【摘要】 GCMS 结果显示，2.5 个月后，CO2 留下泡沫（参考泡沫从 21% 降至 0.03%，含 1.5% 滑石粉的泡沫从 17% 降至 0.03%）。

提出了一种基于气相色谱-质谱法 (GCMS) 的新方法，用于分离和量化硬质聚氨酯 (RPU) 泡沫孔内存在的气体[1-3]。为了证明这种新颖的方法，本文测定了两个样品在超过三年的老化过程中的气体成分：参考泡沫和含有 1.5 wt% 滑石粉的泡沫。GCMS 方法一方面用于准确测定用作发泡剂的 C5H10 和 CO2 泡孔气体，另一方面用于准确测定从周围环境快速扩散到泡沫泡孔中的 N2 和 O2 空气气体。

 

GCMS 结果显示，2.5 个月后，CO2 留下泡沫（参考泡沫从 21% 降至 0.03%，含 1.5% 滑石粉的泡沫从 17% 降至 0.03%）。C5H10 在 3.5 个月内发生偏差（参考泡沫从 28% 升至 39%，含滑石粉泡沫从 29% 升至 36%），然后开始离开泡沫，3.5 年后其含量为参考 13%，10 % 用于含滑石粉的泡沫。一年内，空气在细胞内的扩散速度较快（参考值从 51% 上升到 79%，含滑石粉的泡沫从 54% 上升到 81%），然后在 3.5 年内速度较慢（参考值达到 86%，泡沫剂达到 90%）与滑石粉）。针对两种泡沫类型进行，一种是参考泡沫，另一种是用 1.5% 滑石粉改性的泡沫，这已在之前的文章中进行了描述，但本工作中应用的气体含量方法使得滑石粉掺入泡沫结构的研究更加深入综合的。添加滑石粉的样品的泡孔尺寸减小了约50%，这降低了泡沫制造初期辐射对总导热率的贡献，从而促进了导热率的提高。然而，含有 1.5% 滑石粉的泡沫所表现出的初始热改善效果消失了，这可以通过更高的气体扩散以及电池气体混合物的导热率随时间的增加来解释。

 

对 10 × 8 × 2.5 cm 几何形状的参比泡沫和 1.5% 滑石粉改性 RPU 泡沫进行 GCMS 测量，结果表明，2.5 个月后，CO2 离开泡沫（参比泡沫从 21% 降至 0.03%，泡沫从 17% 降至 0.03%）含 1.5% 滑石粉）。 C5H10 在 3.5 个月内出现偏差，这可以通过在泡沫制造过程中可能未完全蒸发的液态环戊烷来解释（参考泡沫从 28% 上升到 39%，含 1.5% 滑石粉的泡沫从 29% 上升到 35%） ，然后开始离开泡沫，3.5年后其含量为参考13%，含滑石粉的泡沫为10%。空气在细胞内扩散得更快，直到一年点（参考从 51% 上升到 79%，含滑石粉的泡沫从 54% 上升到 81%），然后更慢地扩散到 3.5 年点（达到 86 %为参考，90%为含滑石粉的泡沫）。

 

研究气体混合物含量随时间的变化有助于开发具有所需气体成分的泡沫的制造，并控制泡沫的初始导热率以及相应的长期值。

 

1.Szycher, M. Szycher’s Handbook of Polyurethanes, 2nd ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2012.

2.Choi, S.W.; Jung, J.M.; Yoo, H.M.; Kim, S.H.; Lee, W.I. Analysis of thermal properties and heat transfer mechanisms for polyurethane foams blown with water. J. Therm. Anal. Calorim. 2018, 132, 1253–1262.

3.Zhang, H.; Fang, W.-Z.; Li, Y.-M.; Tao, W.-Q. Experimental study of the thermal conductivity of polyurethane foams. Appl. Therm. Eng. 2017, 115, 528–538

 

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