吸湿行为对PMI泡沫性能及应用的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.11.010

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (11): 64-70.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.11.010

吸湿行为对PMI泡沫性能及应用的影响

曾泽群, 吴锦裕, 向辉, 刘巍杰, 尹君()

浩博（福建）新材料科技有限公司，福建晋江 362200

收稿日期:2021-04-10 出版日期:2021-11-26 发布日期:2021-11-23

Effect of Hygroscopic Behavior on Properties and Applications of PMI Foam

ZENG Zequn, WU Jinyu, XIANG Hui, LIU Weijie, YIN Jun()

Haobo（Fujian）New Materials Technology Co，Ltd，Jinjiang 362200，China

Received:2021-04-10 Online:2021-11-26 Published:2021-11-23
Contact: YIN Jun E-mail:yinjunjlu@aliyun.com

摘要/Abstract

摘要：

研究了在不同条件处理下，聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫的密度、孔径和厚度对其吸湿行为的影响，并实验验证PMI泡沫吸湿后对其力学性能、烘干可逆性及粘接性能的影响。结果表明，PMI泡沫密度越大，吸湿速率越小；孔径越大，吸湿速率越大；厚度越大，吸湿速率越小，饱和吸湿率越低；吸湿后，PMI泡沫刚性下降，韧性增强，粘接时易出现缺陷；在短期的高湿环境或浸水下，PMI泡沫性能烘干可逆，长期在高湿环境或浸水条件下处理后，PMI泡沫性能出现不可逆下降。

关键词: 聚甲基丙烯酰亚胺, 泡沫, 吸湿, 力学性能, 粘接

Abstract:

The effects of density， pore size and thickness of PMI foam on its hygroscopic behavior under different conditions were studied， and the effect of hygroscopicity on its mechanical properties， drying reversibility and adhesive performance were evaluated. The results indicated that an increase in the density of PMI foam led to a decrease in the rate of moisture absorption， whereas the pore size presented an opposite variation trend. The rise of thickness reduced not only the rate of moisture absorption but also the saturated moisture absorptivity. The PMI foam exhibits a decrease in rigidity and an increase in toughness after moisture absorption， which caused defects more easily during adhesion. In the short period of time for high humidity or immersion， the PMI foam shows reversible performance. After a long period of treatment， the performance of PMI foam decreased irreversibly.

Key words: polymethacrylimide, foam, moisture absorption, mechanical property, adhesion

中图分类号:

TQ 323.7

曾泽群, 吴锦裕, 向辉, 刘巍杰, 尹君. 吸湿行为对PMI泡沫性能及应用的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 64-70.

ZENG Zequn, WU Jinyu, XIANG Hui, LIU Weijie, YIN Jun. Effect of Hygroscopic Behavior on Properties and Applications of PMI Foam[J]. China Plastics, 2021, 35(11): 64-70.

图/表 18

图1 HyboFOAM?C系列试样的吸湿曲线

Fig.1 Moisture absorption curves of HyboFOAM?C

图2 HyboFOAM?A系列试样的吸湿曲线

Fig.2 Moisture absorption curves of HyboFOAM?A

图3 不同厚度C?110的吸湿曲线

Fig.3 Moisture absorption curves of C?110 with different thickness

图4 吸湿试样剖面图

Fig.4 Profile of hygroscopic sample

图5 PMI泡沫不同厚度饱和吸水原理示意图（蓝色部分为吸水部分）

Fig.5 Schematic diagram of saturated water absorption principle of PMI foam with different thickness （blue part is water absorption part）

图6 HyboFOAM?A系列试样的烘干曲线

Fig.6 Drying curves of HyboFOAM?A

图7 不同厚度A?110试样的烘干曲线

Fig.7 Drying curves of A?110 with different thickness

图8 不同厚度C?110试样的烘干曲线

Fig.8 Drying curves of C?110 with different thickness

正常试样			浸水96 h试样			70 ℃/相对湿度85 %饱和吸湿
密度/kg?m^-3	压缩强度/MPa	标准偏差/MPa	密度/ kg?m^-3	压缩强度/ MPa	标准偏差/ MPa	密度/kg?m^-3	压缩强度/ MPa	标准偏差/ MPa
34.30	0.40	0.01	34.09	0.24	0.01	34.00	0.26	0.02
52.75	1.06	0.01	53.65	0.62	0.03	54.35	0.56	0.02
66.70	1.37	0.02	68.53	1.18	0.12	68.55	1.03	0.02
114.45	3.37	0.07	115.93	3.19	0.07	116.39	2.00	0.05

表1 HyboFOAM?C系列不同吸湿行为下的压缩强度

Tab.1 Compressive strength of HyboFOAM?C under different moisture absorption behavior

正常试样					浸水72 h试样
密度/ kg?m^-3	拉伸强度/MPa	标准偏差/MPa	断裂伸长率/%	标准偏差/%	密度/ kg?m^-3	拉伸强度/MPa	标准偏差/MPa	断裂伸长率/%	标准偏差/%
30.69	0.88	0.07	4.03	0.38	29.50	0.48	0.03	19.26	2.00
50.75	1.47	0.02	3.26	0.07	50.01	0.95	0.16	20.20	1.93
81.84	2.84	0.21	4.17	0.28	80.87	1.62	0.02	14.23	2.55
113.17	3.84	0.26	3.37	0.20	115.54	2.50	0.08	6.72	0.33

表2 HyboFOAM?C系列浸水后的拉伸性能

Tab.2 Tensile properties of HyboFOAM?C after being soaked in water

图9 C?32拉伸试样浸水72 h后对折图

Fig.9 Bending of C?32 tensile specimen after being soaked in water for 72 h

处理条件	密度/kg?m^-3	压缩强度/MPa	标准偏差/MPa
正常	111.17	3.19	0.02
浸水1 h后烘干	111.41	3.28	0.02
浸水2 h后烘干	111.70	3.27	0.02
浸水3 h后烘干	111.65	3.27	0.01
浸水4 h后烘干	111.62	3.29	0.03

表3 HyboFOAM?C系列浸水后烘干的压缩强度

Tab.3 Drying compressive strength of HyboFOAM?C after being soaked in water

处理条件	密度/ kg?m^-3	拉伸强度/MPa	标准偏差/MPa	断裂伸长率/%	标准偏差/%
正常	113.17	3.84	0.26	3.37	0.20
浸水4 h	113.05	3.25	0.05	2.85	0.06
浸水72 h	115.54	2.50	0.08	6.72	0.33
浸水72 h后烘干	114.08	3.34	0.07	3.52	0.06

表4 C?110不同条件下的拉伸性能

Tab.4 Tensile properties of C?110 under different conditions

图10 浸水72 h试样快速烘干图

Fig.10 Quick drying of sample after being soaked in water for 72 h

处理条件	密度 /kg?m^-3	剪切强度/ MPa	标准偏差/ MPa
正常	112.50	2.78	0.17
浸水4 h后粘接固化	112.77	1.61	0.22
粘接固化后浸水4 h	114.17	2.70	0.05
粘接固化后浸水4 h，烘干	112.86	2.65	0.02

表5 C?110不同条件处理的剪切强度

Tab.5 Shear strength of C?110 under different conditions

图11 浸水C?110试样粘接过程的缺陷

Fig.11 Defects in adhesion process of C?110 after being soaked in water

图12 浸水C?110（左、中）及正常C?110（右）的剪切破坏模式

Fig.12 Shear failure modes of immersed C?110 （left， middle） and normal C?110 （right）

实验序号	处理条件	密度/ kg?m^-3	拉伸强度/ MPa	标准偏差/ MPa
实验1	正常45°斜切拼接	105.08	3.60	0.02
实验2	粘接固化后浸水4 h	112.87	2.73	0.05
实验3	粘接固化后浸水72 h	113.21	2.07	0.04
实验4	浸水4 h后粘接固化	106.10	2.95	0.05
实验5	浸水72 h后粘接固化	无法粘接	无法粘接	-
实验6	粘接固化后浸水4 h，烘干	114.56	3.42	0.46
实验7	粘接固化后浸水72 h，烘干	113.12	3.20	0.11
实验8	浸水4 h后烘干，粘接固化	110.76	3.60	0.04
实验9	浸水72h后烘干，粘接固化	111.41	3.71	0.12

表6 45°斜切拼接C?110不同条件处理后的拉伸性能

Tab.6 Tensile properties of C?110 with 45 ° oblique adhesion under different conditions

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