聚酰胺弹性体发泡材料制备及其收缩行为的研究
热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)是由刚性聚酰胺和柔性聚醚或聚酯交替嵌段聚合的一种高性能弹性体，具有优异的弹性性能和力学性能。聚酰胺6型弹性体发泡材料比乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)泡沫具有更好的耐久性、比热塑性聚氨酯弹性体(TPU)泡沫具有更高的回弹性、比聚酰胺12型弹性体泡沫(Pebax)具有更低的成本，因此在鞋类行业中有更广阔的应用前景。但聚酰胺6型弹性体实现国产化不久，目前存在发泡温区窄、发泡倍率低、尺寸稳定性差等缺点。本文从TPAE泡沫收缩问题的本质出发，通过改善自身材料性能、平衡发泡剂扩散、改变泡孔结构等方面来探究和优化TPAE材料及发泡性能。 (1)采用环氧类扩链剂KL-4370B及酸酐类扩链剂SMA-725与TPAE进行扩链反应，使用转矩流变仪、傅里叶红外光谱、旋转流变仪、差示扫描量热仪分别研究了扩链TPAE的反应过程及原理、流变性能、结晶性能，最后采用间歇发泡工艺探究了扩链TPAE的发泡性能。结果表明，TPAE与两种扩链剂均可发生反应并在一定含量时产生凝胶结构，扩链TPAE发泡倍率提高3-4倍，发泡温区拓宽20℃,泡孔质量改善，但对收缩问题改善不大。 (2)将TPAE和PA6在扩链剂SMA的作用下进行扩链共混，通过转矩流变仪、红外光谱、旋转流变仪、差示扫描量热仪、动态机械热分析、釜压发泡、落球回弹仪分别研究了改性TPAE的反应过程及原理、流变特性、结晶特性、黏弹特性、发泡性能、回弹性能。结果表明，通过PA6+SMA改性的TPAE,一方面降低了硬相的结晶度利于气体的渗透,减小负压对泡沫收缩的影响;另一方面形成微交联结构提高了弹性模量,增加了应变恢复。改性TPAE的发泡温区明显拓宽，恢复性能提高，收缩率降至10％以下，最大发泡倍率可达11-13倍，泡孔更加均匀完整，回弹性能提高12％。 (3)通过自主搭建的CO2-N2复合发泡剂间歇发泡装置，分别测定了单一、复合发泡剂的溶解度，并推导了单一、复合发泡剂溶解度理论计算公式，最后使用该装置探究了不同气体配比对TPAE发泡性能的影响。结果表明，使用N2-CO2复合气体作为发泡剂能够产生协同作用，当N2的含量为20-30％时，可制备出发泡倍率11-12倍、收缩率5％以下的TPAE泡沫。 (4)将TPAE与CaSiC3熔融共混，通过扫描电镜、旋转流变仪、DSC、间歇发泡工艺分别研究了共混物的分散相形貌、流变特性、结晶特性、发泡特性。结果表明，共混CaSiC3后会使TPAE泡沫形成开孔率超过87％以上的开孔结构，发泡倍率最大提高至18.77倍，收缩率由原来的65.98％最低降至2.86％,显著提高了TPAE泡沫的发泡倍率和尺寸稳定性。
聚酰胺弹性体;扩链共混;复合发泡剂;开孔泡沫;收缩行为
北京化工大学
硕士
机械
何亚东;李东生
2023
中文
TQ323.6
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）