成型工艺对超临界CO_2发泡PP结构与性能的影响

采用自制超临界流体反应釜装置,以超临界CO_2作为物理发泡剂,进行聚丙烯(PP)材料的发泡试验研究。探讨了超临界CO_2发泡PP时的发泡温度、发泡压力和泄压速率对PP发泡材料的宏观性能及泡孔结构的影响。结果表明,发泡温度为135℃时,发泡材料的表观密度最小,为0.096 g/cm3;发泡压力为12 MPa时,发泡材料的表观密度最小,为0.075 g/cm~3,当发泡压力继续上升时,PP发泡材料的表观密度有所上升但泡孔直径开始下降;泄压速率为2 MPa/s时,发泡材料的表观密度最小,为0.196 g/cm~3,泡孔的平均直径最大。     

超临界二氧化碳发泡软质聚氯乙烯材料的性能研究

采用超临界二氧化碳作为物理发泡剂,进行软质聚氯乙烯(PVC)的发泡试验研究。探讨了实验过程中主要助剂用量对发泡材料的宏观性能和微观泡孔结构的影响。结果表明,当PVC用量为100份,交联剂为0.5份,泡孔调节剂为6份时,发泡材料各项性能较为优异。添加了成核剂纳米Ca CO3后,相比于纯PVC发泡体系,发泡材料的表观密度都有所减小,当成核剂含量为5份时,发泡材料的表观密度最小,为0.294 g/cm3,发泡倍率最大为3.873倍。材料微观的泡孔分布更为均匀,泡孔密度提高到原来的近3倍,泡孔的平均直径较没有添加成核剂的体系缩小了近一半,平均孔径为35.7μm。     

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。     

PP/POE微发泡材料的制备和性能

以高熔体强度聚丙烯(PP)和乙烯–辛烯共聚物(POE)为主要原料,利用化学发泡法制备了PP/POE微发泡材料。研究了POE用量对PP/POE微发泡材料发泡性能、力学性能的影响;通过研究PP/POE微发泡材料的动态力学性能、结晶行为、泡孔结构,确定了POE的最佳用量。添加POE能改善微发泡材料的动态力学性能,同时将PP的结晶峰温度提升117.01℃,加快了PP的结晶过程,为PP发泡提供合适的内部条件,有效地减少了发泡时过发泡、并泡现象的产生。当POE质量分数为10%时,PP/POE微发泡材料的综合性能达到最优,其缺口冲击强度达到13.2kJ/m2,相比未添加POE的微发泡材料提升了约158.8%,泡孔平均直径减小到60μm左右,泡孔密度达到最大值,为1.19×106个/cm3。     

聚丙烯/木粉釜压珠粒发泡研究

以CO_2为发泡剂,用高压釜式法制备了聚丙烯/木粉发泡珠粒。利用旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)研究了不同木粉含量的聚丙烯/木粉复合材料的流变和结晶性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了发泡珠粒的泡孔结构。结果表明,木粉对聚丙烯珠粒发泡有较大影响,随木粉含量增加,聚丙烯/木粉复合材料的黏度增加、损耗角正切值降低,熔融、结晶温度均提高,复合发泡珠粒的发泡倍率和泡孔密度先增大后减小,泡孔尺寸先减小后增大。当木粉含量为10%时,发泡珠粒的发泡倍率为10.4倍,平均泡孔直径、泡孔密度分别为67.69μm、5.791×10~7个/cm~3。     

PP/GO发泡复合材料的性能研究

在二次开模注塑成型条件下制备了聚丙烯/氧化石墨烯(PP/GO)发泡复合材料,研究了GO用量对PP微发泡复合材料力学性能、结晶性能和发泡行为的影响。结果表明:GO加入PP发泡复合材料中,能够明显改善PP复合材料泡孔结构,提高其发泡质量;当GO用量为3份时,PP/GO发泡复合材料的发泡性能相对最好,其泡孔直径为24.8μm,泡孔密度2.5×10~8个/cm~3。     

高倍率聚丙烯共混发泡材料的制备及性能研究

以不同共混比例的低熔点聚丙烯和普通共聚聚丙烯为原料、CO_2为发泡剂,制备了聚丙烯共混发泡材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱(FTIR)和旋转流变仪考察了该共混改性聚丙烯的熔融性能、乙烯含量以及熔体强度,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了改性聚丙烯发泡后的泡孔形态。结果表明:低熔点聚丙烯的加入使共混体系的熔体强度显著降低,当其用量为20份时,发泡材料的泡孔形态达到最佳,此时发泡倍率、泡孔直径和泡孔密度分别为14.38倍、658μm和1.54×10~5个/cm~3。     

微发泡PP/竹塑复合材料发泡行为及性能研究

采用注塑成型方法,在二次开模条件下制备微发泡聚丙烯(PP)/竹粉复合材料,分析了不同含量的竹粉对微发泡PP复合材料力学性能和发泡行为的影响。结果表明:随着竹粉用量的增加,泡孔平均直径逐渐减小,泡孔密度逐渐增加。竹粉用量为30%时,泡孔直径最小,为23.4μm,泡孔密度达到10.4×106个/cm3,具有理想的发泡效果。竹粉用量在20%时,发泡材料的冲击强度和纯PP基本相同,在性能不降低情况下,节约了原材料成本。     

成型工艺对超临界二氧化碳发泡HMSPP结构与性能的影响

采用釜压发泡方法,以高熔体强度聚丙烯(HMSPP)为原料,超临界二氧化碳(scCO_2)为物理发泡剂,研究不同温度、压力、保压时间对发泡材料泡孔结构的影响。结果表明,发泡温度对发泡体系的影响最为明显,在141℃时材料的发泡效果最好,发泡倍率为10倍,表观密度最小为0.09 g/cm~3;压力为10 MPa时材料的发泡效果较好,发泡倍率为16.63倍,表观密度为0.054 g/cm~3;保压时间对材料发泡效果影响则不是很显著,预定的30 min保压时间可以完全满足本实验要求,时间过长反而会降低发泡材料的综合性能。     

POE/EVA复合发泡材料的制备

发泡成型是将气体溶解在半熔融状态的聚合物中至饱和,通过瞬时的泄压或者升温作用,形成无数的微小的泡核,膨胀成为具有泡孔结构的泡沫体。该工艺能够有效地减轻产品质量,节约成本。实验中,采用了超临界CO2辅助发泡制备了POE/EVA复合发泡材料,通过改变POE/EVA的配比,研究了不同比例的POE/EVA在相同发泡温度和饱和压力下,对其宏观发泡倍率和微观形貌的影响。结果表明,当EVA的添加量质量分数为40%时,复合发泡材料在饱和压力为10 MPa的表观密度为0. 169 g/cm3,发泡倍率为5. 3;其泡孔尺寸为56μm,泡孔密度为4. 27×106个/cm3,其泡孔微观形貌良好,尺寸均匀。     

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.     

POE/EVA复合发泡材料性能

采用化学发泡法制备以聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)为基体,不同含量乙烯-辛烯共聚物(POE)及马来酸酐(MAH)接枝的乙烯-辛烯共聚物的复合发泡材料,并研究POE对EVA发泡材料发泡行为及力学性能的影响。结果表明:随着POE含量的增加,一方面增加了发泡材料的弹性,压缩永久变形降低,但拉伸及撕裂强度降低,另一方面减小了泡孔直径,增加泡孔密度,POE在质量分数30%的时候性能最好,泡孔直径是79.2μm。而随着POE-g-MAH含量的增加,一方面显著提高了发泡材料的拉伸、撕裂强度及耐磨强度,另一方面进一步降低了泡孔直径,增大了泡孔密度。接枝马来酸酐的POE质量分数在30%～40%发泡材料的性能最好,泡孔直径为68.1μm。     

超临界CO_2发泡热塑性聚烯烃弹性体材料的研究

用超临界CO_2作为物理发泡剂,采用间歇釜式微孔发泡技术制备了热塑性聚烯烃弹性体(POE)发泡材料,应用扫描电子显微镜等测试手段探究了发泡温度及饱和压力对POE发泡材料表观结构和微观形态的影响。结果表明,发泡温度和饱和压力对材料泡孔结构和性能影响较大;当饱和压力为10 MPa、发泡温度为65℃时,所得的POE发泡材料表观密度较小、发泡倍率大,其内部泡孔密度较大,泡孔尺寸分布均匀。     

PVC木塑发泡材料性能的研究

研究了PVC树脂基本性能(聚合度、分子质量分布、表观密度)、助剂(发泡剂、发泡调节剂)、木粉及加工工艺(加工温度、挤出速度)对PVC木塑发泡材料性能的影响,并进行了工业化加工试验。结果表明:PVC树脂聚合度越高,发泡材料泡孔壁厚越大,发泡及加工都变得较为困难,适宜的聚合度为650~700;PVC树脂分子质量分布变宽,则发泡材料的密度增大,泡孔数量减少,泡孔增大,泡壁增厚,有串泡现象,适宜的分子质量分布指数为1.9~2.0;表观密度越高,机身压力越大,发泡材料泡孔数量越多,泡孔结构越均匀,适宜的表观密度为0.57~0.60 m L/g。对于S-700型PVC树脂而言,发泡剂AD C与助发泡剂Z n O的适宜质量比为1∶0.1,且二者的总用量以1.0份为宜;发泡调节剂ZB-530的适宜用量为8份;适宜的加工温度为185℃,适宜的挤出速度为20 r/min。宜采用硅烷偶联剂对木粉进行表面改性,发泡剂、发泡调节剂的用量应随着木粉用量的变化而调整。工业化加工试验结果表明:根据制品及生产设备的不同对试验得出的配方和加工工艺进行调整后,可顺利生产出质量优良的产品。     

注射发泡成型聚丙烯/木粉发泡复合材料配方体系的研究

采用化学发泡法,在普通注塑机上制备了聚丙烯（PP）/木粉复合发泡材料,考察了发泡剂偶氮二甲酰胺（AC）、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）和木粉含量对PP/木粉复合发泡材料的力学性能、断面微观结构及表观密度的影响。结果表明,当AC含量为1.2份时,复合材料的发泡效果最好,冲击强度达到最大值20.23 kJ/m2;当PP-g-MAH含量为15份时,显著改善了木粉和PP界面之间的相容性,同时提高了复合材料的力学性能和发泡效果;木粉含量过高时,复合材料的表观密度变大,力学性能下降,发泡效果变差,当木粉含量为30份时,复合材料的各项性能较好。     

成核剂对PP发泡行为和力学性能影响

采用化学发泡注射成型技术制备了发泡聚丙烯(PP)复合材料,研究了不同成核剂(NA)含量对其发泡行为和力学性能的影响。结果表明:NA的加入为泡孔成核提供了大量的成核位点,有效改善了发泡PP复合材料的泡孔结构、尺寸分布和泡孔密度;当NA质量分数为5‰时,发泡材料泡孔平均直径最小约125μm,泡孔密度最大约2.54×10~5个/cm~3,泡孔尺寸分布较好。另一方面,随着NA含量的增加,发泡PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量呈增加趋势。     

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。     

挤出发泡成型PP/POE木塑复合材料配方体系的研究

利用自行搭建的挤出发泡实验平台制备并研究了聚丙烯(PP)/聚烯烃弹性体(POE)木塑复合材料的微孔发泡挤出过程。通过对材料流变性能以及试样微观结构和力学强度的表征,考察了成核剂滑石粉以及木粉含量对原料加工特性和试样泡孔结构的影响。结果表明,滑石粉以及木粉的添加均会导致物料黏度的提高;其中,当滑石粉添加量为10份,树脂与木粉质量比为7/3时,试样的力学性能最优。其中,试样的拉伸强度和弯曲强度都达到了最大值,分别为8. 3 MPa和22. 1 MPa,而试样的冲击强度则为6 k J/m~2,但是继续添加滑石粉和木粉则会导致试样力学性能下降以及维卡软化温度的降低。此外,试样的泡孔尺寸和泡孔密度也分别达到最小值和最大值,分别为71μm和2. 7×10~5个/cm~3。     

PP/微球复合材料的发泡行为及力学性能

选用PP(EPS30R)、PP(K9928)为基体材料,分别加入EK405、EK406微球母粒,在二次开模条件下制备微发泡PP/微球复合材料,研究不同特性树脂和微球母粒对PP/微球复合材料发泡行为及力学性能的影响规律。结果表明:微球母粒EK406适合于PP/膨胀微球复合材料的发泡,发泡倍率达12%,泡孔平均直径和泡孔密度分别为29.94μm、7.93×106个/cm3,能够获得泡孔细小、均匀而致密的微发泡聚丙烯材料。熔体指数低的PP材料适合于微球发泡,发泡质量较好,综合性能理想,拉伸和冲击强度分别为18.52 MPa、13.18 kJ/m2,比强度达到23.03。     

POE和EVA对IXPE发泡材料的改性研究

研究添加不同比例EVA树脂（乙烯-乙酸乙烯酯）和弹性体POE（乙烯-辛烯共聚物）对IXPE发泡材料的表观密度、拉伸性能及泡孔结构的影响。结果表明POE和EVA添加量增加,IXPE表观密度增大;当POE/EVA〈26份时,POE对IXPE发泡材料的拉伸强度的改性效果优于EVA,当POE/EVA〉26份时,EVA对IXPE发泡材料的拉伸强度的改性效果优于POE;POE对IXPE发泡材料断裂伸长率的改性效果较好;添加不同比例POE和EVA,都能制备出泡孔结构均匀IXPE发泡材料。