發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響分析

夏春火

（蕪湖馨源海綿有限公司，安徽蕪湖241000）

1 發泡劑和海綿概述

1.1 發泡劑概述

發泡劑是能夠使物體成孔的物質，主要分為表面活性劑、物理發泡劑、化學發泡劑三類。化學發泡劑經過分解加熱之后可以釋放出氮氣和二氧化碳等氣體，并且能夠在聚合物中形成一些細孔。物理發泡劑就是讓泡沫細孔的物理形態發生變化，能夠由固體溶解、液體揮發以及氣體膨脹形成。所有的發泡劑都具有較強的表面活性，可以降低液體的表面張力，進而在液體表面排列出雙電子層，這樣就產生了氣泡，而眾多氣泡組合在一起就能夠形成泡沫。化學發泡劑還分為有機發泡劑和無機發泡劑，有機發泡劑主要有偶氮化合物、磺酰肼類化合物以及亞硝基化合物，這也是本實驗所用的三種發泡劑。無機發泡劑主要有碳酸鹽、水玻璃、碳化硅和碳黑等。物理發泡劑具有泌水量低、泡沫穩定性好、發泡倍率高等優點，能夠改變菱鎂水泥的性質。

1.2 海綿概述

海綿是一種常見的多孔材料，其具有良好的吸水性能，可以用作物品的清潔。人們生產生活中常見的海綿通常是由發泡塑料聚合物或者木纖維素纖維制成，還有一些天然海綿的原材料為海綿生物，主要用于繪畫或者身體清潔。除此之外，就是一些復合海綿，包括聚酯、高吸水的聚乙烯醇以及不吸水的低密度聚醚。海綿分為化工海綿和工業海綿。化工海綿主要是聚氨酯軟發泡橡膠，具有良好的抗摩擦和避震的作用。工業海綿主要分為定型棉、發泡棉、橡膠棉以及記憶棉等。隨著可持續發展戰略的不斷實施，現在也出現了一種環保型多用途復合海綿，其能夠用于不同的地方，并且是可以再生的。環保型多用途復合海綿無異味、不變形、耐性好、彈性好[1]。

2 發泡劑對環保型多用途復合海綿性能影響的實驗過程

2.1 原材料

本實驗選擇的海綿主要是EPDM海綿，生產廠家為蕪湖馨源海綿有限公司。發泡劑OBSH，即氧代雙苯磺酰肼，生產廠家為東莞聚亞化工有限公司。發泡劑AC，即偶氮二甲酰胺，生產廠家為上海向陽化工廠。發泡劑H，即二亞硝基五亞甲基四胺，生產廠家為宜興周鐵化工廠，選擇南京中海石油化工有限公司制造的工業級硫磺。其余的一些實驗助劑，比如氧化鋅、硬脂酸、碳酸氫鈉等則是市面上可以買到的。

2.2 儀器設備

實驗過程中所需要的儀器設備，包括無錫第一橡塑機械廠生產的XK-250開放式煉膠機；上海實驗儀器總廠生產的401A型老化實驗箱；江都市真威試驗機械有限公司生產的WHT-10A測厚儀；高鐵科技股份有限公司生產的XS-365M電子比重天平以及GTT080門尼粘度試驗機。

2.3 試樣制備

使用開放式煉膠機將塊狀的環保型多用途復合海綿進行破碎處理，并薄通10次，然后將硫磺、硬脂酸、氧化鋅、發泡劑等助劑加入進去。當混煉均勻之后進行打包處理，使用開放式煉膠機輥距一定厚度的下片，并且冷卻停放一段時間。最后將其裁剪成一定規格的試樣，加入熱空氣老化箱中進行發泡處理，發泡的時間為30min，溫度為180℃。

2.4 性能測試

測試環保型多用途復合海綿發泡倍率時，遵循的是雙龍工程標準。發泡倍率是經過發泡處理之后，海綿厚度與發泡之前的比值。環保型多用途復合海綿測試過程中的表觀密度遵循的是GB/T 6343—2009標準。環保型多用途復合海綿的質量損失率是發泡之前的質量與發泡之后質量損失的比值[2]。

3 發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響

3.1 AC/OBSH發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響

試驗過程中，選擇不同份數的發泡劑，并且進行了相關記錄，AC/OBSH發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響如表1所示。

表1 AC/OBSH發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響

從上表可以看出，當AC/OBSH并用量從5份開始增加的時候，環保型多用途復合海綿的發泡倍率出現了明顯升高的趨勢，但是表觀密度卻呈現出下降的趨勢。當AC/OBSH并用量超過15份的時候，環保型多用途復合海綿的發泡倍率則有所降低，同時表觀密度的降低也不夠明顯。造成這種情況的主要原因是質量損失率呈現出升高的趨勢。因此，可以得出AC/OBSH并用量的最佳份數為15，此時發泡倍率得到了最高點，也就是6.3。

3.2 AC/H發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響

從表2可以看出，當AC/H發泡劑的數量增加到10份的時候，環保型多用途復合海綿性能的發泡倍率變大，質量損失率和表觀密度都有所減少。而當AC/H發泡劑的數量超過10份的時候，環保型多用途復合海綿性能的發泡倍率增大，質量損失率和表觀密度都隨之減少。當發泡倍率較大的時候，質量損失小，但是當使用發泡劑的數量減少的時候，質量損失率仍然小，這主要是環保型多用途復合海綿橫向尺寸變大的原因。綜上可得，當AC/H發泡劑的數量在10份的時候，具有最大的發泡倍率，為7.6。

表2 AC/H發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響

3.3 H/OBSH發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響

表3 H/OBSH發泡劑對環保型多用途復合海綿性能的影響

從表3可以看出，隨著H/OBSH發泡劑并用量的不斷增加，環保型多用途復合海綿的倍率則逐漸增大，而其表觀密度呈現出減少的趨勢，質量損失率沒有出現明顯的變化。因此，可以認為當H/OBSH發泡劑的數量為15份的時候，具有最大的發泡倍率，為6.4。

4 結語

從上述的試驗中可以得出，使用AC/OBSH發泡劑、AC/H發泡劑以及H/OBSH發泡劑的時候，對環保型多用途復合海綿的性能有著不同的影響，其最佳并用量分別為15份、10份和15份。而環保型多用途復合海綿具有最大發泡倍率的時候，則是AC/H發泡劑為10份的時候，其數值為7.6。