超临界CO_2发泡聚苯乙烯工艺研究

以超临界CO_2为发泡剂,采用釜压法在不同发泡工艺条件下制备了聚苯乙烯(PS)发泡试样,通过扫描电子显微镜对PS发泡试样的泡孔形貌进行了表征,探讨了不同发泡工艺对PS发泡试样发泡性能的影响。结果表明,随发泡温度的升高,PS发泡试样泡孔尺寸增大,泡孔密度下降,而泡沫密度呈现先降低后升高的趋势,发泡倍率与此相反;增大保压时间和保压压力,可提高试样的发泡效果。当发泡温度为136℃,保压压力为20 MPa,保压时间为4 h时,PS发泡试样的发泡效果最好,其泡沫密度为0.043 g/cm~3,发泡倍率为24.4,泡孔尺寸为59.8μm,泡孔密度为6.20×107个/cm~3。     

热塑性聚氨酯高压釜发泡工艺的研究

利用高压釜对热塑性聚氨酯(TPU)进行发泡,考察了发泡温度、泄压速率、熔体流动性对泡孔结构、发泡倍率的影响。结果表明,TPU在发泡温度185和195℃下,均可得到泡孔结构;泡孔平均直径随着泄压速率的增大而减小;两种发泡温度下的泡孔密度随着泄压速率的增大,具有不同的趋势;最大发泡倍率出现在发泡温度195℃、泄压速率1. 72 MPa/s的条件下。     

扩链PBS的微孔发泡行为研究

以聚丁二酸丁二醇酯（PBS）为基体,加入不同含量的扩链剂,通过熔融共混法制备扩链PBS样品。随后以超临界CO₂作为物理发泡剂,通过釜压发泡法在87 ℃下对PBS进行物理发泡。结果表明,随着扩链剂含量的增加,PBS的结晶温度先升高后略微下降,结晶度略微提高,黏弹性改善;随着扩链剂含量的增加,泡孔尺寸和发泡倍率逐渐减小,泡孔密度逐渐增加;当扩链剂含量为8 %（质量分数,下同）时制备的扩链PBS微孔泡沫的泡孔尺寸为9.2 μm,泡孔密度为1.93×10⁹ 个/cm³。     

EMA对PBAT的扩链改性及其微孔发泡行为

为解决聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)可发性差的问题,以乙烯–甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)作为扩链剂对PBAT进行扩链改性。结果表明,随着EMA含量的增加,PBAT样品的特性黏度和支化度逐渐提高,说明扩链反应成功;PBAT样品的结晶温度和结晶度略有增加,结晶性能得到改善;PBAT样品的流变性能得到改善,说明样品的可发性逐步改善。然后,以氮气为物理发泡剂,通过固相发泡法制备PBAT微孔泡沫。结果表明,随着EMA含量的增加,PBAT泡沫的泡孔尺寸、泡孔密度和发泡倍率逐渐增加。随着发泡温度的升高,PBAT泡沫的泡孔尺寸和发泡倍率逐渐增大,泡孔密度稍有减小。     

发泡工艺对超临界CO_2/PLA微孔发泡泡孔形态的影响

研究了超临界CO2/PLA微孔发泡过程中,发泡温度、饱和压力、剪切速率对聚合物PLA泡孔形态的影响。结果表明,发泡温度对泡孔形态影响很大,温度降低,熔体强度增加,泡孔塌陷和合并减少,发泡材料的泡孔密度增大,泡孔尺寸减小,但温度太低时,熔体黏度和表面张力增加,发泡样品泡孔密度较低,泡孔壁较厚;压力对发泡形态的影响也是很显著的,压力太低,CO2的溶解度小,泡孔壁厚,泡孔分布不均匀。随着压力升高,CO2的溶解度增加,发泡样品的泡孔密度增加,泡孔更加均匀;随着转子转速增加,泡孔尺寸减小,气泡成核密度增大。但是转子转速过快,泡孔沿剪切的方向被拉长,泡孔取向严重,泡体质量变差。     

发泡剂与螺杆转速对PP等挤出发泡性能的影响

以BIH40为发泡剂,采用挤出成型工艺,分别制备了聚丙烯(PP),低密度聚乙烯(PE–LD)和聚乳酸(PLA)挤出发泡材料,研究了发泡剂含量和螺杆转速对这3种发泡材料挤出发泡性能的影响。结果表明,当螺杆转速为26 r/min时,随着发泡剂含量从0.5%增加到2.0%,3种发泡材料的发泡倍率均逐渐增大,PP和PE–LD的泡孔平均尺寸也增大,而PLA的泡孔尺寸先增大后减小。当发泡剂质量分数为2.0%时,随着螺杆转速从26 r/min提高到42 r/min,PP的发泡倍率增大,泡孔平均尺寸减小;PE–LD的发泡倍率和泡孔平均尺寸均先增大后减小;PLA的发泡倍率基本不变,泡孔平均尺寸略有下降。当发泡剂BIH40质量分数为2.0%时,在相同螺杆转速下,PLA的发泡性能要优于PP和PE–LD,其泡孔尺寸较PP和PE–LD更小更均匀,单位面积上的泡孔数量明显高于PP和PE–LD。     

成核剂对聚丙烯釜压发泡的影响

用超临界二氧化碳（CO2）釜压发泡的方法,研究了成核剂类型、成核剂粒径以及成核剂添加量对聚丙烯（PP）发泡材料泡孔结构的影响。结果表明,用碳酸钙（CaCO3）作成核剂时PP泡沫的泡孔完整性高,泡孔尺寸分布均匀,且发泡倍率比添加蒙脱土及滑石粉时的要大;成核剂粒子粒径越小,体系的成核点越多,发泡时产生的气泡核越多,所得到的PP泡沫的泡孔密度越大,但是由于纳米碳酸钙（nano-CaCO3）更容易出现团聚现象,直接导致最终发泡制品产生泡孔破裂以及发泡倍率的降低;成核剂CaCO3的添加量为3份时,与添加1份和5份相比,可得到发泡倍率更高,泡孔密度更大的PP泡沫。     

发泡倍率对聚丙烯/纳米二氧化硅复合微孔发泡材料结构与性能的影响

采用双螺杆熔融共混法制备聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料。用化学发泡法注塑成型制备聚丙烯/纳米二氧化硅复合微孔发泡材料。研究了发泡倍率对微孔发泡材料结构与性能的影响。结果表明:泡孔平均直径随着发泡倍率的增加先减小后增大,泡孔密度随着发泡倍率的增加先增加后减少;微孔发泡材料的缺口冲击强度随着发泡倍率的增加而增加,拉伸强度随着发泡倍率的增加而线性降低。     

聚乳酸/聚氨酯复合多孔材料制备及吸油性能研究

以聚乳酸（PLA）为基体,添加不同含量聚氨酯（TPU）熔融共混制备具有不同相形态的PLA/TPU共混物,基于超临界二氧化碳（scCO₂）微孔发泡工艺,研究不同发泡温度下PLA/TPU复合多孔材料泡孔结构、发泡倍率和开孔率对样品吸油性能的影响。结果表明,随着TPU含量从10 %（质量分数,下同）增加到50 %,共混物从典型的“海?岛”相形态转变为部分共连续相形态,PLA基体黏弹性提升,结晶能力下降;PLA70组分发泡后泡孔结构更为均匀,随着发泡温度的增加,泡孔尺寸和发泡倍率先增大后减小,在94 ℃发泡温度下发泡样品发泡倍率达到29.1倍,最大开孔率75 %;TPU的加入显著增加了PLA基体的弹性回复能力,94 ℃发泡温度下的发泡样品具有最大的抗压强度,永久形变量最小;针对硅油和环己烷的吸油测试发现对硅油的吸油量大于环己烷,发泡材料的吸油量与发泡倍率和开孔率的乘积成正比,针对硅油单次最大吸油量为10.4 g/g。     

影响聚丙烯发泡倍率和泡孔结构的主要工艺参数研究

以自行研制的高熔体强度聚丙烯为原料,在同向双螺杆挤出机-熔体泵发泡系统上,采用超临界二氧化碳为发泡剂,分析研究了影响聚丙烯发泡倍率和泡孔结构的主要因素.结果表明:随发泡剂注入量增大,聚丙烯发泡倍率提高,但发泡剂注入量应控制在一定的范围内,小于气体在聚丙烯熔体中的溶解度,否则,泡孔容易破裂、合并,发泡倍率降低;熔体温度是影响聚丙烯发泡倍率的关键因素,随熔体温度降低,聚丙烯发泡倍率增大,控制熔体温度在聚丙烯树脂结晶温度以上5℃左右内,能够得到发泡倍率高,泡孔结构好的聚丙烯发泡体;聚丙烯泡孔结构参数与机头压力和熔体温度密切相关,提高机头压力有利于气泡成核,降低熔体温度有利于减少气泡合并和破裂,得到泡孔尺寸小且均匀、泡孔密度高的聚丙烯发泡制品.