吸能减震材料。n半硬泡与高承载聚氨酯软泡及低密度韧性聚氨酯硬泡之间没半硬泡与高承载聚氨酯软泡及低密度韧性聚氨酯硬泡之间没有严格的区别。从泡沫分子结构看，它的交联密度远高于软有严格的区别。从泡沫分子结构看，它的交联密度远高于软质泡沫塑料而仅次于硬质泡沫塑料制品，交联点之间的平均质泡沫塑料而仅次于硬质泡沫塑料制品，交联点之间的平均分子量分子量Mc一般在一般在6502500之间，最好在之间，最好在12002000之间。之间。QUST College of Polymer Science and Engineerin
36、gn整皮半硬泡整皮半硬泡 整皮模塑泡沫塑料整皮模塑泡沫塑料(integral skin foam，简称，简称ISF)又称自结皮又称自结皮泡沫塑料泡沫塑料(self skinning foam)，是在制造时自身产生致密表，是在制造时自身产生致密表皮的泡沫塑料。整皮泡沫塑料有高密度软泡皮的泡沫塑料。整皮泡沫塑料有高密度软泡(即半硬池即半硬池)和硬和硬质泡沫塑料之分，后者用作结构材料如仿木材等。大部分整质泡沫塑料之分，后者用作结构材料如仿木材等。大部分整皮聚氨酯泡沫塑料属半硬质泡沫塑料。皮聚氨酯泡沫塑料属半硬质泡沫塑料。n微孔聚氨酯微孔聚氨酯 弹性微孔聚氨酯是一种介于聚氨酯弹性体和泡沫塑料之间的弹性
37、微孔聚氨酯是一种介于聚氨酯弹性体和泡沫塑料之间的材料。与普通泡沫塑料相比，它具有较高的密度，较高的弹材料。与普通泡沫塑料相比，它具有较高的密度，较高的弹性和强度，可称之为微孔聚氨酯弹性体；但它又是一种中高性和强度，可称之为微孔聚氨酯弹性体；但它又是一种中高密度的半硬质的泡沫塑料，可称为微孔聚氨酯泡沫塑料。微密度的半硬质的泡沫塑料，可称为微孔聚氨酯泡沫塑料。微孔泡沫可制成整皮制品。一般应用于制鞋工业及汽车工业。孔泡沫可制成整皮制品。一般应用于制鞋工业及汽车工业。QUST College of Polymer Science and Engineering汽车仪表盘和方向盘汽车仪表盘和方向盘QUS
38、T College of Polymer Science and Engineering微发泡轮胎微发泡轮胎QUST College of Polymer Science and EngineeringPU鞋底鞋底轮胎支撑体轮胎支撑体QUST College of Polymer Science and Engineering机械减震器机械减震器QUST College of Polymer Science and Engineering四四.海绵橡胶的性能海绵橡胶的性能n不能采用一般橡胶制品的物理机械性能来表不能采用一般橡胶制品的物理机械性能来表征其质量。征其质量。n常用的检测项目：硬度、弹
39、性、视密度以及常用的检测项目：硬度、弹性、视密度以及孔径的大小和孔数等。孔径的大小和孔数等。QUST College of Polymer Science and Engineeringn采用海绵橡胶硬度计（如德国采用海绵橡胶硬度计（如德国Zwick型）测量一定压力作型）测量一定压力作用下圆柱体沉入试样的深度，按下式计算：用下圆柱体沉入试样的深度，按下式计算：式中式中 H硬度，硬度，N/cm3;P作用于试样的压力，作用于试样的压力，N（P=49N）；）；S圆柱体的底面积，圆柱体的底面积，cm2(S=1 cm2);h圆柱体的下沉量，圆柱体的下沉量，cm。ShPH 1.硬度硬度QUST Colle
40、ge of Polymer Science and Engineeringn用外力将圆柱体压入试样，观察除掉外力后试样变形恢用外力将圆柱体压入试样，观察除掉外力后试样变形恢复的程度。复的程度。n具体方法具体方法：分别测量：分别测量49N压压30s和除掉外力后和除掉外力后30s60s硬硬度计上圆柱体沉入试样的深度度计上圆柱体沉入试样的深度h1和和h2，按下式计算结果：，按下式计算结果：海绵橡胶的弹性，海绵橡胶的弹性，%；h1 在负荷压力下圆柱体沉入试样的深度，在负荷压力下圆柱体沉入试样的深度，mm；h2 除掉负荷压力后圆柱体沉入试样的深度，除掉负荷压力后圆柱体沉入试样的深度，mm。同一试样，测三
41、点，取平均值同一试样，测三点，取平均值%100121hhh2.弹性弹性QUST College of Polymer Science and Engineeringn表观密度，采用规格为表观密度，采用规格为20mm20mm2mm的的试样，用精度为试样，用精度为0.0001g的天平称量，按下式计的天平称量，按下式计算视密度：算视密度：式中式中a 视密度，视密度，g/cm3；W 试样在空气中的质量，试样在空气中的质量，g；V 试样的体积，试样的体积，cm3。VWa3.视密度视密度QUST College of Polymer Science and Engineering五五.配方举例配方举例成分
42、成分用量用量成分成分用量用量成分成分用量用量NR100S2CaCO315TMTD3水杨酸水杨酸1.5白炭黑白炭黑30ZnO5凡士林凡士林15颜料颜料适量适量Sa3白油膏白油膏30发泡剂发泡剂H4.5MB1MgCO315乒乓球拍用橡胶海绵配方乒乓球拍用橡胶海绵配方QUST College of Polymer Science and Engineering6.2 黏合体系黏合体系 一一.关于粘合的几个概念关于粘合的几个概念n增粘剂增粘剂：用于制品成型操作，提高未硫化胶之间：用于制品成型操作，提高未硫化胶之间粘合性。粘合性。n胶粘剂胶粘剂：连接制件，通过热硫化完成粘合。：连接制件，通过热硫化完成粘
43、合。n直接粘合剂：直接粘合剂：直接配入胶料中，在硫化时使被粘直接配入胶料中，在硫化时使被粘表面之间产生化学键合或强烈的物理吸附，形成表面之间产生化学键合或强烈的物理吸附，形成牢固界面层，主要用于含骨架材料的复合制品如牢固界面层，主要用于含骨架材料的复合制品如轮胎、管、带、油封等。轮胎、管、带、油封等。QUST College of Polymer Science and Engineering黏合剂的分类黏合剂的分类黏合剂黏合剂胶黏剂胶黏剂直接黏合剂直接黏合剂增黏剂增黏剂天然树脂天然树脂：松香树脂、萜烯树脂、妥尔油：松香树脂、萜烯树脂、妥尔油合成树脂合成树脂：烷基酚醛树脂、石油树脂、其它树脂：
44、烷基酚醛树脂、石油树脂、其它树脂间甲白体系间甲白体系：黏合剂：黏合剂HTM、HMMM、RA、RS、R-80钴盐体系钴盐体系：环烷酸钴、硬脂酸钴、乙酸钴、硼酰化钴：环烷酸钴、硬脂酸钴、乙酸钴、硼酰化钴其它体系其它体系：三嗪体系：三嗪体系树脂型树脂型：环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯等：环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯等橡胶型橡胶型：氯丁胶、丁腈胶、改性天然胶、：氯丁胶、丁腈胶、改性天然胶、CSM、PU、T等。等。混合型混合型：橡胶：橡胶-橡胶、橡胶橡胶、橡胶-树脂、树脂树脂、树脂-树脂树脂其它型其它型：偶联剂体系（：偶联剂体系（Chemlock）、多异氰酸酯）、多
45、异氰酸酯QUST College of Polymer Science and Engineering（1）机械理论）机械理论:纯机械啮合或镶嵌作用。纯机械啮合或镶嵌作用。（2）吸附理论）吸附理论:粘合剂和被粘物分子间的次价力。粘合剂和被粘物分子间的次价力。（3）静电理论）静电理论：把粘合界面看成一个电容器。：把粘合界面看成一个电容器。（4）扩散理论）扩散理论：互粘和自粘。：互粘和自粘。（5）化学键理论）化学键理论：化学键结合：化学键结合 二、粘合理论二、粘合理论QUST College of Polymer Science and Engineering三、常用的黏合方法三、常用的黏合方法
46、1、增黏剂的应用、增黏剂的应用 2、橡胶胶黏剂、橡胶胶黏剂 3、直接黏合体系、直接黏合体系 4、纤维浸胶法、纤维浸胶法 5、镀黄铜法和硬质胶法、镀黄铜法和硬质胶法QUST College of Polymer Science and Engineering 1、增黏剂的应用增黏剂的应用n传统方法：涂刷汽油或胶浆。传统方法：涂刷汽油或胶浆。n缺点：污染环境，产品质量不稳定。缺点：污染环境，产品质量不稳定。n合成类的增黏作用高于天然类的。合成类的增黏作用高于天然类的。n常用品种：烷基酚醛树脂常用品种：烷基酚醛树脂-酚羟基间的酚羟基间的强氢键作用。强氢键作用。QUST College of Poly
47、mer Science and Engineering2、橡胶胶黏剂、橡胶胶黏剂n有单组分和双组分。有单组分和双组分。n黏合机理：吸附理论、静电理论、扩散理论。黏合机理：吸附理论、静电理论、扩散理论。n应用：用于两个固相表面间的黏接。应用：用于两个固相表面间的黏接。n可以采用喷、涂、贴等工艺完成。可以采用喷、涂、贴等工艺完成。QUST College of Polymer Science and Engineering3、直接黏合体系、直接黏合体系n将黏合助剂直接加入到胶料中，通过硫化使界将黏合助剂直接加入到胶料中，通过硫化使界面产生键和而实现黏合的方法。面产生键和而实现黏合的方法。间甲白直黏
48、体系间甲白直黏体系有机钴盐体系有机钴盐体系间甲白间甲白/有机钴盐并用体系有机钴盐并用体系间甲白间甲白/有机钴盐有机钴盐/过硫化稳定剂过硫化稳定剂HTS间甲白间甲白/有机钴盐有机钴盐/后硫化稳定剂后硫化稳定剂/Si-69有机钴盐有机钴盐/白炭黑白炭黑三嗪体系三嗪体系QUST College of Polymer Science and Engineering间甲白直黏体系间甲白直黏体系n甲醛给予体甲醛给予体六亚甲基四胺（六亚甲基四胺（HMT）或）或亚甲基给亚甲基给予体予体（HMMM）、单体间苯二酚或树脂型）、单体间苯二酚或树脂型间苯间苯二酚给予体二酚给予体和和白炭黑白炭黑组成的三组份黏合体系组成
49、的三组份黏合体系HRH体系。体系。n适于人造丝、尼龙、维尼龙、聚酯纺织物及镀适于人造丝、尼龙、维尼龙、聚酯纺织物及镀黄铜、镀锌或未镀钢丝帘线等骨架材料。黄铜、镀锌或未镀钢丝帘线等骨架材料。n典型组成：间苯二酚或给予体典型组成：间苯二酚或给予体 2.53.8份份 HMT或亚甲基给予体或亚甲基给予体1.52.5份份 白炭黑白炭黑15份份QUST College of Polymer Science and Engineering钴盐促进黏合体系钴盐促进黏合体系n有机钴盐如环烷酸钴、硬脂酸钴有机钴盐如环烷酸钴、硬脂酸钴、松香酸钴、松香酸钴、乙酸钴、硼酰化钴能促进乙酸钴、硼酰化钴能促进NR、BR等橡胶
50、与黄等橡胶与黄铜或钢丝帘线的黏合。铜或钢丝帘线的黏合。n促进剂选用迟效性的，如促进剂选用迟效性的，如DCBS（DZ）。）。QUST College of Polymer Science and Engineering三嗪体系三嗪体系n20世纪世纪70年代发展的新型单组分直黏体系。年代发展的新型单组分直黏体系。n比钴盐耐热、比间甲白简单，耐屈挠龟裂性好。比钴盐耐热、比间甲白简单，耐屈挠龟裂性好。n可用于可用于NR、NBR、IR、EPDM等橡胶与镀黄铜等橡胶与镀黄铜的各种金属、的各种金属、45号钢及聚酯和尼龙的黏合。也可号钢及聚酯和尼龙的黏合。也可用于轮胎、输送带、胶管、胶辊、护舷、减震器用于轮胎
