聚雙環(huán)戊二烯泡沫復合材料的制備與性能研究.pdf

1、聚雙環(huán)戊二烯（PDCPD）是由雙環(huán)戊二烯（DCPD）通過開環(huán)移位聚合得到的一種綜合性能優(yōu)異的新型熱固性工程塑料。雙環(huán)戊二烯的開環(huán)移位聚合過程中會放出大量的熱，利用該反應的強放熱能同時引發(fā)發(fā)泡劑發(fā)泡的特點設計出一種聚合、發(fā)泡同步可控的新型熱固性泡沫塑料以及合成方法。雙環(huán)戊二烯按照開環(huán)移位機理快速聚合的同時，發(fā)泡劑受熱產(chǎn)生氣泡穩(wěn)定在基體中形成多孔結構，多孔結構甚至微孔結構的產(chǎn)生將賦予材料新的性能。通過選擇發(fā)泡劑種類、合成工藝、以及同時使用多

2、種泡沫穩(wěn)定劑可形成不同結構不同性能的泡沫復合材料，從而可進一步擴展PDCPD材料的應用范圍。
　　本文在開環(huán)移位催化體系下，嘗試了多種有機、無機發(fā)泡劑，選取合適的發(fā)泡劑以化學發(fā)泡法通過前沿聚合以及同步聚合分別研究了 PDCPD的聚合、發(fā)泡反應特征，并采用同步聚合發(fā)泡的方法制備出了不同催化劑比例、不同發(fā)泡劑含量、不同模具溫度下的聚雙環(huán)戊二烯泡沫材料，以及不同納米碳酸鈣（ NPCC）、丁苯橡膠（ SBR）含量的聚雙環(huán)戊二烯/納米碳酸鈣

3、/丁苯橡膠（PDCPD/NPCC/SBR）泡沫復合材料。用SEM、Nano Measurer、TG等對復合材料的結構和熱性能進行分析和表征，用電子萬能試驗機對泡沫復合材料進行了力學性能測試。
　　研究發(fā)現(xiàn)，DCPD開環(huán)移位聚合所放出的熱能夠引發(fā)多種發(fā)泡劑發(fā)泡，但其中AIBN發(fā)泡劑不會阻聚，發(fā)泡泡孔較小、分布均勻且泡孔率較高；同步聚合發(fā)泡相對前沿聚合發(fā)泡制備的泡沫材料具有較小的泡孔以及均勻的孔徑分布，且相對光滑平整的表面；在一定的催

4、化劑比例以及發(fā)泡溫度下，可制備出具有微孔結構的PDCPD泡沫；另外，NPCC作為經(jīng)典成核增強劑以及SBR作為粘度穩(wěn)定劑的加入，有效的提高了發(fā)泡劑的使用濃度范圍，改善了泡沫大小與結構分布，可制備出微孔PDCPD泡沫復合材料。
　　在力學測試范圍內(nèi)，泡沫材料的力學性能隨著AIBN含量的升高而呈現(xiàn)出遞減的趨勢，其比壓縮強度最高達到32.81 MPa/(g?cm-3)；而在PDCPD/NPCC/SBR體系中，隨著 NPCC或 SBR含量的

5、升高，復合材料的力學性能均出現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在NPCC含量為6.0 wt％，SBR含量為1.5 wt%時綜合力學性能達最優(yōu)，壓縮強度、彎曲強度、拉伸強度以及沖擊強度分別達到18.73 MPa，80.03 MPa，28.76 MPa以及13.79 kJ/m2。TG測試表明，測試范圍內(nèi)，隨著NPCC含量的升高，泡沫復合材料的熱穩(wěn)定性得到明顯提升， PDCPD泡沫復合材料的分解溫度在460℃。吸水率測試結果顯示帶結皮的PDCPD泡沫浸泡