如何分析EPDM对VMQ硅橡胶泡沫发泡行为及力学性能的影响？

文|龙跃谭

编辑|龙跃谭

引 言

存在差异，使得它们在应用中存在一些局限性，针对这种情况，研究人员提出了将EPDM与VMQ硅橡胶混合应用的方法，以期能够综合两种橡胶材料的优点，达到更好的应用效果。

泡沫发泡是一种常用的制备多孔材料的方法，通过在橡胶材料中注入发泡剂并加热使其发泡，形成具有多孔结构的泡沫。

因此，探究EPDM与VMQ硅橡胶混合对泡沫发泡行为和力学性能的影响，对于混合应用的工业实践具有一定的意义。

本文采用双组分发泡剂制备EPDM与VMQ硅橡胶的混合泡沫，并对其力学性能进行测试，探究混合比例、发泡时间等因素对泡沫发泡和力学性能的影响，为未来的混合应用提供理论基础和实验参考。

因为存在差异，使得它们在应用中存在一些局限性，针对这种情况，研究人员提出了将EPDM与VMQ硅橡胶混合应用的方法，以期能够综合两种橡胶材料的优点，达到更好的应用效果。

泡沫发泡是一种常用的制备多孔材料的方法，通过在橡胶材料中注入发泡剂并加热使其发泡，形成具有多孔结构的泡沫。

因此，探究EPDM与VMQ硅橡胶混合对泡沫发泡行为和力学性能的影响，对于混合应用的工业实践具有一定的意义。

我们将采用双组分发泡剂制备EPDM与VMQ硅橡胶的混合泡沫，并对其力学性能进行测试，探究混合比例、发泡时间等因素对泡沫发泡和力学性能的影响，为未来的混合应用提供理论基础和实验参考。

①

实验设计

材料与设备是实验设计的重要组成部分，本文采用的材料包括EPDM橡胶、VMQ硅橡胶和双组分发泡剂，EPDM橡胶是一种具有优良耐老化、耐热性能和电绝缘性能的合成橡胶。

主要应用于汽车、建筑和电力等领域，VMQ硅橡胶是一种具有优异的耐高温、耐低温和耐氧化性能的橡胶，主要应用于航空、医疗和食品等领域。

双组分发泡剂是一种常用的泡沫发泡剂，具有发泡速度快、发泡量大等优点，可以在橡胶材料中形成具有多孔结构的泡沫。

实验所需的设备包括电子天平、搅拌机、发泡装置和力学性能测试仪等，电子天平用于称量橡胶材料和发泡剂的质量，保证实验精度，搅拌机用于将EPDM橡胶和VMQ硅橡胶与发泡剂混合均匀。

发泡装置用于在橡胶材料中注入发泡剂，并加热使其发泡，力学性能测试仪用于对泡沫样品进行拉伸、压缩等力学性能测试，包括强度、韧性、硬度等参数的测量。

以上材料与设备的使用，是为了保证实验的可靠性和精度，以便更加准确地探究EPDM与VMQ硅橡胶混合对泡沫发泡行为和力学性能的影响，为混合应用的工业实践提供理论基础和实验参考。

实验步骤和流程如下：

首先，根据不同的混合比例，将EPDM和VMQ硅橡胶按照一定的比例称量并放入搅拌机中，在混合过程中，添加适量的发泡剂进行搅拌混合，以保证混合均匀。

随后，将混合好的材料倒入预先准备好的模具中，将模具置于恒温水槽中进行加热处理。

在加热过程中，发泡剂开始作用，使得材料开始发泡膨胀，发泡时间视实验设计而定，通常为几分钟至十几分钟。

加热完成后，取出模具中的泡沫样品进行冷却，在冷却过程中，样品的孔隙结构会进一步稳定和形成，从而形成具有多孔结构的泡沫样品。

随后，对泡沫样品进行物理性能和力学性能测试，以评估其性能和应用价值。

为了保证实验的准确性和可靠性，每个实验步骤均需要严格按照实验设计要求进行操作，确保实验参数的稳定性和可重复性，在实验过程中，还需注意安全事项，如佩戴防护手套和眼镜等防护措施，以确保实验人员的安全。

在本次实验中，我们采用了双组分发泡剂制备EPDM与VMQ硅橡胶的混合泡沫，以探究混合比例、发泡时间等因素对泡沫发泡和力学性能的影响。

具体实验步骤如下：首先，我们按照不同的混合比例，将EPDM和VMQ硅橡胶称量后放入搅拌机中。

然后，我们加入适量的发泡剂进行混合，并对混合物进行30分钟的搅拌，以确保混合均匀。

混合均匀后，我们将混合材料放入模具中，并加热至发泡，在发泡过程中，我们观察并记录了泡沫的发泡速率、发泡高度和泡沫的外观等参数。

完成泡沫发泡后，我们对泡沫样品的物理性能和力学性能进行了测试。

其中，物理性能测试主要包括密度、吸水率和导热系数等指标的测定；力学性能测试主要包括拉伸强度、断裂伸长率和压缩强度等指标的测定。

在测试过程中，我们对不同参数的泡沫样品进行了对比分析，以探究混合比例、发泡时间等因素对泡沫样品的性能影响。

为了保证实验的可靠性和准确性，我们在实验过程中对各项参数进行了严格的控制和调节。

例如，在混合过程中，我们控制了混合比例、发泡剂用量、搅拌时间和搅拌速度等参数，以确保混合物的均匀性和稳定性。

在发泡过程中，我们控制了加热温度、加热时间和发泡剂用量等参数，以确保泡沫的质量和发泡效果。

在测试过程中，我们使用了精确的测量仪器和标准的测试方法，以确保测试数据的准确性和可靠性。

通过以上实验设计和参数设置，我们成功地完成了对EPDM与VMQ硅橡胶混合泡沫的制备和性能测试，并得到了一系列有意义的实验结果和结论。

②

结果与分析

泡沫发泡过程是指将发泡剂注入到橡胶材料中，在加热作用下产生气体的过程，在实验中，我们观察了EPDM和VMQ硅橡胶混合材料在加热过程中的泡沫发泡情况。

首先，将混合材料加入模具中，注入发泡剂后加热，可以看到在发泡剂作用下，材料中的气泡不断增多，并且逐渐膨胀。

在一定的发泡时间后，泡沫样品逐渐凝固，形成多孔的泡沫结构，通过对发泡过程的观察和记录，我们可以得到泡沫样品的发泡速率、发泡时间和泡沫结构的形态等信息。

此外，我们还可以通过对泡沫样品进行显微镜观察和扫描电镜观察等方法，对泡沫结构和形态进行进一步分析和表征，探究不同混合比例和发泡剂用量对泡沫结构和形态的影响。

通过这些分析和观察，可以为后续的力学性能测试提供更准确和可靠的数据基础，在混合材料经过泡沫发泡后，制备出来的泡沫样品需要进行物理性能测试，以评估其基本的物理性能表现，主要测试包括密度、吸水性和热稳定性。

首先，密度是评估泡沫样品轻重程度的重要参数。

它直接影响到材料的使用效果和应用场景，通常使用质量法或容积法来测定泡沫样品的密度。

其中，质量法是将已知质量的泡沫样品称重，通过计算密度的公式得到结果，容积法则是利用特定容器的体积测量泡沫样品的容积，从而计算出其密度。

其次，吸水性是衡量泡沫样品抗水性的重要指标，常用的测试方法是将泡沫样品浸入水中，一定时间后取出，并通过测量质量差异来计算吸水率，一般来说，吸水性能越低的泡沫样品具有更好的水密性和防潮性能。

最后，热稳定性是测试泡沫样品在高温下的表现，通常使用热重分析仪（TGA）来测试材料的热分解温度和热失重率等参数。

这些参数反映了泡沫样品在高温环境下的稳定性和耐热性能，对于高温环境下的应用具有重要意义。

泡沫样品的物理性能测试涉及到密度、吸水性和热稳定性等多个方面，这些指标能够对泡沫样品的性能表现进行评估，为混合应用提供重要的基础数据。

泡沫样品的力学性能是指在外力作用下，泡沫样品所表现出的物理性质和力学特性，通常通过拉伸试验、压缩试验、硬度测试等方式进行测试。

首先进行拉伸试验，测试样品的断裂强度和伸长率等参数，测试时，将样品夹于拉伸试验机上，施加拉伸力进行测试。

通过测试数据可以得出样品的最大拉伸力、伸长率、断裂强度等信息，以评估其拉伸性能。

其次进行压缩试验，测试样品的压缩强度和应变等参数，测试时，将样品夹于压缩试验机上，施加一定的压力进行测试，通过测试数据可以得出样品的压缩强度、应变等信息，以评估其压缩性能。

最后进行硬度测试，测试样品的硬度指数，硬度测试主要有 Shore A 硬度测试和 Shore D 硬度测试两种。

测试时，将硬度计贴于样品上进行测试，通过测试数据可以得出样品的硬度指数，以评估其硬度特性。

以上测试方法可以综合评估泡沫样品的力学性能，为其在实际应用中的性能表现提供依据，在测试过程中，需要注意测试条件的控制和数据的准确性，以保证测试结果的可靠性和准确性。