聚合物纳孔发泡材料制备方法研究进展

综述了近年来聚合物纳孔发泡材料的制备方法,重点对嵌段共聚物和纳米级分散相聚合物共混物发泡法的原理及研究成果进行了介绍和总结,并对其研究方向进行了展望。     

聚合物微发泡材料制备技术应用研究进展

20世纪90年代末,超临界流体(SCF)制备聚合物微发泡材料实现了工业化,这种方法制备的微发泡材料具有非常多的优点,被誉为"21世纪的新型材料"。主要介绍了聚合物微发泡材料应用研究方面的进展,主要涉及聚合物微发泡材料的制备方法及其特点,工艺参数对成型过程的影响及成型设备的特点等方面,重点探讨了非连续方法和连续方法的提出及其发展过程。     

聚合物微发泡材料制备技术理论研究进展

20世纪90年代末,超临界流体(SCF)制备聚合物微发泡材料实现了工业化,这种方法制备的微发泡材料具有非常多的优点,被誉为"21世纪的新型材料"。介绍了SCF的概念、性质以及其在相关领域的应用情况。然后对聚合物微发泡材料的理论研究进展进行了介绍,主要回顾了3个方面的研究内容,包括气体在聚合物中的溶解行为、泡孔的形成和长大机理以及聚合物/气体体系的流变行为等。这些基础性的研究工作对于深入理解聚合物微发泡材料的形成机理及后续的应用研究具有非常重要的意义。     

微孔发泡材料制备技术研究进展

对微孔发泡材料制备技术的研究进展进行了综述,对微孔发泡技术的基本原理、常用发泡剂和微孔发泡材料的制备方法等方面进行了详细的介绍和分析。微孔发泡材料的制备大体上可分为间歇法、注射成型法和连续挤出法,各种方法各有其优点和适用的领域。     

超临界流体改性高分子聚合物研究进展

超临界流体因兼具液体和气体特性而倍受关注。主要介绍二氧化碳、甲醇、水等超临界流体在高分子聚合物改性、废旧塑料/橡胶回收、纤维素水解及其他方面的应用,并展望了超临界流体在高分子材料领域的应用前景。     

超临界二氧化碳制备热塑性聚氨酯弹性体发泡材料的发泡机理和性能研究

用超临界二氧化碳制备热塑性聚氨酯弹性体发泡材料(E-TPU),分析发泡机理并研究发泡性能。结果表明:泄压速率和发泡温度是影响E-TPU发泡性能的两个重要因素;增大泄压速率有利于提高气泡成核速率和成核数量;升高发泡温度使气泡易膨胀长大,E-TPU密度减小;但发泡温度过高会导致气泡破裂和塌陷,E-TPU密度增大;当发泡温度为130℃左右时,E-TPU密度最小,发泡性能最好。     

超临界氮气制备热塑性聚氨酯发泡材料及其性能

将超临界氮气与热塑性聚氨酯(TPU)熔融共混后,通过注塑成型制备了发泡TPU,考察了TPU的流变性能,并对比了TPU发泡前后的分子链结构、热稳定性、玻璃化转变温度及物理机械性能。结果表明,相比于TPU,发泡TPU的热稳定性有所提高,玻璃化转变温度降低,熔融温度和结晶温度升高。发泡TPU的密度、邵尔A硬度、扯断伸长率及杨氏模量均有所下降,回弹率和热收缩率有所提高,这均与超临界氮气在TPU中形成的泡孔结构有关。     

超临界流体法制备聚醚酰亚胺泡沫的研究

研究了超临界流体发泡聚醚酰亚胺(PEI)的制备方法,采用复合超临界流体发泡剂解决了PEI发泡倍率不高的问题。结果表明:制备的发泡粒子表观密度15~20 kg/m~3,闭孔率100%,泡孔直径小于100μm,发泡倍率高达50~60。采用物理发泡法,加工过程没有改变原树脂的化学结构和性能,可以最大程度保持聚PEI树脂的特性。     

超临界二氧化碳间歇式发泡法制备PP、PP/POE微孔发泡材料

采用超临界二氧化碳间歇式发泡法,成功制备了聚丙烯(PP)、PP/POE(乙烯-辛烯共聚物)微孔发泡材料。研究了发泡温度、饱和压力、POE含量对PP复合材料发泡性能的影响,并且,通过研究发泡材料的微观形貌、泡孔直径和膨胀倍率,得到最佳POE添加量。结果表明,在156℃、20 MPa条件下,PP可形成泡孔直径均一、高体积膨胀比的闭孔结构材料。加入POE后,PP复合材料的发泡性能得到改善,对发泡区间影响显著,PP/POE(80∶20)的发泡温度区在40℃以上;PP/POE(80∶20)随着发泡温度的上升,泡孔平均直径先增加后下降,泡孔密度和体积膨胀比逐渐增大;在120℃、20 MPa条件下,添加20%POE,得到了发泡范围大且泡孔均一性较好的发泡材料,泡孔密度为1.13×10¹¹个/cm³,泡孔孔径为2.81μm。     

机械发泡法制备脲醛泡沫材料的研究

采用机械发泡法制备了脲醛泡沫材料.探讨了表面活性剂种类以及浓度的选择、脲醛树脂液的黏度、发泡温度等影响制备过程中泡沫稳定性的各种因素.结果表明:在温度为25 ℃左右、黏度为20～28 s时,用浓度为8 g/L的十二烷基苯磺酸钠作发泡剂时制得的泡沫材料综合性能较佳.     

Supercritical CO2-assisted extrusion foaming: A suitable process to produce very lightweight acrylic polymer micro foams

A strategy of CO₂-assisted extrusion foaming of PMMA-based materials was established to minimize both foam density and porosities dimension. First a highly CO₂-philic block copolymer (MAM: PMMA-PBA-PMMA) was added in PMMA in order to improve CO₂ saturation before foaming. Then the extruding conditions were optimized to maximize CO₂ uptake and prevent coalescence. The extruding temperature reduction led to an increase of pressure in the barrel, favorable to cell size reduction. With the combination of material formulation and extruding strategy, very lightweight homogeneous foams with small porosities have been produced. Lightest PMMA micro foams (ρ = 0.06 g cm⁻³) are demonstrated with 7 wt% CO₂ at 130°C and lightest blend micro foams (ρ = 0.04 g cm⁻³) are obtained at lower temperature (110°C, 7.7 wt% CO₂). If MAM allows a reduction of T^foaming, it also allows a much better cell homogeneity, an increase in cell density (e.g., from 3.6 10⁷ cells cm⁻³ to 2 to 6 10⁸ cells cm⁻³) and an overall decrease in cell size (from 100 to 40 μm). These acrylic foams produced through scCO₂-assisted extrusion has a much lower density than those ever produced in batch (ρ ≥ 0.2 g cm⁻³).     

热塑性聚醚酯弹性体硬段含量对其超临界CO 2发泡行为的影响

研究了以聚对苯二甲酸丙二醇酯(PBT)为硬段,聚四氢呋喃醚(PTMG)为软段的热塑性聚醚酯弹性体（TPEE）在超临界CO ₂作用下的固态发泡行为,考察了硬段含量的差异对结晶行为,CO ₂在TPEE中溶解度及扩散行为,以及固态发泡行为的影响。发现硬段含量的差异对TPEE结晶行为影响尤为显著,当硬段含量由29%上升到65%时,其熔点从162.6℃上升至201.9℃,且结晶度由20%上升到40%。结晶的存在抑制了CO ₂在基体内的溶解度且阻碍了其在基体内的扩散。由不同硬段的TPEE中CO ₂溶解度和扩散过程的变化可知,CO ₂更倾向于溶解在TPEE软区内,而由结晶为主构成的硬区中CO ₂溶解量较低。通过研究高压CO ₂环境下的TPEE等温结晶过程发现,经扩散进入TPEE软区内的CO ₂可以提升TPEE链段运动能力,诱导未结晶链段通过规整堆叠而结晶。在CO ₂压力15 MPa经快速降压发泡聚醚酯弹性体,发现随着硬段含量的增加,其温度发泡窗口向高温区移动,当硬段含量为29%时,发泡温度区间为50~160℃,平均孔径4.6~16.5 μm,泡孔密度8.1×10 ⁷~7.5×10 ⁸cells/cm ³,发泡倍率1.1~5.8;当硬段含量为65%时,发泡温度区间为165~195 ℃,平均孔径1.8~6.8 μm,泡孔密度2.6×10 ⁸~1.1×10 ¹¹ cells/cm ³,发泡倍率1.0~4.2。     

超临界二氧化碳发泡EPDM/LDPE热塑性弹性体微孔泡沫

本文通过熔融共混制得了EPDM/LDPE热塑性弹性体,压制标准试样,然后使用超临界二氧化碳作为发泡剂在高压反应釜中进行物理发泡。通过万能拉力机测试了弹性体力学性能,用扫描电镜观察了拉伸断面和泡孔的微观结构。结果表明：DCP硫化体系的热塑性弹性体的综合力学性能要优于硫黄硫化体系,随着硫化剂用量的增多,拉伸强度和撕裂强度有一个最大值,硬度上升;橡塑比在4:6时,力学性能达到最佳,最大拉伸强度为7.5MPa,最大撕裂强度为27.6MPa。扫描电镜观察其拉伸断面形貌,表明EPDM橡胶相与LDPE塑料相呈现“海-岛”两相微观结构;泡孔大小均匀性较好,成功制备了微米级微孔泡沫且泡孔大小分布均匀。     

一种新型发泡剂的泡沫稳定性研究

对阳离子表面活性剂CHLB(一种新型发泡剂),采用Waring-Blender搅拌法进行了泡沫性能研究。结果表明,该发泡剂在体系中的最佳浓度为0.90%,具有较好的耐盐性,泡沫性能受上沙溪庙组地层岩屑的影响较小,所能容忍的水侵量约为泡沫基液的2倍,能够承受一定的柴油污染。     

PP/超临界CO2连续挤出发泡成型

以超临界CO2为发泡剂,在连续挤出发泡过程中研究了超临界CO2用量对高熔体强度均聚聚丙烯(PP)发泡成型过程的影响.随着超临界CO2用量的增加,发泡挤出机口模压力降低,试样发泡倍率降低,泡孔尺寸变小,泡孔密度提高.在w(CO2)为3%,5%时,得到发泡倍率最高为13左右的PP发泡材料.w(CO2)为7%,发泡温度为12...     

超临界流体在塑料加工中的应用研究进展

阐述了超临界流体（SCF）技术的原理、特性以及在塑料加工中的应用进展,具体介绍了SCF在塑料微发泡、塑料降解、塑料改性、无水染色、辅助雾化、萃取以及绿色增塑等方面的应用。可以看出SCF技术能够解决塑料加工中传统工艺难以克服的问题,在新型塑料加工技术中具有广阔的应用前景。SCF技术在塑料加工中的引入为塑料加工行业绿色化、高性能化发展提供了新途径。     

Two-step micro cellular foaming of amorphous polymers in supercritical CO2

Microcellular foaming of amorphous rigid polymers, polymethylmethacrylate (PMMA) and polystyrene (PS) was studied in supercritical CO₂ (ScCO₂) in the presence of several types of additives, such as triblock (styrene-co-butadiene-co-methylmethacrylate, SBM and methylmethacrylate-co-butylacrylate-co-methylmethacrylate, MAM) terpolymers. This work is focused in the two-step foaming process, in which the sample is previously saturated under ScCO₂ being expanded in a second step out of the CO₂ vessel (e.g. in a hot oil bath) where foaming is initiated by the change of temperature near or above the glass transition temperature of the glass/polymer glassy system. Samples were saturated under high pressures of CO₂ (300 bar), at room temperature, for 16 h, followed by a quenching at a high depressurization rate (150 bar/min). In the last step, foaming was carried out at different temperatures (from 80 °C to 140 °C) and different foaming times (from 10 s to 120 s). It was found that cellular structures were controlled selecting either the additive type or the foaming conditions. Cell sizes are ranging from 0.3 μm to 300 μm, and densities from 0.50 g/cm³ to 1 g/cm³ depending on the polymers considered.     

Study of different effect on foaming process of biodegradable bionolle in supercritical carbon dioxide

Microcellular foaming of biodegradable Bionolle in supercritical CO₂ has been produced. The effects of a series of variable factors, such as saturation temperature, saturation pressure, and depressurization time and step on the foam structures and density, were studied through measurement of density and SEM observation. The experimental results show that higher saturation temperatures lead to an increase in bulk densities; and different depressurization time and step result in different product cell morphology. In addition, at some saturation temperature, the orientation of the cells can be found in the product morphology. XRD experimental results show that the foaming treatment with SC CO₂ increased the crystallinity of Bionolle. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 100: 2901–2906, 2006     

关于超临界流体染色的工艺基础研究

超临界流体染色 (SFD)是一种在技术、经济和环保等方面极具优势的染色新工艺。简要分析了现有水染工艺的缺陷 ,重点论述了SFD工艺的特点、基础研究的现状及存在的问题 ,探讨了今后的目标、主要内容和技术路线等     

致孔法制备新型CMCTS-g-PAA大孔高吸水树脂

在过硫酸铵的引发下,使丙烯酸在羧甲基壳聚糖的分子链上接枝聚合,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,并加入NaHCO₃为致孔剂,制得具有大孔结构的羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸（CMCTS-g-PAA）高吸水性树脂。采用Voigt模型成功地对树脂的溶胀动力学进行了模拟,并确定了模型中的各参数在高吸水树脂溶胀过程中的意义。通过溶胀动力学及SEM的表征,研究讨论了致孔剂的加入量,致孔剂加入时间与聚合物的凝胶过程的配合等因素对所合成树脂的表面形貌和吸水速率的影响。