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传统的泡沫塑料密度较低,但是存在强度差,且化学发泡成型过程难以控制等缺陷。本论文分别用两种聚合物空心微球对环氧树脂基体进行填充,制备了密度可达0.535g/cm~3、机械性能良好的聚合物基复合泡沫塑料,弥补了传统泡沫塑料的不足,能在对密度和强度都有要求的场合应用。 实验研究了酚醛空心微球体积分数(V_f)、微球粒径、固化剂种类、活性稀释剂和增韧剂对复合泡沫塑料机械性能的影响,并探讨了材料破坏的机理。实验结果表明:随着空心微球填充量的增大,材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、断裂伸长率和冲击强度都呈逐渐下降的趋势;随着微球粒径增大,制备得到的材料密度降低,但其机械性能下降;活性稀释剂能有效降低体系的粘度,且当其用量phr<20时,对材料的机械性能影响不大。 实验发现随着V_f的增大,材料的密度呈直线下降趋势,伴随着体系内部空气泡的增多;材料的实际密度值与理论密度值略有偏差;制备工艺对材料的密度和空气泡含量有一定影响。 通过SEM观察材料断面可以发现:制备得到的复合泡沫塑料是含有基体树脂、空心微球和空气泡的三相结构;当V_f<30%时,材料的破坏可以认为是基体与微球界面处的断裂而导致;当V_f>30%时,材料的破坏主要是由于大量的微球互相堆积,造成微球与基体树脂粘合性下降等多方面原因共同作用的结果所导致。 实验制备得到了VDC-AN-St三元共聚物多泡孔结构的空心微球,并对环氧树脂进行填充,发现与单泡孔的酚醛微球填充结果略有不同:当质量分数M_f<5%时,随着M_f的增大,材料弯曲强度、弯曲断裂伸长率和冲击强度变化不大,弯曲强度、弯曲断裂伸长率和冲击强度有增大趋势;当M_f>5%时,随着M_f的增大,材料弯曲强度、弯曲断裂伸长率和冲击强度均减小。 确定了实验的固化剂为B/EMI-2,4复合固化体系,由DSC结果用外推法确定了固化工艺。分别用Kissinger方法和Flynn-Wall-Ozawa方法计算固化反应的表观活化能和反应级数。DSC的研究表明:在EMI-2,4/环氧树脂体系中加入B,体系的固化放热温度和时间大大提前;随着升温速率的增加,体系固化的初始温度T_i、峰值温度