碳酸钙对EVA和再生PE料的影响 

2011-12-05 08:26 发布

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EVA是一类具有橡胶弹性的热塑性塑料,因含有醋酸乙烯的弱极性基因,用它制作发泡材料,不但具有优良的加工性能,制品还具有良好的弹性以及耐老化、耐化学腐蚀性。此外,边角料也能回收利用,所以,EVA广泛用于座垫、发泡地板、救生材料,特别是鞋材居首位。  

    本文以EVA和再生PE料作为基材,对三种不同粒径的碳酸钙对EVA/再生PE料发泡性能的影响进行探讨研究,并从填料粒子的粒径、粒子大小分布及聚集形态等方面进行了分析。  

    1 实验部分  

    1.1 主要原材料  

    聚合物:EVA(VA含量15%-18%),再生PE、黑色母料,均为工业级;  

    填料:400目、800目和2500目重质碳酸钙,东莞立泰化工原材料公司提供;  

    其他配合剂:发泡剂H(N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺),工业级;  

    助发泡剂:水杨酸,工业级;  

    交联剂:DCP(过氧化二异丙苯),工业级。  

    1.2 发泡的基本配方  

    EVA,100份;再生PE,50份;黑色母料,50份;发泡剂,7份;助发泡剂,3份;交联剂,2份/调整;填料,变量。  

    1.3 工艺操作流程  

    1.3.1 炼胶工艺  

    在6〃开放式电加热炼胶机上进行,温度120±10℃,加料顺序:EVA/再生PE、黑色母料 助发  泡剂 填料 交联剂 发泡剂 捏捏均匀,出片。  

    1.3.2 发泡条件  

    温度165±5℃,压力14Mpa-15Mpa。  

    1.4 实验仪器及设备  

    开放式电加热炼胶机,XKR-160R,广东湛江机械厂;硫化仪,LH-2型,上海橡胶机械一厂;25吨平板硫化机,XQLB-350×350,上海第一橡胶机械厂;硬度计,XY-1型,上海化工机械四厂;粒度分布仪,Mastersizer 2000 Ver.2.00型,英国Malvern公司。  

    1.5 性能测试  

    1.5.1 发泡曲线  

    用LH-2型硫化仪测定。  

    1.5.2 体积膨胀率  

    用游标卡尺测定用发泡体出模体积与模具型腔体积之比(倍数)来表示。  

    1.5.3 硬度测定  

    参照GB571-76执行,取5点平均值表示。  

    1.5.4 表观密度  

    用单位体积发泡体的质量表示(g/cm3)  

    2 结果与讨论  

    实验用单因素变量法,对填充不同规格和用量碳酸钙的发泡体的硬度、体积膨胀率及表观密度进行了测定。

    2.1 不同规格和不同填充量碳酸钙对发泡体发泡曲线的影响  

    实验用50、80、100、120、150和180份(质量)不同规格碳酸钙进行填充发泡试验,发泡曲线以400目的为例。  

    在400目碳酸钙填充体系的发泡曲线看,随着时间的延长,交联程度的增加,不同填充量的发泡曲线都表现出扭矩增加的特点,差别在于填充量不同的发泡体,达到最大扭矩的数值不同,达到最大扭矩所需的发泡时间也各异。这表明,不同填充量对发泡效果的影响是明显的。当填充量为50份时,最大扭矩的数值较小,所需的发泡时间也短;当填充量加大至80、100和120份时,最大扭矩仍在不断增加,所需发泡时间也在不断延长;但是当填充量高至150份以上时,最大扭矩值反而明显下降了,150份对应的最大扭矩值降至80~100份对应的水平,而填充量高至180份时对应的最大扭矩值比填充50份的还低,发泡时间也更短。800目和2500目碳酸钙的发泡曲线也表现出类似特性。不同填充量发泡曲线出现的这种现象是颇值得引起注意的。  

    2.2 不同规格和用量碳酸钙对发泡体硬度的影响  

    从实验可以看出,三种规格碳酸钙都表现出随填充量增加,发泡体硬度先升高而后下降的规律,都有硬度峰值,且峰值大小不同。细粒子的峰值较高。这说明,三种规格碳酸钙粒子对发泡体硬度的贡献各不相同。粒子越粗,达到硬度峰值所需的填充量越多;粒子越细,达到硬度峰值所需的填充量越小。在峰值之前,细粒子对硬度的贡献明显优于粗粒子,在峰值以后,粒子越细,硬度下降比粗粒子的更加明显。  

    2.3 不同规格和用量碳酸钙对发泡体表观密度和体积膨胀倍数  

    用量/份   400目     800目    2500目  

    ρ/g.cm-3 体积膨胀率/倍 ρ/g.cm-3 体积膨胀率/倍 ρ/g.cm-3 体积膨胀率/倍  

    50    0.130  7.5 0.148   6.71 0.135  7.39  

    80    0.178 5.96 0.174 6.09 0.167 6.67  

    100    0.191 5.82 0.208 5.72 0.182 6.42  

    120    0.200 5.35 0.198 6.31 0.195 6.26  

    150    0.187 6.41 0.192 6.34 0.215 5.99  

    180    0.180 6.62 0.190 6.37 0.296 6.31  

    从表看出,三种规格碳酸钙填充发泡都获得了较高的体积膨胀率,在低填充量(50份)时体积膨胀率接近7,而在高填充(180份)时,仍高于6,表明粒子大小对发泡率的影响并不明显,同时也表明了高填充发泡的可能性。另外又看出,填充量大小对体积膨胀倍数有一定的影响规律,都表现出先下降而后回升的趋势;相反,发泡体的表观密度随填充量的增加表现出先下降而后回升的趋向,这与体积膨胀率的变化相对应。  

    2.4三种碳酸钙的粒子大小及分布  

    从前面的结果分析可知,三种规格碳酸钙对发泡性能的影响都明显表现出与填充量有较为密切的关系,而意料不到的是与粒子大小的关系并不显著。  

    3 结论  

    (1)发泡曲线表明,在一定填充范围内,发泡曲线的最大扭矩表现出随填充量增加而升高的现象,但在超过一定范围后,最大扭矩则反而降低了。  

    (2)发泡硬度表明,400目、800目和2500目碳酸钙的发泡体都表现出随填充量而增加,硬度先升高而后下降的规律,硬度有峰值,且粒子粗细不同,硬度的变化对填充量的依赖关系不同。  

    (3)发泡体的体积膨胀率变化表明,粒子粗细都可以获得较高的体积膨胀倍数,而且三种规格碳酸钙都有高填充(180份)、高发泡(发泡体积膨胀倍数大于等于6)的可行性。  

    (4)粒度大小及其分布可以说明填充量大小对发泡性能有较为明显的影响,而与粒子大小的关系不大。  
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