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四、環(huán)氧泡沫塑料的結(jié)構(gòu)與性能
1、環(huán)氧泡沫塑料的結(jié)構(gòu)
液體泡沫中可能有三種泡孔構(gòu)型。它有小界面和毛細(xì)管壓力。是一種穩(wěn)定的泡孔構(gòu)型。但是密堆排列的球體泡孔的體積不超過整體空間的74%。密堆排列泡孔進(jìn)一步膨脹，其體積超過系統(tǒng)總體積的3/4時，泡孔構(gòu)型由球體變成規(guī)則的多面體構(gòu)型。圖b和c分別為14面體和12面體。14面體由6個正方形和8個六邊形組成。12二面體由12個五邊形組成。12面體泡孔構(gòu)型的存在可能性更大。因?yàn)樗?種等角幾何形狀，泡孔壁面成120°角相交形成泡孔棱，泡孔棱以109.5°夾角交會，這種泡孔構(gòu)型適宜存在于泡沫液中。
圖顯示了相鄰泡孔之間形成的泡孔棱的幾何形狀。a為密堆排列球體泡孔所形成的泡孔棱。b為規(guī)整的五邊形十二面體泡孔密堆排列所形成的泡孔棱。這種形式實(shí)際上是不存在的，因?yàn)橐合嘀忻?xì)管壓力無限大。c為排泄型十二面體泡孔排列所形成的泡孔棱，這是一種理想的閉孔結(jié)構(gòu)泡孔構(gòu)型。固體與氣體的相對量即可表征為泡沫塑料的表觀相對密度。泡孔壁面和泡孔棱之間固體的分布取決于發(fā)泡過程中液體的黏度、毛細(xì)管壓力和表面張力三者之間力的平衡。這種力的平衡在發(fā)泡過程中隨時間緩慢變化。
泡孔連續(xù)膨脹和毛細(xì)管壓力推動液體向泡孔棱聚集，泡孔壁面變薄。這個過程發(fā)展到極限時，泡孔壁面開始穿孔、泡沫塌癟、相鄰泡孔并泡，或泡孔壁面收縮，或泡孔破裂。若要獲得此結(jié)構(gòu)，只要增大液體的黏彈性。當(dāng)泡沫中泡孔壁面的1/6或更多部分破裂，即獲得完全開孔的泡孔結(jié)構(gòu)。e為泡孔壁面液體全部被引入泡孔棱，形成框架型泡孔結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)具有小的表面積。實(shí)際上是一種不太可能發(fā)生的極限情況。據(jù)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹，泡沫塑料是通過在膠液中發(fā)泡并經(jīng)過固化固定泡沫而成。所以工藝條件對泡沫的泡孔構(gòu)型和尺寸影響很大，實(shí)際的泡孔構(gòu)型和尺寸是在較大范圍內(nèi)變化。
2、環(huán)氧泡沫塑料的力學(xué)性能
環(huán)氧泡沫塑料的力學(xué)性能與其密度、泡孔大小及分散度有密切關(guān)系。密度大、泡孔小且分散均勻的泡沫塑料的力學(xué)性能好，反之則力學(xué)性能差。環(huán)氧泡沫塑料的密度與其壓縮強(qiáng)度的關(guān)系曲線如圖。泡沫塑料的強(qiáng)度還與泡孔幾何形狀有關(guān)。在發(fā)泡過程中，泡孔隨泡沫上升而取向，球形孔變成橢球形孔。平行泡沫上升方向的壓縮強(qiáng)度大于垂直泡沫上升方向的壓縮強(qiáng)度。
3、環(huán)氧泡沫塑料的隔熱性能
泡沫塑料熱的傳遞主要是傳導(dǎo)傳遞，不發(fā)生對流傳遞，輻射傳遞很少。泡沫塑料的熱導(dǎo)率主要取決于泡孔內(nèi)氣體的熱導(dǎo)率。由于氣體體積占總體積的90%以上，所以氣體的熱導(dǎo)率愈小，則泡沫塑料的熱導(dǎo)率就愈小。據(jù)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家介紹，低溫下泡沫塑料的熱導(dǎo)率降低，其保溫隔熱性能好。環(huán)氧泡沫塑料的熱導(dǎo)率與其密度及泡孔尺寸的關(guān)系有專門圖示。
4、環(huán)氧泡沫塑料的線脹系數(shù)
主要取決于環(huán)氧固化物的線脹系數(shù)。環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(www.epoxy-e.cn)專家強(qiáng)調(diào)指出，但是泡孔結(jié)構(gòu)和泡孔形狀對它有影響。開孔結(jié)構(gòu)對線脹系數(shù)無影響，而閉孔結(jié)構(gòu)對線脹系數(shù)有影響。閉孔中的氣體壓力隨溫度而變化，并引起泡孔棱受力而變形。從而影響了泡沫塑料的線脹系數(shù)。拉長泡孔的線脹系數(shù)大于規(guī)整泡孔的線脹系數(shù)。
5、環(huán)氧泡沫塑料的性能(典型值)
五、環(huán)氧泡沫塑料的應(yīng)用
環(huán)氧泡沫塑料可用作隔熱材料、輕質(zhì)高強(qiáng)夾芯材料、防振包裝材料、漂浮材料、飛機(jī)吸音材料等。以環(huán)氧泡沫塑料為芯材的玻璃鋼夾層板具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐沖擊、抗裂紋擴(kuò)展性好，吸水率低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造船體外殼、飛機(jī)制件、水陸兩用坦克車浮筒、彈藥箱、包裝箱等。加添料的環(huán)氧泡沫塑料質(zhì)輕、介電性能和尺寸穩(wěn)定性好。可用作電子工業(yè)的灌封料和絕緣材料，水下裝置部件和漂浮件。它能像木材那樣加工，加工面可刷涂料，故宜作模型材料。還可用作檢驗(yàn)裝置的輕型基礎(chǔ)。由于耐油、耐溶劑、尺寸穩(wěn)定，能長期使用。