注塑用聚丙烯化学发泡专用料的研制与性能

将PP/LDPE共混物、硬脂酸改性碳酸氢钠(Na HCO3)与纳米碳酸钙(纳米Ca CO3)作为原料,采用闭模发泡注塑工艺制备了聚丙烯(PP)化学发泡专用材料。通过熔体流动速率(MFR)、热重分析(TG)与扫描电镜(SEM)对其进行了表征,研究了硬脂酸对碳酸氢钠分解温度的影响,熔体强度、改性碳酸氢钠与成核剂对减重率与力学性能的影响。结果表明,硬脂酸与碳酸氢钠按照1∶2的比例加入,使初始分解温度提高到184℃,分解区间为184～199℃,熔体强度与改性碳酸氢钠用量的提高均可使发泡试样的减重率增大,成核剂的加入提高了发泡试样的冲击强度。当加入改性Na HCO32. 5份,成核剂Ca CO32份,LDPE 20份时,减重率为9. 25%,冲击强度为32. 7 k J/m2,与未发泡材料的冲击强度(23. 8 k J/m2)相比,提高了37. 4%。     

LDPE共混改性PP的结晶行为及模压发泡效果

采用单螺杆挤出机制备了低密度聚乙烯(LDPE)共混改性聚丙烯(PP)可发性粒料,并通过模压发泡工艺得到改性PP发泡材料;考察了发泡剂的热分解特性以及LDPE的含量对共混体系的熔融/结晶行为、晶体结构和发泡性能的影响。结果表明:与纯偶氮二甲酰胺(AC)相比,复合发泡剂的分解温度下降了45℃;LDPE的引入没有改变PP的晶型结构,但降低了共混体系的结晶度;当LDPE的含量为15%～20%时,LDPE/PP共混体系的发泡效果最佳。     

改性碳酸氢钠形貌及热分解性能的研究

将环氧树脂(EP)对不同粒径的碳酸氢钠(SB)进行包覆改性得到改性碳酸氢钠(EP@SB),采用扫描电镜(SEM)、红外(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)和热重(TG),探究不同粒径SB下改性碳酸氢钠形貌及热分解性能。结果表明,不同粒径的SB在EP包覆改性后其热分解性能有明显改善,其中200目的SB改性后效果较理想,起始分解温度从120.1℃升高到155.2℃,提高幅度达35.1℃;分解温度区间从58.6℃缩小到了22.6℃。极大扩宽了轻量化制品的应用范围。     

聚丙烯挤出增强结构发泡成型的研究

通过加入高熔体强度聚丙烯(HMSPP)、低密度聚乙烯(LDPE)及(乙烯/丙烯/二烯)共聚物(EPDM)对聚丙烯(PP)进行共混改性,提高其熔体强度;并在此基础上,以玻璃纤维(GF)改性PP母粒对PP进行增强,使用单螺杆挤出机获得了PP挤出增强结构发泡制品.重点分析了PP挤出增强结构发泡中HMSPP、LDPE、EPDM、GF改性PP母粒含量及工艺参数对PP挤出增强结构发泡制品的影响.结果表明,当PP为100份、LDPE为15份、EPDM为5份、GF改性PP母粒为15份,机头温度160℃,螺杆转速20 r/min,机头压力12.5 MPa时,能获得较好的PP增强结构发泡制品.     

硅烷偶联剂改性云母粉在微孔发泡PP中的应用

通过硅烷偶联剂改性的云母粉,以不同含量加入聚丙烯(PP)中,制备微发泡PP/云母粉复合材料;通过相容性和分散性分析了改性与未改性云母粉微发泡PP复合材料发泡行为和力学行为的影响规律。结果表明:改性云母粉的微发泡PP复合材料泡孔直径明显减小,泡孔密度增大;抗拉强度和冲击强度都得到提高。     

聚丙烯微孔发泡材料的研究进展

聚丙烯(PP)发泡材料具有优异的力学性能和热性能,PP属于结晶型聚合物,在温度低于熔点时,存在结晶区,相态为固态,难以发泡;而温度达到熔点时,熔体强度急剧下降,导致泡孔聚并和破裂。目前,关于超临界二氧化碳制备PP微孔发泡材料的研究主要聚焦于改善PP的发泡行为,通过添加纳米颗粒或聚合物来调控PP的结晶方式,采用直接合成、共混改性和辐照交联等手段提高PP熔体强度,以及改进发泡方法来获得PP微孔发泡材料。     

发泡用高熔体强度聚丙烯的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,在同向双螺杆挤出机上对聚丙烯(PP)进行硅烷交联,制备了高熔体强度聚丙烯(HMSPP),然后制得高发泡倍率的PP制品.实验对改性PP的熔体强度、力学性能、热性能和发泡性能进行了表征.结果表明:自制HMSPP的熔体强度是纯PP的5.01倍,力学性能和耐热性与纯PP相比均有较大提高,可用于成型高发泡倍率制品.     

聚丙烯高发泡材料

为提高聚丙烯(PP)的熔体强度,改善PP的发泡性能,用双螺杆挤出机对PP进行硅烷交联改性,制备出了高熔体强度聚丙烯(HMSPP)后,进行了模压法发泡的研究.结果表明:HMSPP随着引发剂含量的增加,改性PP的熔体强度提高;PP发泡材料的密度降低至0.118 g/cm3.发泡剂AC的用量及成核剂的含量对发泡材料的表观密度有很大影响,当发泡剂含量为2.5份、成核剂含量为1份时,得到的PP发泡板材密度降低,发泡倍率增大,泡孔均匀致密,力学性能较好.     

聚丙烯/高密度聚乙烯共混物超临界流体的微孔发泡

共混改性是改善聚丙烯(PP)发泡性能的一种有效方法.以不同组分比的PP/高密度聚乙烯(HDPE)共混体系为研究对象,用扫描电镜对发泡样品的泡孔结构进行表征,研究加工条件对泡孔结构的影响.结果表明:向PP中加入HDPE可改善泡孔结构,与饱和温度为120 ℃相比,饱和温度在140 ℃时,得到泡孔直径更小,泡孔密度更大,泡孔分布更均匀的复合物.稳定温度在170 ℃时的泡孔结构明显优于稳定温度在179 ℃时的泡孔结构,并非压降速率越大得到的泡孔结构越理想,当压降速率过大时,泡孔容易合并或塌陷.     

改性高岭土/聚丙烯复合材料的热性能及非等温结晶行为研究

以自制的剥离高岭(MK)、原高岭土(K)以及聚丙烯(PP)和马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MA)等作为基本原料,通过熔融挤出、注塑成型,制备PP复合材料。采用XRD、DSC、TG研究复合材料的非等温结晶行为、结晶动力学以及热降解性能。结果表明:高岭土的加入,使结晶温度、结晶度、热稳定性都有所提高,且结晶速率加快,具有异相成核作用。与原高岭土相比,改性高岭土更能促进PP复合材料的PP异相成核,促进PP稳态晶型(α晶型)的转变,结晶速率较快。与纯PP和PP/PP-g-MA复合材料相比,PP/改性高岭土复合材料的结晶峰温度、最大热降解温度分别提高了16.7、7.8、9.7、12.6℃。     

硅烷偶联剂改性酸性硅溶胶对PP性能的影响

研究了未改性酸性硅溶胶(Sol)、硅烷偶联剂(KH550和KH560)改性Sol作为成核剂对聚丙烯(PP)结晶行为、力学性能及光学性能的影响。结果表明:同其他两种Sol(未改性和KH560改性)相比,KH550改性Sol(Sol/KH550)对PP的异相成核作用更明显,对PP球晶具有更好的细化效果,使PP具有更优异的力学性能和光学透明性;另外在几种成核体系中,PP/Sol/KH550具有最高的结晶度、结晶温度和熔融温度,分别达到48.95%、119.87℃和163.16℃。     

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。     

改性PP的研究与应用

用马来酸酐(MAH)对聚丙烯(PP)进行接枝改性,制得改性PP膜。系统研究了反应温度、反应时间、引发剂(过氧化二苯甲酰)和单体(MAH)等对PP膜接枝率的影响。结果表明:改性后的PP膜性能得到提高。     

聚丙烯接枝马来酸酐热稳定性能的研究

采用热失重方法研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的热分解行为,考察了MAH接枝率、PP降解程度和残余MAH单体对PP-g-MAH热稳定性能的影响。结果表明,MAH的接枝可以提高PP的热稳定性能。与PP相比,接枝率为0.72 %的PP-g-MAH起始分解温度升高28 ℃,420 ℃时的热分解速率常数下降57.6 %;接枝过程中PP分子链的降解对PP-g-MAH热稳定性能有不利影响。与降解程度最小的PP-g-MAH相比,降解程度最大的PP-g-MAH起始分解温度降低了20 ℃,420 ℃时的热分解速率常数增加了115 %;PP-g-MAH中残留的MAH使其起始分解温度降低了4.3 ℃。     

GF对微发泡PP/GF复合材料力学性能影响

将经过改性的玻璃纤维(GF)以不同的含量加入到聚丙烯(PP)中,在二次开模条件下制备微发泡PP/GF复合材料,分析了不同含量GF对微发泡PP复合材料力学性能的影响。结果表明,GF具有明显的填充增强作用,当GF质量分数为20%时,微发泡PP复合材料的拉伸强度达到50.24 MPa,比未发泡纯PP的提高了59.5%;微发泡材料的冲击强度为7.37kJ/m2,发泡后材料的冲击强度与纯PP的相比提高了93.9%;发泡后材料密度相对于未发泡的显著下降。     

聚丙烯的流变性能及发泡性能研究

采用凝胶渗透色谱仪(GPC),差示扫描量热仪(DSC)、高级流变扩展系统(ARES),熔体拉伸流变仪对等规聚丙烯(PP1)、接枝改性聚丙烯(PP2)及Borealis的高熔体强度聚丙烯(PP3)进行了测试和表征,并利用自行研制的超临界流体挤出发泡实验装置,对上述3种PP进行了超临界二氧化碳挤出发泡研究,初步探讨了聚丙烯的流变性能对聚丙烯发泡性能的影响。结果表明,带有支化结构的PP2和PP3具有较高的熔体强度和熔体弹性,能够得到泡孔均匀的挤出发泡样品,具有较好的可发泡性。     

废PCB粉/PP复合材料的非等温热分解动力学

利用热重分析法(TGA)研究了聚丙烯(PP)、废印刷电路板非金属粉/聚丙烯(废PCB粉/PP)复合材料的热分解过程,分别采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法研究了PP及其复合材料的热分解动力学。结果表明,废PCB粉的加入可明显提高复合材料的热稳定性。当废PCB粉用量升高到50%时,最大热分解速率温度(472.7℃)与纯PP(451.4℃)相比提高了21.3℃。废PCB粉中的玻璃纤维与PP分子链相互缠结,限制了聚合物分子的运动,使废PCB粉/PP复合材料的活化能与聚丙烯相比明显增大,复合材料分解需要更高的温度,且随废PCB粉用量的增加,复合材料的活化能不断增加,当废PCB粉用量为50%时,复合材料活化能与聚丙烯相比约提高了44.8%。     

辐照改性聚丙烯拉伸流变行为及其挤出发泡的研究

通过在线形聚丙烯中加入双官能团丙烯酸酯类单体,经小剂量γ射线高能辐照,制备了高熔体强度聚丙烯,研究了其拉伸流变行为及其在挤出发泡方面的应用。Rheotens拉伸流变测试表明,辐照改性后由于形成了长支化分子结构,聚丙烯的熔体强度、拉伸黏度显著提高,具有明显的应变硬化特征。实验表明,ZnO可明显降低AC发泡剂分解温度,缓和分解放热;在辐照改性制备的高熔体强度聚丙烯中加入AC／ZnO复合发泡剂,可挤出发泡得到泡孔尺寸较为均一、分布均匀、具有闭孔结构的发泡材料。     

发泡用改性聚丙烯的制备和性能研究

通过熔融共混法采用均聚聚丙烯(PP-H)和嵌段共聚聚丙烯(PP-B)制备了PP微发泡基础树脂,并研究了PPH用量对基体树脂发泡后力学性能的影响;同时采用发泡改性剂和成核剂(碳酸钙、滑石粉)对PP微发泡基础树脂进行改性,研究了发泡改性剂和成核剂用量对PP发泡性能的影响。结果表明,随PP-H用量的增加,发泡片材的拉伸强度下降,弯曲强度增加;发泡改性剂提高了PP的熔体强度,随成核剂碳酸钙、滑石粉用量的增加,发泡片材的密度下降,泡孔密度增大,其适宜用量为0.5份(质量份,下同);改性后PP的剪切黏度变小,挤出胀大比增大,相对分子质量分布变化不大;用改性PP制备的微发泡片材的泡孔直径小于50μm,泡孔密度可达10~6个/cm~3。     

超临界CO2技术在PP中应用进展

综述了超临界CO2(SC-CO2)技术在聚丙烯(PP)接枝改性、结晶改性、PP微发泡材料、加工和复合材料等方面应用,并展望了SC-CO2技术在PP中的应用前景。