橡胶基复合发泡材料具有轻质、高弹、柔软度可调等特点有望应用于汽车工业、军事装备、航空航天、国防工程、医疗卫生等领域。但由于橡胶分子量大，缠结程度高，不易结晶，不足以抵消发泡过程中橡胶分子链被拉伸产生的内应力和应变，其尺寸稳定性降低，限制了其广泛应用。研究表明，在橡胶基体中引入一定结晶度的热塑性聚合物和无机粒子可以改善橡胶基复合发泡材料的尺寸稳定性，但引入过量的热塑性聚合物导致的界面问题及无机粒子易于团聚在发泡材料的泡孔壁上，都会降低橡胶基复合发泡材料的力学性能。

马建中教授带领团队经过长期探索，以一定比例的丁苯橡胶/乙烯-醋酸乙烯共聚物（SBR/EVA）为发泡基体，基于发泡异相成核理论-空穴模型（图1），将氧化锌（ZnO）及其团聚体构筑在闭孔结构的泡孔内腔壁上。

图1发泡异相成核理论-空穴模型

通过机械共混引入少量双酚A型环氧树脂（EP），其对ZnO具有强的浸润性，可以增强ZnO在SBR/EVA复合基体中的均匀程度，如图2所示。通过EP可调控ZnO及其团聚体均匀且致密地分布在闭孔结构的泡孔内腔壁上，构筑无机支架结构，使SBR/EVA复合发泡材料的收缩率降低19.4%；由于ZnO分布在泡孔内腔壁上，有效提升了ZnO在SBR/EVA复合基体中的分散性，使发泡材料的刚性增强59.8%，柔韧性只降低3.87%，如图3所示。

图2 EP调控ZnO在SBR/EVA复合中的分散性

图3构筑无机支架结构增强尺寸稳定性和力学性能

以上相关工作发表在Composite Science and Technology上。论文的第一作者为我所博士生姬占有，通讯作者为我所马建中教授和邵亮教授。Zhanyou Ji, Jianzhong Ma*, Xiaojing Guo, Yingke Wu, Zhonglei Ma, Jianbin Qin, Liang Shao*. Enhanced dimensional stability and mechanical properties of SBR/EVA foam by a scaffold structure constructed in the bubble cavity-wall. Composites Science and Technology, 2021, 213: 108936.

论文原文链接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2021.108936

本文转自高分子科技公众号。