聚丙烯发泡塑料性能突显研究开发大有可为(上)

聚丙烯是一种结晶聚合物,其发泡只能在结晶熔点附近进行,超过熔点熔体粘度迅速下降。通用聚丙烯树脂的熔体强度很低,发泡成型非常困难。但和其他聚烯烃材料相比,聚丙烯具有较高的刚性、优良的力学性能、良好的热和化学稳定性。首先综述了研究开发聚丙烯发泡材料成为创新热点,接着分析了聚丙烯发泡材料的性能特点及应用领域,然后介绍聚丙烯材料的发泡制备技术,最后讨论聚丙烯泡沫塑料的成型工艺,同时指出了聚丙烯材料发泡制品的应用与市场发展前景。     

国内外聚丙烯发泡材料的发展概况

本文介绍了聚丙烯发泡材料的发泡机理、工艺方法及具有的优良特性 ,并列举了PP发泡制品在包装、汽车和隔热材料等各个领域的应用     

聚丙烯微孔发泡材料泡孔结构控制的研究进展

聚丙烯微孔发泡材料具有较好的性能和较高的比强度,泡孔结构是影响聚丙烯微孔发泡材料性能的关键因素,其主要由聚丙烯基体性质、共混改性、添加纳米粒子、控制工艺条件等因素控制。从这些影响因素出发,综述了近年来聚丙烯微孔发泡材料泡孔结构控制的研究进展,并展望了其应用前景。     

高熔体强度聚丙烯发泡进展

本文介绍了聚丙烯发泡材料因其具有较高的刚性、优良的力学性能、良好热和化学稳定性及可回收性等,在多领域方面得以应用。而普通聚丙烯发泡温度窄,普遍提出以高熔体强度聚丙烯制备聚丙烯发泡材料。本文还介绍了制备高熔体强度聚丙烯四种方法及制备聚丙烯发泡材料的四种加工方法,并对聚丙烯发泡材料的应用前景进行探讨。     

发泡聚丙烯材料的动态力学行为研究

目的研究发泡聚丙烯材料的厚度对其冲击性能的影响。方法对4种不同厚度的发泡聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析其接触力、最大位移、最大应变以及吸收能,研究动态条件下发泡聚丙烯材料的力学性能。结果当冲击能一定时,增加发泡聚丙烯材料的厚度,其接触力会逐渐减小,接触时间会逐渐增加;冲击能和厚度一定时,厚度与最大位移、吸收能成正比例相关,但对最大接触力和最大应变无明显影响;任意厚度的发泡聚丙烯材料,其冲击能和厚度的增加会导致其最大接触力、最大位移、最大应变、吸收能的增加。结论在研究的冲击能量和厚度范围内,吸收能不受发泡聚丙烯材料厚度的影响,由冲击能决定。     

我国发泡木塑复合材料的研究现状及趋势

对我国发泡木塑复合材料的研究进展进行了概括和评述,指出了在我国进一步深入研究发泡木塑复合材料的重要性。重点介绍了聚丙烯基和聚乙烯基发泡木塑复合材料的研究现状;并展望了发泡木塑复合材料领域研究的发展趋势,认为应在发泡木塑材料的原料种类拓宽、制备工艺过程控制、相关发泡机理以及专用制造设备等方面进行更深入研究。     

纤维对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为的影响

采用化学发泡法注塑成型工艺制备了微发泡聚丙烯(PP)/纤维复合材料,通过流变理论和纤维与树脂的界面行为,研究了玻璃纤维(GF)、芳纶纤维(AF)和碳纤维(CF)对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为的影响。结果表明,纤维的加入可以有效改善微发泡PP材料的泡孔结构,改善效果CFGFAF,这归因于纤维的成核能力和PP/纤维复合材料流变性能的综合作用;比表面积越大、长度越短和分散性越好的纤维可以提供更多的成核点位置,从而可以获得具有较小泡孔尺寸和较大泡孔密度的微发泡材料。     

发泡聚丙烯动态缓冲性能分析

目的研究发泡聚丙烯材料的动态缓冲特性。方法对发泡聚丙烯材料进行动态压缩试验,分析密度、厚度、跌落高度对发泡聚丙烯动态缓冲性能的影响。结果发泡聚丙烯密度越大,动态压缩特性曲线最低点对应的加速度和静应力越大,最小缓冲系数越大。发泡聚丙烯厚度越大,曲线最低点对应的最大加速度越小,对应的静应力越大。随着跌落高度的增加,曲线最低点对应的最大加速度逐渐增加,静应力逐渐减小。结论在安全范围内,考虑到轻量化和成本因素,选择缓冲材料时需要综合考虑材料的密度、厚度以及实际的运输环境。     

细微型发泡聚丙烯材料

美国阿曼泰库公司研制成一种新型发泡聚丙烯材料 ,它具有封闭的细微独立气泡 ,因此发泡率大大提高。它还有以下特点 :密度比其它发泡制品小得多 ,因此阻热性及防水性更佳 ;耐腐蚀性强 ;有良好的缓冲性能 ;耐磨性大。这种发泡聚丙烯材料在包装业等领域有广泛的作用细微型发泡聚丙烯材料@李兵     

聚丙烯/β-环糊精复合材料发泡性能及力学性能的研究

以β-环糊精(BC)为成核剂,通过微孔注塑发泡工艺制备了发泡聚丙烯(PP)复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等技术,研究了不同含量BC (0.25%～7%,质量分数,下同)对发泡聚丙烯复合材料发泡性能及力学性能的影响。结果表明:随着BC的加入,PP的发泡性能得到明显改善。添加7%的BC可以得到理想的泡孔形貌,泡孔直径为27.17μm,密度达1.23×10~7cell/cm~3。BC的加入使PP的结晶温度、结晶速率、粘度均有明显改善,有利于PP在更高温度下结晶并防止泡孔坍塌和并泡。与发泡聚丙烯材料相比,发泡PP/BC复合材料的拉伸、弯曲、冲击强度分别提高了21.2%、7%、12%。     

Study of static cushioning properties and construction of a database for static cushioning properties

The rapid advance of computerization in industrial package design has led to a strong tendency toward CAD/CAM systems using personal computers for quick design and trial manufacturing. New tools based on a database of the cushioning properties of packaging materials will be needed for the design of package cushioning. Using a compression testing machine with computer control, an attempt has been made to construct such a database with registered characteristics for 47 samples of foamed polyethylene, foamed polypropylene and foamed polyethylene-polystyrene. This database offers the following functions and is recorded on floppy disk: (i) calculation of static cushioning properties (value); (ii) print-out of the computed results; (iii) drawing characteristic figures for designing package cushioning; (iv) indicating optimum value of static cushioning properties; (v) additional registration of new samples.     

Characterisation of Strength Behaviour of Aluminium Foam Sandwiches Under Static Load

Abstract: Cellular metals, particularly aluminium foams, are increasingly used in automotive, railcar and aircraft industries due to their advantages such as low density, comparatively high stiffness, noise damping or non‐flammability. From this point of view a new powder‐compact forming and foaming technique has been developed to manufacture 3D‐aluminium foam sandwich (AFS) parts for components of railcars without glued joint between the foamed core layer and both cover sheets. Three different stages of foam expansion have been analysed to describe the material properties. We have characterised samples made of plane AFS panels by compression, bending and shear tests. The shear strain is optically measured by digital image correlation to estimate the shear modulus of foamed sandwiches. Furthermore, these experimentally determined values and curves are the basis for the verification and optimisation of finite element models by design of experiments. As a result of this work, recommendations could be derived for improving technological parameters.     

泡沫铝填充多棱管的吸能分析

通过LS-DYNA模拟分析泡沫铝填充多棱管的准静态过程。以柱壳比（R）作为比较具有不同截面形状的泡沫铝填多棱管的依据。通过比吸能、比力和能量吸收率,实现泡沫铝填充多棱管吸能性能的定量化比较分析。研究发现在具有相同柱壳比的条件下,泡沫铝填充四棱管的比吸能最高;泡沫铝填充八棱管的能量吸收率最高（约78%）;四棱管的吸能量占泡沫铝填充四棱管总吸能量的比例最小（约57%）。不同的几何形状和结构对泡沫铝填充多棱管的吸能性能有着显著的影响。同时,对泡沫铝填充多棱管的变形模式和内在机制也做了初步的分析     

多孔性吸声材料的研究进展

本文阐述了吸声材料在实际使用中的地位和意义,简单介绍了多孔吸声材料的种类及其性能特点.详细介绍了多孔泡沫吸声材料,其内容涉及泡沫金属材料的制备工艺、吸声性能和影响因素,以及泡沫塑料、泡沫玻璃和复合泡沫材料的特性、用途、研究进展和应用现状.     

POE/EVA复合发泡材料的研究

将乙烯-辛烯共聚物(POE)应用于乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)发泡材料中,考察了POE用量对POE/EVA复合发泡材料性能的影响。对发泡材料的泡孔结构进行扫描电子显微镜观察,对发泡材料的各项物理性能进行了测试。探讨发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)、交联剂过氧化二异丙苯(DCP)、滑石粉等用量对POE/EVA复合发泡材料性能的影响规律,获得综合性能优良的高弹POE/EVA复合发泡材料的优化配方。     

泡沫铝室温声频内耗特征

采用声频内耗仪测定了泡沫铝在室温下不同振幅、频率的内耗，研究了泡沫铝的室温声频内耗特征，并讨论了泡沫铝内耗产生的机理。     

泡沫铝-聚氨酯复合结构的缓冲性能研究

研究了以泡沫铝为基体,以聚氨酯为增强体组合而成的泡沫铝-聚氨酯复合结构,其综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。利用Ansys软件建立了泡沫铝-聚氨酯缓冲包装装置模型,通过分别填充体积比例为4.31%,8.04%及12.15%的泡沫铝,用Ansys对缓冲包装装置进行了应力分析,得到了装置各部分的变形情况,分析了装置的冲击吸振性能;仿真结果表明:在加速度达到7 800g时,该装置缓冲性能优于单体。     

泡沫铝在噪声控制中的应用

在基体中分散着无数气泡的泡沫铝是一种用途广泛的功能材料。文中概述了泡沫铝的吸声机理、吸声结构,以及气孔率、压缩率、板厚、空气层厚度对泡沫铝吸声性能的影响,给出了泡沫铝用于噪声控制的典型实例。     

泡沫混凝土的研究及应用现状

论述了国内外泡沫混凝土的研究应用现状以及取得的一些成果。从泡沫剂的种类,泡沫剂的性能评定,泡沫的制备技术等方面回顾了泡沫剂的研究及应用。探讨了泡沫混凝土中存在的一些缺陷,对泡沫混凝土今后的发展进行了展望。     

短纤维混杂增强PP复合泡沫材料的力学性能

将助剂预混与二次挤出工艺相结合制备含短纤维预发泡粒料, 并用型内二次发泡工艺制备了短炭纤维(SCF)、 短玻璃纤维(SGF)混杂增强聚丙烯(PP)复合泡沫材料。研究了在纤维总质量分数不变时, SCF与SGF的相对含量、 增强纤维与PP的界面性能及泡沫体的表观密度对PP复合泡沫材料的发泡效果和力学性能的影响。结果表明: SGF和SCF的同时加入能够改善PP的高温熔体强度, 获得孔径较小且均一的类球形的闭孔PP泡沫体。SGF和SCF混杂增强提高了PP复合泡沫材料的强度和模量, 且增强效果高于单一纤维, 当纤维总质量分数为15%, 且SGF ∶SCF为1 ∶1时(质量比), PP复合泡沫材料的抗弯强度和抗压强度最高, 而SGF ∶SCF为3 ∶1时, PP泡沫复合材料的冲击韧性和压缩模量达到最大值 。泡沫体的表观密度对PP复合泡沫材料的冲击韧性和抗压强度影响显著, 当表观密度从0.32g/cm3增至0.45g/cm3时, 冲击韧性和抗压强度分别从4.29kJ/m2和6.57MPa 提高到17.87kJ/m2和20.57MPa。