天然海绵最早由古希腊人在海中发现,因其吸收水分的特性,被当成清洁工具使用。随着时间的发展,新型合成海绵的发明,以及海绵材料体系的完善,人们赋予了海绵材料越来越多的特性,为了适应不同的使用需求,人们开发了品类繁多的海绵材料,下面将按不同性质对这些海绵材料进行大概分类,并对其物化特性进行概述。
1.按开孔类型区分,有开孔,闭孔两种类型
结构上的差异:
因为发泡工艺的差异,海绵内部气泡会有结构上的差异,开孔海绵其内部结构由很多开孔空洞互相连接组成,闭孔海绵其内部结构由完整的气泡组成。
物理性能上的差异:
最大负载及抗压缩形变能力。
因闭孔海绵内部结构由完整的气泡组成,可以起到更好的支撑作用,所以相对同材质,同等密度的开孔海绵而言,闭孔海绵拥有更大的硬度,更大的有效载荷。但是因闭孔海绵内部完整气泡超过有效负载会发生破裂,导致其超过一定负载后,难以恢复到以前的形状及压力压缩比,其抗压缩形变性能比开孔海绵要差。
材料的浸润性:
开孔海绵因其内部布满了相连的空洞,使其具备很好的浸润性,可吸收大部分流体。闭孔海绵内部空间相对外部空间是一个密闭的系统,很难和外界环境发生交付,因其可以起到很好的密闭,隔绝作用。
材料可塑性:
闭孔海绵因其内部完整气泡的支撑作用,因此更容易被加工成各种形状,拥有更强的可塑性。
运用场景:
开孔海绵:清洁用具,过滤材质,小负载使用环境下的缓冲保护。
闭孔海绵:密闭,隔绝作用,大负载使用环境下的缓冲保护。
开孔海绵 闭孔海绵
2.按硬度区分,有高硬度和低硬度两种类型
目前对海绵硬度还没有一个绝对的区分标准,高硬度和低硬度只是相对而言。在同种材质,同等内部结构的前提下,密度越大的海绵相对而言硬度也越高。
就使用场景而言,低硬度海绵更倾向于低负载情况下的缓冲保护,密封,遮光等方面的运用。高硬度海绵则倾向于高负载情况下的承载,支撑,隔离等运用。
3.按回弹速度区分,有高回弹和低回弹两种类型
关于海绵的回弹速度,业界内没有统一的区分标准。此处所说的低回弹海绵一般业界内又称为惰性海绵或记忆海绵,其压缩后回弹速度非常慢,其余海绵相对而言就是高回弹海绵。
低回弹海绵往往可以很好的贴合承载物的曲线,可以很平均的分担承载物 的压力,一般主要应用于床上用品的支撑以及高精密仪器的保护等场景。
4.按海绵材质区分
目前得到广泛应用的海绵材质分别是:聚氨酯发泡体,EPDM(三元乙丙橡胶)发泡体,EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)发泡体,氯丁橡胶,硅橡胶,氟橡胶。
各材质主要特点:
聚氨酯发泡体:拥有较高的耐磨性和机械强度高。
EPDM发泡体:拥有良好的耐候性,老化速度慢,价格实惠。
氯丁橡胶:有良好的物理机械性能,耐油,耐酸碱、化学试剂腐蚀,具有一定的阻燃性,可在80℃~100摄氏度的环境下长期工作,但是不耐低温。
硅橡胶:耐高温,耐低温,耐氧化,具备生理惰性,不会散发有毒,有害物质污染工作环境。
氟橡胶:拥有优异的化学稳定性,耐高温,耐老化,耐辐射,是所有合成橡胶中综合性能最好的产品,相对应的成本也较高。低温性能不佳。
5.按特殊功能区分
为了满足日益复杂的使用需求,人们根据混合不同的添加剂,制造出拥有不同特殊性的海绵材料,目前应用较为广泛的海绵材料大致可分为如下种类。
阻燃海绵 防静电海绵
过滤海绵 导电海绵