热膨胀微球增强聚二甲基硅氧烷泡沫具有独特的软化行为和高效的能量吸收

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:23
文章英文标题
Thermo-expandable microspheres strengthened polydimethylsiloxane foam with unique softening behavior and high-efficient energy absorption
正文
采用一种简单可控的发泡方法，制备了具有高抗压性和运动吸能效率的聚二甲基硅氧烷( PDMS )泡沫材料。热膨胀中空微球( TEHM )在PDMS基体中膨胀形成TEHM / PDMS泡沫体，表现出强化的力学性能，具有独特的软化行为和高吸能性能。考察了TEHM / PDMS泡沫在小、中、大应变下的压缩曲线，以评价其软化行为。具体而言，TEHM / PDMS ( 1∶2 )泡沫的压缩模量为10.2   MPa，压缩强度为0.8   MPa，而整齐的PDMS在10 %应变下的模量仅为4.3   MPa，强度为0.5   MPa。但经过70 %的大压缩后，模量从10.2   MPa下降到2.5   MPa，仅为初始值的25 %。此外，TEHM / PDMS ( 1：2 )泡沫材料具有较高的运动能量吸收效率，达到38.3 %，而纯PDMS在70 %应变时仅达到15.8 %。软化现象和高的运动能量吸收归因于TEHMs的逐步断裂。软化性能赋予泡沫良好的韧性，有效消耗冲击能量，为拓宽其在抗冲击损伤领域的应用提供了新视野。
文章内容（英文）
Herein, a simple and controllable foaming method was used to prepare the polydimethylsiloxane (PDMS) foams with high compressive resistance and motion-energy absorption efficiency. The thermo-expandable hollow microspheres (TEHM) expanded in PDMS matrix to form the TEHM/PDMS foams, which exhibited strengthened mechanical properties with unique softening behavior and high energy absorption property. The compressive curves of the TEHM/PDMS foams under small, medium and large strain were investigated to evaluate the softening behavior. Specifically, the TEHM/PDMS (1:2) foams had a compressive modulus of 10.2 MPa and a compression strength of 0.8 MPa, while neat PDMS showed only 4.3 MPa in modulus and 0.5 MPa in strength at 10% strain. However, after the large compression of 70%, the modulus decreased from 10.2 MPa to 2.5 MPa, which only was 25% of the initial value. Furthermore, the high ideal efficiency of motion-energy absorption of 38.3% was obtained in the TEHM/PDMS (1:2) foams while neat PDMS only got 15.8% at 70% strain. The softening phenomenon and high motion-energy absorption were ascribed to the step-by-step broken of TEHMs. The softening performance endows the foams with good toughness and consumes the impacted energy efficiently, providing a new horizon to broaden the application in anti-impacted and damaged area.
来源出处
Journal|[J]Applied Surface ScienceVolume 540, Issue P1. 2021. PP 148364-
DOI
https://doi.org/10.1016/J.APSUSC.2020.148364

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