環氧樹脂泡沫塑料(四)
四、環氧泡沫塑料的結構與性能
1、環氧泡沫塑料的結構
液體泡沫中可能有三種泡孔構型。它有小界面和毛細管壓力。是一種穩定的泡孔構型。但是密堆排列的球體泡孔的體積不超過整體空間的74%。密堆排列泡孔進一步膨脹,其體積超過系統總體積的3/4時,泡孔構型由球體變成規則的多面體構型。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面體泡孔構型的存在可能性更大。因為它是1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。這種形式實際上是不存在的,因為液相中毛細管壓力無限大。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構泡孔構型。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泡過程中液體的黏度、毛細管壓力和表面張力三者之間力的平衡。這種力的平衡在發泡過程中隨時間緩慢變化。
泡孔連續膨脹和毛細管壓力推動液體向泡孔棱聚集,泡孔壁面變薄。這個過程發展到極限時,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。若要獲得此結構,只要增大液體的黏彈性。當泡沫中泡孔壁面的1/6或更多部分破裂,即獲得完全開孔的泡孔結構。e為泡孔壁面液體全部被引入泡孔棱,形成框架型泡孔結構。這種結構具有小的表面積。實際上是一種不太可能發生的極限情況。據環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,泡沫塑料是通過在膠液中發泡并經過固化固定泡沫而成。所以工藝條件對泡沫的泡孔構型和尺寸影響很大,實際的泡孔構型和尺寸是在較大范圍內變化。
2、環氧泡沫塑料的力學性能
環氧泡沫塑料的力學性能與其密度、泡孔大小及分散度有密切關系。密度大、泡孔小且分散均勻的泡沫塑料的力學性能好,反之則力學性能差。環氧泡沫塑料的密度與其壓縮強度的關系曲線如圖。泡沫塑料的強度還與泡孔幾何形狀有關。在發泡過程中,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度大于垂直泡沫上升方向的壓縮強度。
3、環氧泡沫塑料的隔熱性能
泡沫塑料熱的傳遞主要是傳導傳遞,不發生對流傳遞,輻射傳遞很少。泡沫塑料的熱導率主要取決于泡孔內氣體的熱導率。由于氣體體積占總體積的90%以上,所以氣體的熱導率愈小,則泡沫塑料的熱導率就愈小。據環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,低溫下泡沫塑料的熱導率降低,其保溫隔熱性能好。環氧泡沫塑料的熱導率與其密度及泡孔尺寸的關系有專門圖示。
4、環氧泡沫塑料的線脹系數
主要取決于環氧固化物的線脹系數。環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家強調指出,但是泡孔結構和泡孔形狀對它有影響。開孔結構對線脹系數無影響,而閉孔結構對線脹系數有影響。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。拉長泡孔的線脹系數大于規整泡孔的線脹系數。
5、環氧泡沫塑料的性能(典型值)
五、環氧泡沫塑料的應用
環氧泡沫塑料可用作隔熱材料、輕質高強夾芯材料、防振包裝材料、漂浮材料、飛機吸音材料等。以環氧泡沫塑料為芯材的玻璃鋼夾層板具有輕質、高強、耐沖擊、抗裂紋擴展性好,吸水率低等優點,可用于制造船體外殼、飛機制件、水陸兩用坦克車浮筒、彈藥箱、包裝箱等。加添料的環氧泡沫塑料質輕、介電性能和尺寸穩定性好??捎米麟娮庸I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。還可用作檢驗裝置的輕型基礎。由于耐油、耐溶劑、尺寸穩定,能長期使用。










































