LDPE/EVA/SEBS发泡材料的研究

江南

SEBS是热塑性弹性体SBS的加氢产物，常称为氢化SBS。其主要特点是可塑性佳、低收缩性、高强韧度、耐候性佳、触感佳、产品雾面佳、高耐压缩性、高止滑性、高柔韧性和耐低温性。具有制程简单、无橡胶异味、易调色等优点，因脂肪族双键已饱和，具有耐天候、紫外线、氧、臭氧和热的特点，可用于加入各种橡胶/塑料之混炼品混合，或者用于各种热可塑性橡胶/塑料中作为耐冲击、止滑、耐磨、抗压缩、耐寒之改性材料。
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7 l# Q( I6 Q# h+ X  t) e; T6 g    泡沫塑料是以树脂为基础而内部具有无数微孔性气体的塑料制品，又称多孔性塑料。根据发泡方法不同，可分为物理发泡、化学发泡、机械发泡。采用不同的树脂和发泡方法，可制成性能各异的泡沫塑料。下面采用化学发泡法，研究了SEBS在泡沫塑料中的应用，并且讨论了不同组分量的变化对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响。
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    世界上各种品牌的运动鞋，其中底材料要求很轻而且性能优异。EVA及其共混物比PU更易制得较轻的运动鞋中底发泡材料。目前，全球各种品牌的运动鞋的中底材料绝大部分是用EVA及其与树脂、橡胶的共混物的发泡材料。

4 d' I1 I, `& N& \    LDPE/EVA发泡材料存在打滑，不耐穿刺和低温变硬等缺点，需要加入弹性体如NR、EPDM等，对其进行改性。同时加入弹性体也改善了LDPE/EVA的粘弹性，提高了材料的耐磨性和耐折性。与其他弹性体相比SEBS具有较好的耐热、柔韧性及良好的溶解性和共混性等特点。而且SEBS充油可以大幅降低成本。所以可以用SEBS代替NR、EPDM等弹性体，与LDPE/EVA共混发泡，制得价格更低廉，性能更优越的材料，以满足人们对材料性能的特殊需求。
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- ^8 N, }. N: |. {( r6 ]& Y# g' i    1 实验部分
) V0 l+ r/ J+ X$ }; Y% C/ [% L+ C
9 f: t  f* l, O! h    1.1 主要原料
. [) d7 Y+ }- i$ [: k/ Z
    SEBS：YH502，中国石化巴陵石油化工有限责任公司；低密度聚乙烯(LDPE)：Ⅱ2A，北京燕山石化公司；乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：7350M，台湾TAISOX公司；微细重质碳酸钙(CaCO3)：Pd-90，广东梅县特牌化工有限公司；发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)：工业级，宁夏日盛化工集团；交联剂过氧化二异丙苯(DCP)：化学纯，中国医药集团上海化学试剂公司；主促发泡剂氧化锌(ZnO)：分析纯，成都科龙化工试剂厂；助促发泡剂硬脂酸锌(ZnSt)：分析纯，成都科龙化工试剂厂。
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! g/ B* g& Z+ C+ j, ]8 h    1.2 仪器与设备

/ `" B3 p$ X1 z* C4 K2 @    挤出机：SHJ型同向双螺杆挤出机，南京杰恩特机电有限公司；平板硫化机：HPD-63(D)型0.63兆牛半自动压力成型机，上海西玛伟力橡塑机械有限公司；万能材料试验机：4302型，美国Instron公司；扫描电子显微镜：JSM-5900LV，日本电子株式会社；硬度计：LX-A型邵尔橡胶硬度计，上海六菱仪器厂。
  t. J# `" s# w1 \6 R
    1.3 性能测试

    密度：按GB/T6343-1995测试；拉伸强度和断裂伸长率：按GB/T6344-1996测试；撕裂强度：按GB/T10808-1989测试；硬度：按ASTM D2240-2005测试。
6 e% Z2 [- {7 ~' I
5 a2 L: X; z* l" t" L9 ?# G    1.4 工艺流程

    配料→双螺杆挤出→造粒→模压发泡成型→停放→制样测性能
4 d/ h3 {  K; q; D
    1.5 试验配方
4 w# z6 i* f; g9 @+ ~7 _
) x# }) f9 q8 O% y4 \7 e/ S    1.5.1 SEBS应用于LDPE/EVA发泡材料

* T. c4 _' x2 Q8 j1 ^" \5 P! R    LDPE70份，EVA30份，其他组分量固定，研究添加不同量的SEBS(充油100份)对LDPE/EVA发泡材料性能的影响，并确定SEBS添加量；在此添加量下，其他条件不变，改变SEBS的充油量，研究充油量变化对材料性能的影响。

    1.5.2 发泡剂、交联剂、CaCO3用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响
2 V8 W: J  Q& ~8 g7 a
) |+ R2 J0 I% P7 y- v2 G    LDPE、EVA、SEBS以及其他助剂不变，分别讨论了发泡剂、交联剂、CaCO3用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响。

    2 结果与讨论
2 [2 c) u2 m! j3 X/ O% v
: h3 T) O" |9 k    2.1 SEBS应用于LDPE/EVA发泡材料

    2.1.1 SEBS用量对LDPE/EVA发泡材料性能的影响

0 Q6 u- Q8 B3 E# Y9 M1 V7 x    SEBS具有与传统橡胶相同的弹性、回复性、强韧性与耐候性，与热塑性塑料一样容易加工成型的特性，且可以再回收使用等优点。而且它与其他的塑料原料具有极佳的兼容性，且由于SEBS可通过添加扩展油来调整材料软硬度，故可制得硬度范围广泛的发泡制品。SEBS因具有热可塑的特性，故发泡后的成型品亦可再进行二次定型以制得形状复杂的成品，且发泡成品可再回收利用。将SEBS加入LDPE/EVA发泡材料中，可以改善压缩变形、止滑性等。

    表1  SEBS用量对发泡材料性能的影响
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    Tab 1  Effect of SEBS content on property of foamed material

SEBS用量/份	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/% ' d) Q8 a% p- y  z* d  k	撕裂强度/kN·m-1 8 X" I, v/ b2 S  H% S4 E$ S	硬度(HA)
0	0.1252	1.464 * b" R) m" o7 n6 \5 {	190 - I2 H3 e/ U9 j  ?+ Q	6.230 3 W) C4 V# u5 Q0 {% ^$ K	42 8 s+ [) N( N3 D9 Z* v
5 9 ]$ G( y1 L4 z0 _* r& F	0.1244 : s5 F+ @( O5 a$ g3 t	1.401	219 5 E" m; W* \3 B- E	6.030 : t/ \7 ]& q) `$ O; u	40 8 b& q5 @9 C+ ?7 E6 D. Z
10	0.1253	1.330	234 0 f  P. G% p1 f% p9 ?, o! Q	6.608 ! n% w8 b% Q( h8 U	39 5 h! G( S: b! G3 {! s8 g' W! N
15	0.1203	1.289	263	6.072 + e* \# c- p' N: _8 D% h	32 $ S- w+ h9 P/ {2 P9 [. F
20	0.1289 8 k& i* r' {4 s. Z	1.211 / b6 y3 K6 D  l% |	280 . E* A+ l' P# s- r4 b# Z- w( w	6.282 0 L' r7 a5 N+ S& V5 d0 Q	32
25	0.1230 / A# e3 T& G* N( d	1.137	299 % V" \4 ]% O0 u' K# y1 O	6.340	30 / ?& o6 [& g' a5 T" h3 G) @

   SEBS用量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表1。从表1可知，随着SEBS用量的增加，发泡材料密度基本不变，拉伸强度、硬度均呈下降趋势，撕裂强度基本不变，断裂伸长率提高明显。

$ W4 Q/ V  R7 O  b    SEBS与LDPE以及EVA相容性很好，易在体系中形成分散相。SEBS加入LDPE/EVA体系中，用双螺杆混炼后造粒，然后注塑制样，在液氮中淬断后用溶剂将脆性断面SEBS相区刻蚀掉，通过扫描电子显微镜(SEM)观察表面形貌，图片见图1(略)。从图1中可以看到，黑色孔洞区域是刻蚀掉的SEBS相区，SEBS相区分散十分均匀。SBES分子链中有橡胶段，有很好的弹性，由于均匀分散于LDPE/EVA体系中，可以降低分子链之间的作用力，起到增塑作用，此时可认为SEBS是一种高分子增塑剂；因此，在LDPE/EVA发泡体系中，加入SEBS，发泡材料拉伸强度下降，撕裂强度没有大的变化，而断裂伸长率升高，硬度下降。SEBS加入LDPE/EVA发泡体系中，会使材料柔软性变好。而由于SEBS中有塑料硬段，分散于弹性体连续相中，起到物理交联点的作用，所以，拉伸强度下降不是很剧烈，撕裂强度基本不变。
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    2.1.2 SEBS充油量对LDPE/EVA发泡材料性能的影响

    表2  SEBS充油量对发泡材料性能的影响

6 D+ |& \8 s' n- a    Tab 2  Effect of extender oil content of SEBS on property of foamed material

SEBS充油量/份 # m2 H2 ^6 y% |8 J# `/ t	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa 2 v1 T% S9 u- r# t3 N	断裂伸长率/% ! u( s! Y# Y  ?% @! l	撕裂强度/kN·m-1 ! v+ ?8 v1 j% b* E: K	硬度(HA)
50 8 w0 T% o) P  d* V3 |2 X1 x	0.1275	1.403	305 6 T. Q+ u  h, `) d$ h	7.437	37
100 ! c  P! e) c5 K6 C0 T/ `8 {	0.1230	1.211 2 C0 h/ i  w; t! d! p5 b: O, H$ T	299 3 H& D( N9 r$ ~8 P# W8 R	7.244	33 6 y. Q. V1 u- ^- r
150	0.1241 . X% I) H+ h: U* `' @8 P0 P' s8 g	1.250	332	6.527	27
200 , g4 g( H" M9 ^6 E5 ~4 ~	0.1223 # R* Z% ?! b8 i. f! g	1.100 ; p8 k. Z) B( l& C) y	328	6.853	25 ( i( U6 {2 z- q
250	0.1211	0.810 # W2 ]3 m" ?* b5 \	333	6.989	15 6 O4 Q! b1 J. @

8 \% [2 Q( L6 X    SEBS充油量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表2。从表2可知，随着SEBS充油量的增加，发泡材料密度有所降低，拉伸强度、撕裂强度降低，断裂伸长率变化不大，硬度下降明显。在SEBS中加入填充油可以减少大分子间的作用力，增大混合物料的柔软性和流动性，提高混合物料的弹性。所以，随着充油量的增加，硬度下降。
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7 l0 n' h7 K  r2 z( w    2.2 发泡剂、交联剂、CaCO3用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响
/ V7 v; e, K# q& \( u
    2.2.1 发泡剂用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响
6 O- {' W8 [: i' D7 w
    表3  发泡剂用量对发泡材料性能的影响
+ L( U% K- N( O- c1 ?: q5 A
/ t, O0 {0 B4 x( Q5 p% S    Tab 3  Effect of foaming agent content on property of foamed material

发泡剂用量/份	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/% 0 N" o7 c" _0 `: T9 V4 i	撕裂强度/kN·m-1	硬度(HA)
2 ( A- ]8 G+ W& w2 p. v7 m1 G	0.1971	1.781	320 9 X, \. e8 t: f	10.36 5 T, `5 g* }/ P5 h* w, v9 Y	50
3	0.1230 + o& U5 C8 l1 f7 k3 ?" y9 H6 \	1.137 $ t, b" q+ m% v8 ^9 D	299	7.244 & Q; G* P) N* B! Z4 T& c5 G  i	37 - W3 A/ k! v1 N; x( l0 ^
4 ) S8 v( O  s2 A1 F3 f* O( K* E	0.1050 * f. O/ q; k) ?+ ?	0.955	245	5.791 - P9 d  M+ ^5 ]0 O9 L, V. w  G4 l	30
5	O.0948	0.893	203 $ X& O4 \3 T) m' i& ?! D+ h	5.471	26 4 t4 J" S! \* X" s/ P
6	0.0784 ; H  k$ `" k: d$ w- W7 x! a	0.730 5 X5 H; Y1 q5 h" T: _  @. {	145	4.979 / V- ~6 p& f% ]4 c	23 3 c# b4 v3 M% b, `

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( {- v2 d: h9 X  Q+ x6 z    AC发气量大，价格便宜，分解物无毒、无臭、不污染，适合于PK、EVA、PP、PVC、ABS树脂等的常压、加压发泡，是广泛使用的化学发泡剂。密度低是发泡材料的一项重要性能要求。发泡剂用量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表3。从表3可知，随着发泡剂用量的增加，发泡材料密度明显降低，拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、硬度均呈下降趋势。
2 J3 M5 }# {  G/ ~3 ^
! ^) N% u9 v$ q0 Q, `    发泡剂分解产生气体，气体膨胀，使泡体体积变大，密度降低。在其他条件固定下，随着发泡剂份数增加，这种效应更强化，密度就会随之降低。值得一提的是，相对于EPDM等其他橡胶，用SEBS改性LDPE/EVA发泡材料，在同样发泡剂添加量情况下，硬度要低很多。

" E! a2 M& i1 |7 I) _/ W* S    2.2.2 交联剂用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响
) W' H/ {6 ^9 v! o
    表4  交联剂用量对发泡材料性能的影响

! Q4 g" G' a  R% ^9 r. t, Z    Tab 4  Effect of crosslinking agent content on property of foamed material

交联剂用量/份	密度/g·cm-3 9 ?* e3 f% H* X+ ^; D8 \4 m# B	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	撕裂强度/kN·m-1	硬度(HA) ; u6 @/ y/ K) G" T
1.00 . O# f# t4 \, d9 c6 n$ Y	0.1374	1.512	299.8 8 N) s3 u- ?. ^/ G+ a+ Q	7.244 6 I/ f. S$ r+ Q% g' \	37
1.25 # I3 x0 [9 H. k# {	0.1431	1.797 ! `: j) T+ i8 S/ F/ f- R) J. B	278.8	8.099 6 M$ g8 I7 {- ~$ U	38 * b: f3 f( _: t. _2 r
1.50 0 L# A$ k1 Q) z	0.1450	1.657	228.1 8 ]# K1 }4 J% ^6 d" s	8.801 " L4 v$ ~. N  @1 j7 Q  W- ~: o4 Z* R	39 4 @4 T' X& t2 @4 D+ W( u* f
1.75	0.1480 $ r- B# Y& g4 L6 @& e	1.787	212.8	10.13	39
2.00 + m4 w6 ~5 c" `8 A	0.1560 1 c7 v. y" T+ W: w5 E	1.813 & ~) S8 f: {& Z4 A9 ~6 f	224.9 ) ^: w* [- W/ o% p2 g, G4 T2 t+ g7 L	10.53 6 O" l; U2 L: y, G	42

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) [' M8 Q/ I0 N) R6 s. H7 _: ]* t   
    SEBS是热塑性弹性体SBS的加氢产物，常称为氢化SBS。其主要特点是可塑性佳、低收缩性、高强韧度、耐候性佳、触感佳、产品雾面佳、高耐压缩性、高止滑性、高柔韧性和耐低温性。具有制程简单、无橡胶异味、易调色等优点，因脂肪族双键已饱和，具有耐天候、紫外线、氧、臭氧和热的特点，可用于加入各种橡胶/塑料之混炼品混合，或者用于各种热可塑性橡胶/塑料中作为耐冲击、止滑、耐磨、抗压缩、耐寒之改性材料。

) {$ y4 X2 o: `, i+ {& H% P    泡沫塑料是以树脂为基础而内部具有无数微孔性气体的塑料制品，又称多孔性塑料。根据发泡方法不同，可分为物理发泡、化学发泡、机械发泡。采用不同的树脂和发泡方法，可制成性能各异的泡沫塑料。下面采用化学发泡法，研究了SEBS在泡沫塑料中的应用，并且讨论了不同组分量的变化对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响。
- M9 |" ?  Y# ?4 O/ J
5 T+ ^) @4 q+ j# J2 U    世界上各种品牌的运动鞋，其中底材料要求很轻而且性能优异。EVA及其共混物比PU更易制得较轻的运动鞋中底发泡材料。目前，全球各种品牌的运动鞋的中底材料绝大部分是用EVA及其与树脂、橡胶的共混物的发泡材料。
( V. L1 d5 h5 I: l% x" a
; ]& i; P7 ?8 Z    LDPE/EVA发泡材料存在打滑，不耐穿刺和低温变硬等缺点，需要加入弹性体如NR、EPDM等，对其进行改性。同时加入弹性体也改善了LDPE/EVA的粘弹性，提高了材料的耐磨性和耐折性。与其他弹性体相比SEBS具有较好的耐热、柔韧性及良好的溶解性和共混性等特点。而且SEBS充油可以大幅降低成本。所以可以用SEBS代替NR、EPDM等弹性体，与LDPE/EVA共混发泡，制得价格更低廉，性能更优越的材料，以满足人们对材料性能的特殊需求。

; B1 g7 ?0 E8 j* Z8 r: N- I$ f0 ]    1 实验部分

    1.1 主要原料
& Y" b( t: Z5 K2 d1 c4 k
: i& l( D9 x7 R& I- ]' L    SEBS：YH502，中国石化巴陵石油化工有限责任公司；低密度聚乙烯(LDPE)：Ⅱ2A，北京燕山石化公司；乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：7350M，台湾TAISOX公司；微细重质碳酸钙(CaCO3)：Pd-90，广东梅县特牌化工有限公司；发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)：工业级，宁夏日盛化工集团；交联剂过氧化二异丙苯(DCP)：化学纯，中国医药集团上海化学试剂公司；主促发泡剂氧化锌(ZnO)：分析纯，成都科龙化工试剂厂；助促发泡剂硬脂酸锌(ZnSt)：分析纯，成都科龙化工试剂厂。

: A. s. `! [) k: ]; _. h$ K$ c2 o    1.2 仪器与设备

    挤出机：SHJ型同向双螺杆挤出机，南京杰恩特机电有限公司；平板硫化机：HPD-63(D)型0.63兆牛半自动压力成型机，上海西玛伟力橡塑机械有限公司；万能材料试验机：4302型，美国Instron公司；扫描电子显微镜：JSM-5900LV，日本电子株式会社；硬度计：LX-A型邵尔橡胶硬度计，上海六菱仪器厂。
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. H7 S; L% n$ D. y    1.3 性能测试
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    密度：按GB/T6343-1995测试；拉伸强度和断裂伸长率：按GB/T6344-1996测试；撕裂强度：按GB/T10808-1989测试；硬度：按ASTM D2240-2005测试。

1 E( G. X. t  B* [6 P, l/ F8 n. W    1.4 工艺流程
$ P" Z/ L3 Y$ A9 s8 `1 B
    配料→双螺杆挤出→造粒→模压发泡成型→停放→制样测性能

0 s' e3 W$ L8 ?: a1 U8 k    1.5 试验配方

% |5 \5 f, S2 Q7 o# K1 v1 b    1.5.1 SEBS应用于LDPE/EVA发泡材料

* t( G6 r& Z' I4 P$ P    LDPE70份，EVA30份，其他组分量固定，研究添加不同量的SEBS(充油100份)对LDPE/EVA发泡材料性能的影响，并确定SEBS添加量；在此添加量下，其他条件不变，改变SEBS的充油量，研究充油量变化对材料性能的影响。

    1.5.2 发泡剂、交联剂、CaCO3用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响

    LDPE、EVA、SEBS以及其他助剂不变，分别讨论了发泡剂、交联剂、CaCO3用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响。

    2 结果与讨论
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    2.1 SEBS应用于LDPE/EVA发泡材料

    2.1.1 SEBS用量对LDPE/EVA发泡材料性能的影响
5 F/ U9 D3 k3 X3 y" S4 X
% I: ~  V& S4 H- h2 N' d+ {    SEBS具有与传统橡胶相同的弹性、回复性、强韧性与耐候性，与热塑性塑料一样容易加工成型的特性，且可以再回收使用等优点。而且它与其他的塑料原料具有极佳的兼容性，且由于SEBS可通过添加扩展油来调整材料软硬度，故可制得硬度范围广泛的发泡制品。SEBS因具有热可塑的特性，故发泡后的成型品亦可再进行二次定型以制得形状复杂的成品，且发泡成品可再回收利用。将SEBS加入LDPE/EVA发泡材料中，可以改善压缩变形、止滑性等。

    表1  SEBS用量对发泡材料性能的影响
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SEBS用量/份	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	撕裂强度/kN·m-1	硬度(HA)
0	0.1252	1.464	190	6.230	42
5	0.1244	1.401	219	6.030	40
10	0.1253	1.330	234	6.608	39
15	0.1203	1.289	263	6.072	32
20	0.1289	1.211	280	6.282	32
25	0.1230	1.137	299	6.340	30

0 K1 m+ r5 N& t' F* ]  e    SEBS用量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表1。从表1可知，随着SEBS用量的增加，发泡材料密度基本不变，拉伸强度、硬度均呈下降趋势，撕裂强度基本不变，断裂伸长率提高明显。
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+ T! _0 ^% n. z7 [    SEBS与LDPE以及EVA相容性很好，易在体系中形成分散相。SEBS加入LDPE/EVA体系中，用双螺杆混炼后造粒，然后注塑制样，在液氮中淬断后用溶剂将脆性断面SEBS相区刻蚀掉，通过扫描电子显微镜(SEM)观察表面形貌，图片见图1(略)。从图1中可以看到，黑色孔洞区域是刻蚀掉的SEBS相区，SEBS相区分散十分均匀。SBES分子链中有橡胶段，有很好的弹性，由于均匀分散于LDPE/EVA体系中，可以降低分子链之间的作用力，起到增塑作用，此时可认为SEBS是一种高分子增塑剂；因此，在LDPE/EVA发泡体系中，加入SEBS，发泡材料拉伸强度下降，撕裂强度没有大的变化，而断裂伸长率升高，硬度下降。SEBS加入LDPE/EVA发泡体系中，会使材料柔软性变好。而由于SEBS中有塑料硬段，分散于弹性体连续相中，起到物理交联点的作用，所以，拉伸强度下降不是很剧烈，撕裂强度基本不变。

    2.1.2 SEBS充油量对LDPE/EVA发泡材料性能的影响
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. i( R9 |, T% R' L$ ]6 t* [    表2  SEBS充油量对发泡材料性能的影响
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    Tab 2  Effect of extender oil content of SEBS on property of foamed material
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SEBS充油量/份	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	撕裂强度/kN·m-1	硬度(HA)
50	0.1275	1.403	305	7.437	37
100	0.1230	1.211	299	7.244	33
150	0.1241	1.250	332	6.527	27
200	0.1223	1.100	328	6.853	25
250	0.1211	0.810	333	6.989	15

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( G3 Q6 ]/ M2 f4 B    SEBS充油量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表2。从表2可知，随着SEBS充油量的增加，发泡材料密度有所降低，拉伸强度、撕裂强度降低，断裂伸长率变化不大，硬度下降明显。在SEBS中加入填充油可以减少大分子间的作用力，增大混合物料的柔软性和流动性，提高混合物料的弹性。所以，随着充油量的增加，硬度下降。
2 l: P$ S0 u5 n" s6 w( W' ?- N. |
/ r6 n9 J$ F+ B- b( w( D# @4 B; o9 m$ ]    2.2 发泡剂、交联剂、CaCO3用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响
. V. j0 `! a" I7 j/ v+ d: g2 c, z4 N
7 p7 D4 L3 m& y( [6 P- f! m    2.2.1 发泡剂用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响

    表3  发泡剂用量对发泡材料性能的影响
- o* g. i5 E0 P6 m
/ M# I2 L, Q3 ?$ T9 G8 C    Tab 3  Effect of foaming agent content on property of foamed material
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发泡剂用量/份	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	撕裂强度/kN·m-1	硬度(HA)
2	0.1971	1.781	320	10.36	50
3	0.1230	1.137	299	7.244	37
4	0.1050	0.955	245	5.791	30
5	O.0948	0.893	203	5.471	26
6	0.0784	0.730	145	4.979	23

6 B1 l; O/ J$ ^; X    AC发气量大，价格便宜，分解物无毒、无臭、不污染，适合于PK、EVA、PP、PVC、ABS树脂等的常压、加压发泡，是广泛使用的化学发泡剂。密度低是发泡材料的一项重要性能要求。发泡剂用量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表3。从表3可知，随着发泡剂用量的增加，发泡材料密度明显降低，拉伸强度、撕裂强度、断裂伸长率、硬度均呈下降趋势。

7 P$ a1 n( c7 ^# V: f1 |    发泡剂分解产生气体，气体膨胀，使泡体体积变大，密度降低。在其他条件固定下，随着发泡剂份数增加，这种效应更强化，密度就会随之降低。值得一提的是，相对于EPDM等其他橡胶，用SEBS改性LDPE/EVA发泡材料，在同样发泡剂添加量情况下，硬度要低很多。
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    2.2.2 交联剂用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响
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, N1 x8 M: H' c    表4  交联剂用量对发泡材料性能的影响

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交联剂用量/份	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/%	撕裂强度/kN·m-1	硬度(HA)
1.00	0.1374	1.512	299.8	7.244	37
1.25	0.1431	1.797	278.8	8.099	38
1.50	0.1450	1.657	228.1	8.801	39
1.75	0.1480	1.787	212.8	10.13	39
2.00	0.1560	1.813	224.9	10.53	42

* }; X! I7 J* R    交联剂用量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表4。从表4可知，随着交联剂用量的增加，发泡材料密度上升，拉伸强度、撕裂强度上升，断裂伸长率下降，硬度有轻微上升。
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: r/ {3 @. `$ p! G, O' y& Z# ^    交联剂分解使树脂分子链之间产生网状结构，使得泡体更加紧密，密度增大。随着交联剂份数增加，这种效应更强化，密度就会随之增大。由于树脂分子链之间产生这种网状结构，使得泡体更加紧密，从而使得材料拉伸强度、撕裂强度上升，尤其撕裂强度上升明显，当然这种网状结构也限制了分子链的之间的相对运动，使材料显得僵硬些，使材料断裂伸长率下降，硬度有轻微上升。
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    2.2.3 CaCO3用量对LDPE/EVA/SEBS发泡材料性能的影响
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    表5  CaCO3用量对发泡材料性能的影响
( y; |9 z4 }6 E% F
8 w, h2 p5 L9 Q. j9 O# W    Tab 5  Effect of CaCO3 content on property of foamed material

CaCO3用量/份	密度/g·cm-3	拉伸强度/MPa 0 ~5 ~1 l# J# {6 ^  R	断裂伸长率/% 5 N" W% n) u$ [/ R	撕裂强度/kN·m-1 # ?) g9 |$ G5 s2 X	硬度(HA) ; K! m4 c" n$ N: \! X9 z9 O+ f
20 & L+ V/ \3 N( O& l$ r9 D- p	0.1231 - [3 t$ `+ z) {	1.387 7 ?/ O/ W  |2 Z. |- G: P	299.8	7.244 ' v7 v8 c. L7 U5 K8 H  {6 ~8 Z% `	32
30	0.1270	1.418 / G5 k  q, ?# A6 O7 Y+ W! t	293.1	7.201 * a8 Y  m/ M2 N* M# d# L0 L	33 # R3 u5 I$ v" N7 u* g8 H
40 : s6 p2 h2 Y2 {; Q( F	0.1382 $ g" b! P3 i" t  ?2 p	1.402	212.3 ) t2 d+ E- ~& i; [	8.126	34 3 D) d) y6 i6 d" S! `' m7 H. t" V
50	0.1444	1.438	205.7	8.494	33 * n3 ?* Q; A& M$ x& u; l1 ]' k
60	O.1521 . z3 [1 ?( S" F% O8 {0 \	1.457 / a  q: m5 p5 c	200.1 6 a) S9 \% u7 Y' O	8.790 % u7 F6 E; A% k7 Q: M( {	35

    CaCO3用量对发泡材料密度以及力学性能的影响见表5。从表5可知，随着CaCO3用量的增加，发泡材料密度上升，拉伸强度呈轻微上升趋势，撕裂强度上升，断裂伸长率下降，硬度无明显变化。拉伸强度呈轻微上升趋势，撕裂强度上升，这是因为填充CaCO3时，少量的CaCO3颗粒可以分散到泡孔间的孔隙中，起到补强作用。而且CaCO3在发泡的过程中可能起到泡核的作用。图2(略)是材料发泡前，在液氮环境下淬断，通过扫描电子显微镜(SEM)观察表面形貌，从而观察CaCO3的分散情况。从图中可以看到，CaCO3(图中白色小点)分散很均匀。这对材料发泡后泡孔的均匀性有非常良好的影响。

    图3是材料发泡后，通过SEM观察表面形貌，从而观察材料的泡孔结构，相对于其密度(0.1231g/cm3)来说，材料的泡孔是比较均匀的。

    3 结论
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    ])在LDPE/EVA共混体系中，SEBS相区分散十分均匀，在LDPE/EVA发泡体系中，加入SEBS，发泡材料的拉伸强度下降，撕裂强度没有大的变化，而断裂伸长率升高，硬度下降。SEBS加入LDPE/EVA发泡体系中，会使材料柔软性变好。

    2)SEBS中加入填充油可以减少大分子间的作用力，增大混合物料的柔软性和流动性，提高混合物料的弹性。所以，随着充油量的增加，硬度下降。
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1 @, h& N" I) F6 z# @: R3 Q    3)相对于EPDM等其他橡胶，用SEBS改性LDPE/EVA发泡材料，在同样发泡剂添加量的情况下，硬度要低很多。

  e% b6 {' ~& n: N    4)随着交联剂用量的增加，发泡材料密度上升，拉伸强度、撕裂强度上升，断裂伸长率下降，硬度有轻微上升。

    5)随着CaCO3用量的增加，发泡材料密度上升，拉伸强度呈轻微上升趋势，撕裂强度上升，断裂伸长率下降，硬度无明显变化。

离锦

好东西学习了谢谢额，可惜数据表没看到LZ继续额。

FEIZHAO

资料不错，楼主辛苦了。

peterptchu2002

感谢LZ了！满好的资料！

denjinlin

资料不错！谢谢楼主分享

hanchq

好资料，学习了！