聚雙環(huán)戊二烯泡沫復(fù)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(guò)開(kāi)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(kāi)環(huán)移位聚合過(guò)程中會(huì)放出大量的熱，利用該反應(yīng)的強(qiáng)放熱能同時(shí)引發(fā)發(fā)泡劑發(fā)泡的特點(diǎn)設(shè)計(jì)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(kāi)環(huán)移位機(jī)理快速聚合的同時(shí)，發(fā)泡劑受熱產(chǎn)生氣泡穩(wěn)定在基體中形成多孔結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)甚至微孔結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生將賦予材料新的性能。通過(guò)選擇發(fā)泡劑種類、合成工藝、以及同時(shí)使用多

2、種泡沫穩(wěn)定劑可形成不同結(jié)構(gòu)不同性能的泡沫復(fù)合材料，從而可進(jìn)一步擴(kuò)展PDCPD材料的應(yīng)用范圍。
　　本文在開(kāi)環(huán)移位催化體系下，嘗試了多種有機(jī)、無(wú)機(jī)發(fā)泡劑，選取合適的發(fā)泡劑以化學(xué)發(fā)泡法通過(guò)前沿聚合以及同步聚合分別研究了 PDCPD的聚合、發(fā)泡反應(yīng)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(fù)合材料。用SEM、Nano Measurer、TG等對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和熱性能進(jìn)行分析和表征，用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)泡沫復(fù)合材料進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試。
　　研究發(fā)現(xiàn)，DCPD開(kāi)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(huì)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(duì)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(duì)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(jié)構(gòu)的PDCPD泡沫；另外，NPCC作為經(jīng)典成核增強(qiáng)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(jié)構(gòu)分布，可制備出微孔PDCPD泡沫復(fù)合材料。
　　在力學(xué)測(cè)試范圍內(nèi)，泡沫材料的力學(xué)性能隨著AIBN含量的升高而呈現(xiàn)出遞減的趨勢(shì)，其比壓縮強(qiáng)度最高達(dá)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(fù)合材料的力學(xué)性能均出現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在NPCC含量為6.0 wt％，SBR含量為1.5 wt%時(shí)綜合力學(xué)性能達(dá)最優(yōu)，壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度以及沖擊強(qiáng)度分別達(dá)到18.73 MPa，80.03 MPa，28.76 MPa以及13.79 kJ/m2。TG測(cè)試表明，測(cè)試范圍內(nèi)，隨著NPCC含量的升高，泡沫復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性得到明顯提升， PDCPD泡沫復(fù)合材料的分解溫度在460℃。吸水率測(cè)試結(jié)果顯示帶結(jié)皮的PDCPD泡沫浸泡