摘要：以超临界CO2为发泡剂，制备了低收缩高倍率的热塑性聚酰胺弹性体（TPAE）/无机粒子微孔泡沫。基于扫描电子显微镜、界面张力仪、接触角仪、真密度仪等仪器，并结合间歇发泡实验研究了无机粒子对TPAE发泡及抗收缩行为的影响。结果表明，相比较于滑石粉（Talc），硅酸钙（CaSiO3）、碳酸钙（CaCO3）以及硅灰石（WI）这3种无机粒子都分别与TPAE间的界面张力更高，表现出明显的热力学不相容行为。通过对泡沫开孔结构形成机制的分析，发现复合物泡沫的开孔率随无机粒子与TPAE基体间界面张力、无机粒子直径以及分布密度的增加而提高。而开孔结构的形成可加快CO2与空气的置换速率，降低TPAE泡沫的收缩。故无机粒子的引入改善了TPAE泡沫的泡孔密度和泡孔结构的均匀性和尺寸稳定性，进而制备出开孔率超过90%、发泡倍率达到20倍、收缩率低于5%的TPAE泡沫，并显著增强了TPAE泡沫的尺寸稳定性。

引言

热塑性聚酰胺弹性体（TPAE）是一种软段与硬段相互交替嵌段的热塑性弹性体（TPE）材料，既有橡胶的弹性和抗冲击性能，又保留了聚酰胺树脂的强度、韧性和耐磨性。相比较于其他TPE材料，TPAE虽然发展得较晚，但由于其可加工性和性能之间的良好的平衡，已成为近年来发展较为迅速的弹性体材料。TPAE发泡材料具有更优异的回弹性、隔热性、低温抗冲击性能，广泛应用于鞋类、医疗、渗透和运动器材等领域。然而，以超临界CO2为发泡剂制备的TPAE泡沫，在熟化过程中，CO2扩散出泡孔的速度远远大于空气进入泡孔的速度，并且由于TPAE泡沫低的基体模量和熔体强度使得泡孔结构无法承受产生的负压，从而使泡沫收缩严重，也因此限制了TPAE发泡材料的实际应用。

事实上，为解决弹性体泡沫的收缩问题，学者们已经进行了大量的研究工作，主要可以通过提高弹性体材料基体刚度、引入复合发泡剂、形成开孔结构这几个方法来改善弹性体的收缩行为。相比较于前两种方法，开孔结构的形成允许发泡剂和空气自由通过，可以加速发泡剂与空气的交换速率，明显改善收缩，还能快速实现发泡产品尺寸的稳定性，并赋予泡沫优异的吸附性能。目前共混法是制备聚合物开孔泡沫最有效的方法之一。可以将不相容且熔体强度低的聚合物作为开孔剂与目标聚合物共混，也可以将无机填料作为开孔剂直接与聚合物复合。Chen等将聚乳酸（PLA）与聚丁二酸丁二醇酯（PBST）共混，不仅形成了开孔结构，还增强了泡孔壁的刚性，从而提高了PBST泡沫的尺寸稳定性。Harikrishnan等利用有机改性蒙脱土制备了高开孔率的热塑性聚氨酯（TPU）泡沫，不仅改善了泡沫的尺寸稳定性，还提高了泡沫的柔软度。

相比较于共混其他聚合物，采用无机填料混合时添加量极小，能在基本不改变弹性体泡沫力学性能的基础上，制备出高开孔率的泡沫材料。

综上所述，通过形成开孔结构可有效改善弹性体泡沫的收缩行为，但是关于弹性体开孔泡沫制备的相关报道很少。因此，本研究选择具有不同粒径、结构、表面张力的4种无机粒子，包括硅酸钙（CaSiO3）、滑石粉（Talc）、碳酸钙（CaCO3）以及硅灰石（WI），与TPAE混合，探究了不同无机粒子对TPAE/无机粒子复合物泡沫泡孔结构和尺寸稳定性的影响，从而深入分析了无机粒子促进泡沫开孔结构形成的基本机制。

无机粒子对TPAE界面张力、发泡、抗收缩行为的影响（一）

无机粒子对TPAE界面张力、发泡、抗收缩行为的影响（二）

无机粒子对TPAE界面张力、发泡、抗收缩行为的影响（三）

无机粒子对TPAE界面张力、发泡、抗收缩行为的影响（四）