铝代硅酸盐微细粒子<br/>——弹性体的疏松度调节剂

铝代硅酸盐微细粒子
——弹性体的疏松度调节剂

2014-04-14赵志正编译

世界橡胶工业 2014年11期

关键词：原子力吸湿性胶乳

赵志正编译

(西北橡胶塑料研究院, 陕西咸阳 712023)

铝代硅酸盐微细粒子
——弹性体的疏松度调节剂

赵志正编译

(西北橡胶塑料研究院, 陕西咸阳 712023)

文中研究了可作为隔热及防噪音材料使用的、含铝代硅酸盐微细粒子（ACM）的氯丁胶乳LD-75薄膜。由于ACM粒子表面起伏不平，这样就能够在胶乳材料中形成开口气孔以及闭口气孔。

铝代硅酸盐微细粒子；隔热材料；防噪音材料

近年来，人们对于聚合物产品的质量要求大大提高。提高安全性及使之轻量化已不是非常迫切的任务。为了使聚合物材料具备可靠的隔音性，材料结构并非呈简单的多孔状即可，而是要使开孔和闭孔的数量呈一定的比例。

文中的研究对象是氯丁胶乳LD-75，以及由cКИФ公司生产的铝代硅酸盐微细粒子（acМ）填充剂。胶乳的选定并非随心所欲。这时因为在同铝代硅酸盐微细粒子配合时，胶乳能起到阻燃剂的作用。

用这些组分制备了微孔材料试样。文中研究了铝代硅酸盐微细粒子对诸如材料拉断强度、相对伸长率、永久变形、致密度和疏松度这些性能的影响。

胶乳薄膜系依照原苏联标准ГOcТ24920中的规定，采用重新修复表面的方法加工而成。

按照ГOcТ270-75在《Zwick》拉伸试验机上对制得的试样进行了测试。试验用试样是从厚6.6～2.83 mm，宽度7～19 mm的薄膜上裁切下来的双面试片。薄膜厚度系用精密度可达小数点后两位数的厚度计测得。将试片固定在拉力试验机的夹具中，其工作部份的长度为25 mm，测定的拉伸强度fp的误差为1%。

试样疏松结构数量的确定，是按照试样在水中经抽真空处理后，其质量增加这一方法进行的。

先把1×1 cm大小、已称量过的试样放入干燥器内，再用瓷盘把试样压入水中，使之充分浸泡。然后将干燥器和喷水泵接通，在1.33 kPa的剩余压力下处理1 h。而后将试样拆卸下来，用滤纸将剩余的水分除去，并再次称量。

开孔的数量可依照下式进行计算。

式中：P1—抽真空前试样的质量，kg；ρ2—抽真空后试样的质量，kg；ρn—含微孔试样的致密度，kg/m3；ρм—比例相类似的整体试样的致密度，kg/m3；Pв——水的密度；kg/m3.

依照ГOcТ20869-75测定了吸湿度。

该方法的关键是测定水中试样的吸水量。

按照下式计算吸水率（Wm）。

式中：mо—浸入水中之前试样表面的质量，g；m1—浸入水中之后试样表面的质量，g。

吸水量的测量误差为0.2%。

试验结果列于表1、表2和图1。由图和表上的所示可知，随着填充剂（铝代硅酸盐细微粒子）含量的增加，试样的吸湿性提高，因此材料的疏松度亦随之增大，密度降低（见图2）。这是因为铝代硅酸盐是内部充满着空气的薄壁球形粒子。密度降低证明了试样具备了闭孔材料的性能。

表1 试样上开孔结构的数量

表2 含与不含铝代硅酸盐微细粒子（ACM）填充剂的氯丁胶乳LD-750的力学性能

从表2所列数据可知，拉伸强度系随着填充剂用量的增大而降低。在这种情况下，这并非是一大缺点。即便拉伸强度呈最低值（含50%铝代硅酸盐微细粒子），这对于制备高质量的材料已是绰绰有余。

为了弄清楚铝代硅酸盐微细粒子对材料性能的影响，曾用原子力显微镜对该粒子的结构进行了研究。使用的原子力显微镜的牌号为HТEGRa，该仪器由HТ-МДТ公司在2005年制造，它带有多个扫描器，可在70×70；10×10以及4×4 mμm的侧面上移动（沿x轴与y轴）。该仪器可以在高度（沿着z轴移动）为0.3～0.5 nm至3～5 mμm范围内工作。试验条件为半接触和全接触状态，且变换下列参数：悬臂梁摆动的幅度，探针进入试样的深度，反馈系数及扫描方向。