聚丙烯挤出发泡材料的泡孔结构EI北大核心CSCD

利用旋转流变仪、单螺杆挤机、扫描电镜等考察了高熔体强度聚丙烯(HMSPP)流变性能,研究了温度及机头压力对泡孔形态的影响。结果表明,通过接枝交联可以制备HMSPP;在冷却过程中,梯度温度分布导致泡孔尺寸沿棒材中心到边缘呈梯度分布;机头压力对泡孔形态影响较大,当机头压力从9.6 MPa上升到13.6 MPa时,泡孔密度从9.46×105cm-3上升到1.11×108 cm-3,泡孔直径从91μm下降到29μm,当机头压力从11.9 MPa下降到7.1 MPa时,泡孔密度从2.35×107 cm-3降低到5.15×106 cm-3,泡孔直径从51μm升高到123μm。此外,较低的机头压力导致泡孔呈双峰分布。     

天然橡胶/EVA发泡复合材料发泡质量及力学性能的分析

采取模压成型的方式制备发泡天然橡胶/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复合材料,通过复合材料的相容性和硫化与发泡匹配机理,研究了EVA含量对天然橡胶发泡质量及力学性能的影响。结果表明,随着EVA含量的增加,泡孔直径、泡孔尺寸分布先增大后降低,泡孔密度先降低后增大。EVA含量为20 phr时,其泡孔质量最好,泡孔直径为97.1μm,泡孔尺寸分布为23.2μm,泡孔密度为6.8×106cm-3,当EVA含量超过20 phr时,泡孔直径、泡孔尺寸分布逐渐增大,泡孔密度随之降低。复合发泡材料的硬度、冲击回弹性、热压缩永久变形等性能则随着EVA含量的增加出现小范围降低,但结合发泡材料的性价比来看,在EVA含量为20 phr时,发泡材料的力学性能较理想。     

硫化体系对发泡制品的质量及力学性能的影响

采取模压成型制备发泡天然橡胶复合材料,通过复合材料硫化与发泡匹配机理,研究了硫化剂含量对发泡天然橡胶质量及力学性能的影响。结果表明:随着硫化剂含量的增加,发泡材料的泡孔直径、泡孔尺寸分布逐渐降低,泡孔密度先增加后降低;当硫化剂含量为2.5份时,其泡孔质量最理想,泡孔直径、泡孔密度分别为175.12μm、2.25×106 cm-3。发泡天然橡胶材料的力学性能方面,其综合性能较好,邵氏硬度20,压缩永久变形95%,冲击回弹性59%。从发泡质量和力学性能的角度来看,当硫化剂含量为2.5份时,发泡材料的力学性能较好。     

注塑工艺参数对HDPE化学发泡行为的影响

设计了注塑工艺参数对高密度聚乙烯(HDPE)化学发泡质量影响的正交实验,用SEM对发泡HDPE材料样品的泡孔形态和尺寸进行了观察和测量统计,系统研究了注塑温度、注塑压力、注塑速度和冷却固化时间对化学发泡法制备高密度聚乙烯(HDPE)发泡材料泡孔平均直径、泡孔尺寸分布、泡孔密度的影响。结果表明,注塑温度对发泡HDPE的结构参数影响最大,其次为注塑压力。注塑温度的影响与其对发泡剂分解速度、产气量、熔体强度的影响而导致泡孔的形核和长大(并泡)过程有关。通过优化工艺,获得了泡孔平均直径为21μm、泡孔密度为每立方厘米3.2×107个、泡孔尺寸分布均匀的HDPE发泡材料样品。     

超临界CO2发泡工艺对聚乳酸微孔纳米复合材料泡孔结构的影响

利用超临界CO_2作为物理发泡剂,采用高压釜间歇发泡法,制备了聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯/氧化锌(PLA/PBS/ZnO)微孔纳米复合材料,研究了超临界CO_2微孔发泡过程中,发泡温度、保压压力和释压速率对PLA/PBS/ZnO微孔纳米复合材料泡孔结构的影响。结果表明:发泡温度对微孔纳米复合材料泡孔结构的影响显著且与纳米复合材料熔体强度密切相关,温度相对过高或过低,都会引起聚合物熔体强度和表面张力的变化而导致无法得到均匀密集的泡孔,当体系的发泡温度为90℃时,复合材料的泡孔平均直径最小,泡孔密度最大,泡孔尺寸分布最集中;保压压力对泡孔结构的影响体现在超临界CO_2的溶解度和发泡体系的黏度上,保压压力较低时得到的泡孔平均尺寸较大且分布不均匀,当保压压力为16 MPa时,复合材料的泡孔平均直径最小,泡孔密度最大,泡孔尺寸分布最集中;释压速率决定着发泡初始阶段的成核效率,随着释压速率的升高,复合材料的泡孔平均直径减小,泡孔密度显著增大,泡孔数量增多且尺寸分布更集中。     

超临界二氧化碳辅助挤出制备微孔醋酸纤维素

为了连续化制备泡孔结构良好的微孔二醋酸纤维素(CDA)材料,采用超临界二氧化碳(SC-CO_2)辅助CDA挤出发泡,通过扫描电镜对微孔CDA材料断面形貌进行了观测,研究了CO_2注气量、螺杆转速和溶剂比对CDA泡孔形貌的影响,结果显示,随着CO_2注气量增加,泡孔密度从9.3×10~7 cm~(-3)增加至1.04×10~(11) cm~(-3),平均泡孔直径从10.06μm减小至1.16μm;随着螺杆转速的提高,压降速率显著增加,泡孔密度从6.6×10~7 cm~(-3)增加到了9.12×10~(10) cm~(-3),泡孔直径从28.1μm减小到了0.88μm;随着醇酮溶剂用量的增加,泡孔密度降低,并出现了泡孔合并现象。采用SC-CO_2辅助挤出发泡技术可以制备出含有致密泡孔结构的微孔CDA材料。     

聚丙烯/纳米二氧化钛复合材料的超临界流体微孔发泡

以聚丙烯(PP)/nano-TiO2复合材料为研究对象,采用快速降压超临界微孔发泡技术,制备了泡孔密度、泡孔直径分别为2.8×107cell/cm3~3.15×109cell/cm3,46.36μm~6.08μm的PP/nano-TiO2微孔复合材料。研究了复合材料中nano-TiO2的质量分数、饱和压力及发泡温度对PP/nano-TiO2复合材料发泡行为的影响,通过扫描电镜(SEM)对微孔形貌进行表征。结果表明,加入nano-TiO2可以改善PP的发泡性能,并得到泡孔分布均匀的闭孔发泡材料;随复合材料中nano-TiO2质量分数由1%提高到5%,泡孔密度增加,泡孔直径减小。对于nano-TiO2质量分数为3%的PP/nano-TiO2复合材料,随着饱和压力的增加,泡孔直径和泡孔密度都增加;随着发泡温度的升高,泡孔密度减小,泡孔直径变大。     

聚乙烯醇/淀粉挤出发泡材料的泡孔结构调控及压缩特性EI北大核心CSCD

采用挤出发泡的方法制备了聚乙烯醇(PVA)/淀粉(St)泡沫,研究了机头压力、淀粉含量和成核剂二氧化硅(SiO_(2))对泡孔结构的影响,探索了定应变和变应变下泡沫的压缩特能。结果表明,挤出发泡棒材泡孔尺寸从中心到边缘呈梯度递减的趋势,提高转速能有效增大模头熔体压力、减小泡孔尺寸、提高泡孔密度。通过控制淀粉和SiO_(2)含量可调控泡沫的泡孔结构,提高SiO_(2)含量可使泡沫具有更加均匀的泡孔结构、更小的泡孔直径,而提高淀粉含量可使PVA/St材料的熔体黏度下降、泡孔结构均匀性下降、泡孔壁增厚。循环压缩结果表明,增加淀粉和SiO_(2)含量可以增强泡沫的压缩强度,当淀粉质量分数为30%、SiO_(2)质量分数为3%时,泡沫压缩强度达到350 KPa、回弹率达到89.4%。泡沫的能量吸收量和吸能效率随淀粉含量的增加而上升,但在定应变模式下,随循环次数增加而下降,随应变的增加而上升。     

超临界CO_2下聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物共混物微孔发泡材料的制备

用熔融共混的方法制备了不同含量乙烯-辛烯共聚物(POE)的聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)的共混物,研究了共混物的相形态和流变性能。用超临界二氧化碳(sc-CO_2)作为物理发泡剂,制备了PP/POE的共混物微孔发泡材料。研究了POE含量、温度和压力对微孔发泡材料泡孔的影响。结果表明,发泡材料平均泡孔尺寸在2~7μm之间,泡孔密度大于109 cm~(-3)。随着POE含量的增加、温度的升高,泡孔直径增大,泡孔密度降低;随着压力的增大,泡孔尺寸先增大后减小,泡孔密度逐渐增大。     

填充系数和异氰酸酯指数对聚氨酯硬泡力学性能影响的研究

研究了填充系数、异氰酸酯指数和模具温度对恒定密度为350 kg/m3全水发泡硬质聚氨酯泡沫力学性能的影响。结果表明,压缩强度随各变量数值的增加均呈现上升的趋势,而弯曲强度表现出了不同的变化趋势。填充系数由2.0增大到3.0时,平均泡孔直径由188μm减小为151μm。     

利用超临界二氧化碳制备低介电常数聚酰亚胺微孔薄膜

利用超临界CO2发泡技术,制备了一种低介电常数的聚酰亚胺微孔薄膜。扫描电子显微镜观察表明,微孔薄膜具有实心表层及中心微孔层结构,中心微孔层内泡孔孔径约2μm,泡孔分布均匀。在相同的发泡温度下,发泡时间在10 s内,随着发泡时间增长,孔径较小(<1μm)的泡孔数目明显减小,泡孔尺寸增大。发泡约10 s后,泡孔尺寸变化略微增加。在230℃~270℃范围内,发泡温度越高,微孔薄膜中心微孔层内的泡孔孔径越小,孔径分布越均匀,泡孔密度越大,薄膜密度也越小。拉伸性能测试表明,随着密度减小,聚酰亚胺微孔薄膜的拉伸强度和拉伸模量下降。介电性能分析表明,聚酰亚胺微孔薄膜的介电常数明显下降,当密度为0.75 g/cm3时,聚酰亚胺微孔薄膜的介电常数降至2.21;在102Hz~107Hz频率范围内,微孔薄膜的介电常数具有较高的频率稳定性。     

辐射改性聚丙烯/纳米伊蒙土共混材料的超临界二氧化碳发泡性能研究

用聚丙烯(PP)与纳米伊蒙土(ISIC)熔融共混制备片材,采用γ射线辐照PP/ISIC共混片材,并利用超临界二氧化碳(scCO_2)发泡技术对其进行发泡。研究了吸收剂量、ISIC添加量和发泡温度对泡孔结构的影响。结果表明,吸收剂量为30kGy时,PP/ISIC样品泡沫具有较好的泡孔结构,且随着ISIC含量增加,发泡材料孔径减小,孔密度增大。加入3%(wt,质量分数)的ISIC后,发泡样品的平均孔径从57μm减少到25μm,泡孔密度从1.3×10~7个/cm~3提高至1.1×10~8个/cm~3。经过共混和辐照处理的PP发泡温度窗口变宽。     

弹性体对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为的影响

以化学发泡为主线,在聚丙烯(PP)基体中添加弹性体三元乙丙橡胶(EPDM)制备微发泡聚丙烯复合材料。利用旋转流变仪、差示扫描量热法和扫描电镜等手段,系统地研究EPDM对微发泡PP材料发泡行为的影响。结果表明,EPDM的加入提高了PP材料的熔体强度,对PP材料发泡质量有明显改善;同时使PP复合材料的降温结晶峰向高温移动,能有效抑制泡孔的变形及并泡等恶化现象。当EPDM的质量分数为20%时,泡孔形态较为理想,其泡孔直径和泡孔密度分别为14.43μm,2.49×10⁷cm^-3。与未加EPDM的微发泡PP复合材料比较,EPDM的加入能够拓宽发泡PP复合材料的发泡温度窗口,发泡温度范围为180~195℃。     

木粉对聚乳酸流变、结晶及发泡行为的影响

以超临界CO_2为发泡剂,设计高温保压、低温快速泄压发泡的工艺,制备微孔发泡木粉/聚乳酸复合材料。利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪对复合体系结晶及流变性能进行分析。采用排水法及扫描电镜研究了木粉含量对发泡材料表观密度、发泡倍率,泡孔密度及泡孔形貌的影响。结果表明,木粉的加入提高了木粉/聚乳酸复合材料熔体的复数黏度和储能模量,降低了聚乳酸的结晶度,提高了泡孔密度,减小了泡孔尺寸。当木粉含量为20%时,木粉/聚乳酸发泡材料表观密度为0.19g/cm~3,发泡倍率达到7倍,泡孔密度为7.23×10~8 cm~(-3),平均泡孔直径为20μm。     

超临界CO_2发泡法制备聚己内酯组织工程支架

利用超临界二氧化碳(SC-CO_2)辅助的无有机溶剂发泡方法,制备了可用于组织工程的聚己内酯(PCL)多孔支架。研究了PCL分子量、发泡压力、温度以及保压时间等参数对支架性能的影响。结果表明,PCL分子量越大,泡孔孔径越小且孔径分布变窄。高压力下容易形成泡孔密度大的微孔支架;聚合物处于高粘弹性时,随着温度升高泡孔尺寸增大,而进一步升高温度时,泡孔会出现塌缩现象。降低泄压速率,泡孔间出现合并成大孔的现象。SC-CO_2发泡法可以实现132～700μm范围内孔径可控的PCL多孔支架材料的制备。通过力学试验,发现这些支架的弹性模量在10 MPa以上,符合组织工程支架的应用要求。     

发泡剂含量对双马来酰亚胺泡沫泡孔结构和性能的影响

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,采用预聚、发泡的两步法制备双马来酰亚胺泡沫,研究AC含量对泡沫泡孔结构、密度、尺寸稳定性温度和压缩性能的影响。结果表明:可通过发泡剂用量的改变实现泡沫密度在60~280kg/m3范围内调整,发泡剂用量对泡孔尺寸及其均匀性影响较小。随发泡剂用量降低,尺寸稳定性温度和压缩性能提高,当泡沫密度为280kg/m3时,尺寸稳定性温度可达220℃,压缩强度和模量分别为4.8MPa和200MPa,满足结构泡沫的耐温性能和力学性能要求。     

中间相沥青基泡沫炭的气泡生长过程

以AR合成中间相沥青为原料,在不同的温度下发泡制得了泡沫炭.采用扫描电镜和光学显微镜等分析手段对中间相沥青基泡沫炭的气泡生长机理进行了初步研究,讨论了温度对泡孔结构的影响.结果表明,当温度从480℃升至540℃时,平均泡孔直径从500μm升到800μm.最初形成的泡沫在熔融沥青中分布不均匀,汇集在沥青的上表面;气泡在Z轴方向的形状是椭球形,在Z轴垂直方向为球形.中间相沥青基泡沫炭气孔的形状和泡沫的体积密度密切相关.形成的泡沫体在z轴方向存在明显的体积密度梯度.     

粒径及成型压力对α氧化铝粉体烧结行为的影响

以D50为0.171μm和0.432μm的α氧化铝粉为原料,采用不同的成型压力制得生坯,并在1450℃进行烧结,研究了粉体粒径和成型压力对α氧化铝粉体烧结行为的影响.D50为0.432μm的粉体,烧结活性较差,成型压力从100 MPa提升到300 MPa,生坯相对密度从54.1%增加到56.6%,烧结体相对密度从93.2%增加到94.9%.D50为0.171μm的粉体,烧结活性较好,成型压力从100 MPa提升到300 MPa,生坯相对密度从51.3%增加到53.8%,但烧结体密度始终在98.6%~98.8%之间,并未产生大的变化.结果表明,提升成型压力对Al2O3粉体烧结行为影响有限,减小粉体粒径、提高粉体烧结活性,才是提高Al2O3陶瓷密度、降低烧结温度的关键.     

聚烯烃材料复合发泡剂的制备及应用

运用湿法研磨和溶液法将化学发泡剂加载到硅藻土的微孔中,通过浮选技术、TG以及EDS等表征方式,分析了湿法研磨和溶液法对复合发泡剂加载效果的影响因素,并通过注塑成型方式制备微发泡聚烯烃复合材料,研究其对发泡质量的影响规律。结果表明,湿法研磨不适于制备硅藻土/OBSH复合发泡剂,溶液法成功制备了硅藻土/OBSH复合发泡剂。添加硅藻土/OBSH复合发泡剂的微发泡聚烯烃材料,其发泡质量显著优于相同条件下使用纯OBSH发泡剂时的发泡质量,泡孔直径从275.47μm降低至176.45μm,泡孔密度从3.32×10~3个/cm~3增加至5.73×10~4个/cm~3。     

PLA/HNTs纳米复合材料的制备、性能及其发泡行为

采用熔融共混炼法制备交联改性聚乳酸(PLA)/埃洛石(HNTs)纳米复合材料,利用热重分析、差示扫描量热分析、偏光显微镜和流变仪对其热学性能、结晶、流变行为进行了研究,并采用超临界CO2流体技术进行微孔发泡,利用扫描电镜对泡孔形态进行了表征。结果表明:随着HNTs含量的增加,PLA/HNTs复合体系在高温下的热稳定性下降,结晶度由37.4%下降为28.0%,但异相成核效果明显,结晶速率提高,结晶时间由2h缩短为10min。同时,加入HNTs后,PLA/HNTs的熔体粘度显著增加,但随着HNTs含量的增多,PLA/HNTs纳米复合材料粘度增加的趋势逐渐趋缓。当HNTs含量为0.5wt%时,体系粘度达到最大值且发泡效果最佳,泡孔平均直径为21.23μm,泡孔密度达到1.08×109个/cm3。