橡膠基復合發泡材料具有輕質、高彈、柔軟度可調等特點有望應用于汽車工業、軍事裝備、航空航天、國防工程、醫療衛生等領域。但由于橡膠分子量大，纏結程度高，不易結晶，不足以抵消發泡過程中橡膠分子鏈被拉伸產生的內應力和應變，其尺寸穩定性降低，限制了其廣泛應用。研究表明，在橡膠基體中引入一定結晶度的熱塑性聚合物和無機粒子可以改善橡膠基復合發泡材料的尺寸穩定性，但引入過量的熱塑性聚合物導致的界面問題及無機粒子易于團聚在發泡材料的泡孔壁上，都會降低橡膠基復合發泡材料的力學性能。
陜西科技大學馬建中教授團隊經過長期探索，以一定比例的丁苯橡膠/乙烯-醋酸乙烯共聚物（SBR/EVA）為發泡基體，基于發泡異相成核理論-空穴模型（圖1），將氧化鋅（ZnO）及其團聚體構筑在閉孔結構的泡孔內腔壁上。
圖1 發泡異相成核理論-空穴模型
通過機械共混引入少量雙酚A型環氧樹脂（EP），其對ZnO具有強的浸潤性，可以增強ZnO在SBR/EVA復合基體中的均勻程度，如圖2所示。通過EP可調控ZnO及其團聚體均勻且致密地分布在閉孔結構的泡孔內腔壁上，構筑無機支架結構，使SBR/EVA復合發泡材料的收縮率降低19.4%；由于ZnO分布在泡孔內腔壁上，有效提升了ZnO在SBR/EVA復合基體中的分散性，使發泡材料的剛性增強59.8%，柔韌性只降低3.87%，如圖3所示。
圖2 EP調控ZnO在SBR/EVA復合中的分散性
圖3 構筑無機支架結構增強尺寸穩定性和力學性能
以上相關工作發表在Composite Science and Technology上。論文的第一作者為陜西科技大學博士生姬占有，通訊作者為陜西科技大學馬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.
論文原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2021.108936
課題組網頁鏈接：http://kerui.www.sust.edu.cn/
