发泡倍率对聚丙烯/纳米二氧化硅复合微孔发泡材料结构与性能的影响

采用双螺杆熔融共混法制备聚丙烯/纳米二氧化硅复合材料。用化学发泡法注塑成型制备聚丙烯/纳米二氧化硅复合微孔发泡材料。研究了发泡倍率对微孔发泡材料结构与性能的影响。结果表明:泡孔平均直径随着发泡倍率的增加先减小后增大,泡孔密度随着发泡倍率的增加先增加后减少;微孔发泡材料的缺口冲击强度随着发泡倍率的增加而增加,拉伸强度随着发泡倍率的增加而线性降低。     

PET/SiO2复合材料的发泡温度窗口研究

为研究纳米二氧化硅(SiO₂)对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)复合材料发泡温度窗口的影响规律，制备了不同SiO₂含量的PET复合材料，并以二氧化碳为发泡剂，利用釜压发泡制备了PET/SiO₂复合发泡材料。然后，利用扫描电子显微镜研究了在不同温度下制备的PET/SiO₂复合发泡材料的泡孔结构，并统计和计算出泡孔尺寸、泡孔密度和膨胀倍率，再结合泡孔结构和膨胀倍率，界定出不同SiO₂含量的PET复合材料发泡温度的上下限，并得出发泡温度窗口，还研究了PET/SiO₂复合发泡材料的光反射率。结果发现，SiO₂对PET复合材料具有显著的气泡异相成核作用，随着SiO₂添加量的增加，泡孔尺寸减小、泡孔密度增大、膨胀倍率先增大后减小；发泡温度上限先升高后降低、下限升高，使得发泡温度窗口先变宽后变窄，这与SiO₂的气泡异相成核作用、对膨胀倍率的调节作用及对基体黏弹性的影响密切相关。随着SiO₂     

基于喷动床技术的超临界CO_2聚氨酯珠粒发泡工艺

以热塑性聚氨酯为原料,超临界CO_2为发泡剂,通过喷动床发泡技术制备了热塑性聚氨酯发泡珠粒,考察了CO_2流速、饱和温度、饱和压力、泄压速率对珠粒发泡行为的影响。结果表明,珠粒发泡均匀性先随着CO_2流速上升而上升,之后基本不变,表明形成稳定喷动后流速的提升对珠粒发泡均匀性无改善作用。珠粒发泡倍率随着饱和温度和饱和压力的提高先上升后下降,随着泄压速率的提高而提高。饱和温度的提高使泡孔密度下降,泡孔直径增大,饱和压力和泄压速率的提高使泡孔密度上升,泡孔直径下降。当CO_2流速为0.012 m/s、饱和温度为150℃、饱和压力为10 MPa、泄压速率为20 MPa/s时,珠粒发泡倍率最大,达到9倍,泡孔密度为1.13×10~7个/cm~3,平均泡孔直径为82.3 μm。     

环氧基POSS对PLA/PBAT共混材料发泡行为的影响

通过熔融共混法制备了聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯/聚倍半硅氧烷(PLA/PBAT/POSS)复合材料,并利用超临界二氧化碳(CO_2)固相发泡法对复合材料进行发泡,通过差示扫描量热仪、高级动态流变仪和扫描电子显微镜等对复合材料的结晶行为、流变行为和发泡行为进行了研究。结果表明,POSS粒子对基体树脂具有增塑效应,PLA的冷结晶温度降低,结晶度提高;复合体系的流变性能明显提高,其发泡材料的泡孔密度和发泡倍率均随着POSS粒子含量的增加而增大,当加入7份(质量份,下同)POSS时,发泡材料的泡孔密度提高至8.25×10~7个/cm~3,发泡倍率达到13倍;POSS粒子对PLA泡沫的泡孔形态具有显著的调控作用。     

超临界二氧化碳/乙醇共发泡制备聚砜泡沫制品

以超临界二氧化碳(scCO_2)和乙醇为共发泡剂,通过釜压发泡的方法制备特种工程塑料聚砜(PSU)珠粒泡沫制品。研究了乙醇含量、发泡温度、饱和压力对PSU泡沫材料的泡孔结构和珠粒粘接的影响,阐明了共溶剂发泡与泡沫材料泡孔结构的关系。结果表明,乙醇的引入增加了scCO_2在PSU基体中的溶解度,降低了PSU的发泡温度(最低发泡温度为150℃),拓宽了PSU的发泡温度窗口,增大了泡孔尺寸和膨胀倍率。当乙醇含量为33. 9%,发泡温度为180℃,饱和压力为8 MPa时,PSU珠粒泡沫的平均孔径可达86. 0μm,膨胀倍率可达10. 9倍,泡孔密度为9. 4×10~5个/cm~3,其泡沫制品珠粒间粘接良好,力学性能优良,压缩强度可达7. 2 MPa。     

不同尺寸成核剂对发泡聚丙烯的性能影响

选取不同尺寸的硼酸锌(≤1μm、3～5μm、8～10μm、13～15μm)作为异相成核剂(添加质量分数均为0.05%),制备发泡聚丙烯珠粒。同时对珠粒的泡孔微观结构、泡孔尺寸、泡孔密度、发泡倍率、成型性能、熔融结晶性能等进行系统研究。通过工艺调整来寻求合适的成核剂尺寸,以达到成型能耗与机械性能的平衡点。试验表明,硼酸锌尺寸为3～5μm时所制备的发泡聚丙烯珠粒在泡孔结构的完整度更高、成型能耗与制件收缩率匹配度更优,更有利于发泡聚丙烯制件的综合性能提升。     

微发泡PP/云母粉复合材料的发泡行为

采用化学发泡法,以异相成核理论为基础,研究不同含量云母粉对PP/云母粉复合材料发泡行为的影响,制备了微发泡PP/云母粉复合材料.结果表明:随云母粉含量的增加,泡孔平均直径逐渐减小,泡孔密度逐渐增加.云母粉质量含量为8%时,可得到泡孔直径22.1 μm左右、泡孔密度接近2.7×107的微发泡聚丙烯材料,可以作为聚丙烯发泡的良好发泡体系.     

发泡剂与螺杆转速对PP等挤出发泡性能的影响

以BIH40为发泡剂,采用挤出成型工艺,分别制备了聚丙烯(PP),低密度聚乙烯(PE–LD)和聚乳酸(PLA)挤出发泡材料,研究了发泡剂含量和螺杆转速对这3种发泡材料挤出发泡性能的影响。结果表明,当螺杆转速为26 r/min时,随着发泡剂含量从0.5%增加到2.0%,3种发泡材料的发泡倍率均逐渐增大,PP和PE–LD的泡孔平均尺寸也增大,而PLA的泡孔尺寸先增大后减小。当发泡剂质量分数为2.0%时,随着螺杆转速从26 r/min提高到42 r/min,PP的发泡倍率增大,泡孔平均尺寸减小;PE–LD的发泡倍率和泡孔平均尺寸均先增大后减小;PLA的发泡倍率基本不变,泡孔平均尺寸略有下降。当发泡剂BIH40质量分数为2.0%时,在相同螺杆转速下,PLA的发泡性能要优于PP和PE–LD,其泡孔尺寸较PP和PE–LD更小更均匀,单位面积上的泡孔数量明显高于PP和PE–LD。     

释压量对聚烯烃复合材料微发泡行为的影响

通过自行设计的模具,采用化学发泡法制备聚丙烯(PP)/纳米二氧化硅(nano-SiO2)与高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/nano-SiO2微发泡复合材料。研究释压量对微发泡聚烯烃复合材料发泡行为的影响规律。结果显示:2种聚烯烃/nano-SiO2微发泡复合材料的泡孔平均直径、尺寸分散度,随着释压量的增大先减小后增大;泡孔密度则相反,随释压量的增大先增大后减小。在释压量为12%时,PP/nano-SiO2与HIPS/nano-SiO2的发泡效果最好。     

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。     

PBS/木粉复合发泡材料的制备及性能研究

采用模压化学发泡的方法并添加过氧化二异丙苯、交联助剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和木粉成功制备了聚丁二酸丁二酯(PBS)/木粉复合发泡材料,并对其性能进行了研究。结果表明,交联剂和木粉的加入能够有效提高PBS的储能模量、损耗模量以及熔体黏度,且流变性能随木粉含量增加而呈升高趋势;所制备的发泡材料均为闭孔结构,且泡孔大小较为均匀;随着木粉含量的增加,发泡材料的拉伸强度先升高后降低,但变化幅度较小,密度逐渐增大,而比拉伸强度、断裂伸长率和发泡倍率逐渐降低。木粉的含量为30份时仍能制备泡孔相对均匀的PBS/木粉复合发泡材料,其密度为0.33 g/cm3,且拉伸强度与未加木粉时相差不大。     

聚丙烯微孔复合材料的研究

采用模压发泡法制备聚丙烯微孔复合材料,用扫描电镜对发泡样品的微观结构进行表征,研究了发泡剂、成核剂等对微孔发泡材料泡孔结构的影响。结果表明:当滑石粉用量为15phr或木粉用量为30phr时,泡孔直径最小且,分布较均匀;在聚丙烯中加入蒙脱土可使泡孔直径减小、泡孔密度增加。     

成核剂CaCO_3对聚丙烯开孔发泡性能影响的研究

将高熔体强度聚丙烯(HMSPP)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、成核剂CaCO3共混后在自制超临界CO2动态发泡模拟机上发泡制备了聚丙烯开孔泡沫材料,研究了CaCO3的粒径和含量对聚丙烯开孔发泡性能的影响。结果表明:2 500目CaCO3在HMSPP/LLDPE共混体系中的分散效果比5 000目CaCO3的好。添加2 500目和5 000目CaCO3后,发泡样品的发泡倍率减小,泡孔密度增大,泡孔直径减小,泡孔形貌变得规则,泡孔直径分布变窄,泡孔均匀性增加。添加3%的2 500目和5 000目CaCO3时发泡性能最好。在共混体系中添加成核剂CaCO3能够提高发泡样品的开孔性能。     

木粉/POE协同改性PP的超临界CO2发泡性能

采用超临界二氧化碳作为发泡剂,用自制的高压反应釜,在一定温度、压力和保压时间等工艺条件下,探讨经预处理的木粉对高熔体强度聚丙烯(PP)/木粉发泡材料发泡性能的影响。当木粉用量为4份时,PP/木粉发泡材料发泡性能最佳,其发泡倍率最大,为12.6倍,表观密度最小,为0.069g/cm~3,泡孔平均直径为79μm。在木粉用量为4份基础上,研究乙烯–辛烯共聚物(POE)用量对PP/木粉/POE发泡材料发泡性能的影响。结果表明,当POE用量为15份时,得到最佳发泡性能的PP/木粉/POE发泡材料,其发泡倍率最大,为14.8倍,表观密度最小,为0.06g/cm~3,泡孔平均直径为174μm,泡孔分布最均匀。     

组合发泡剂对聚丙烯发泡行为的影响研究

采用物理发泡剂和化学发泡剂的组合发泡剂对聚丙烯(PP)和高熔体强度聚丙烯(HMSPP)在自制的单螺杆串联单螺杆挤出发泡机组上进行挤出发泡试验。通过真密度计/开闭孔率测定仪和扫描电子显微镜对发泡制品的密度、发泡倍率和泡孔形态进行测试。研究结果表明,采用组合发泡剂后,大部分PP和HMSPP发泡制品的泡孔密度提高,发泡倍率增加,泡孔尺寸分布更加均匀,泡体结构优于单独使用物理发泡剂或化学发泡剂的发泡制品。     

热膨胀微球发泡剂对TPU泡沫结构与性能影响

以热膨胀微球(TEM)为发泡剂,采用两步法珠粒发泡工艺制备了热塑性聚氨酯(TPU)泡沫材料,系统分析和讨论了TEM含量对TPU发泡材料微观结构和性能的影响。采用双螺杆挤出机在170℃下挤出,再在温度为180℃的平板硫化机中预热7 min,保压5 min,可制得发泡效果较优的泡沫制品,泡孔分布均匀,呈闭孔结构。TPU泡沫密度随TEM含量增加先减小后增大,发泡倍率先增加后减小,并在TEM含量为5%时达到最小值和最大值,分别为0.515 g/cm~3和2.03。压缩强度和邵氏硬度随TEM含量增加先降低后增加,并在TEM含量为5%时均达到最小值,分别4.75 MPa和55。因此,可通过控制TEM含量制备结构、性能可调控的TPU泡沫。     

硼酸锌含量对聚乳酸发泡行为及力学性能的影响

通过熔融共混法制备聚乳酸(PLA)与硼酸锌(ZnBO₃)复合材料,利用超临界二氧化碳釜压发泡和成型机分别制备了PLA/ZnBO₃膨胀珠粒与泡沫板材。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机,研究了ZnBO₃含量对PLA发泡行为以及力学性能的影响。结果表明,PLA基体中ZnBO₃的加入,可以提高PLA的发泡能力与结晶度,改善PLA的泡孔形态。实验表明,当ZnBO₃质量分数为0.5%时,泡孔形貌最佳,泡孔尺寸为77μm,堆积密度为0.08 g/cm³,发泡倍率为16倍,泡孔密度为5.4×10⁷个/cm³,PLA泡沫板材的压缩模量可达1.5 GPa。当ZnBO₃质量分数增加为0.7%时,堆积密度降低至0.06 g/cm³,发泡倍率高达21倍,泡孔密度提高至8.92×10⁷个/cm³,泡沫板材压缩模量下降为1...     

EMA对PBAT的扩链改性及其微孔发泡行为

为解决聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)可发性差的问题,以乙烯–甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)作为扩链剂对PBAT进行扩链改性。结果表明,随着EMA含量的增加,PBAT样品的特性黏度和支化度逐渐提高,说明扩链反应成功;PBAT样品的结晶温度和结晶度略有增加,结晶性能得到改善;PBAT样品的流变性能得到改善,说明样品的可发性逐步改善。然后,以氮气为物理发泡剂,通过固相发泡法制备PBAT微孔泡沫。结果表明,随着EMA含量的增加,PBAT泡沫的泡孔尺寸、泡孔密度和发泡倍率逐渐增加。随着发泡温度的升高,PBAT泡沫的泡孔尺寸和发泡倍率逐渐增大,泡孔密度稍有减小。     

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。     

硫酸镁晶须对微发泡PP复合材料发泡行为的影响

以不同含量的改性的碱式硫酸镁(MgSO4)晶须加入到聚丙烯(PP)中,在二次开模条件下制备微发泡PP/硫酸镁晶须复合材料,分析了不同含量的硫酸镁晶须对微发泡复合材料发泡行为的影响规律。结果表明,随晶须含量的增加,泡孔平均直径逐渐减小,泡孔密度逐渐增加,晶须质量分数为25%时泡孔直径为26.79μm,泡孔密度达到2.33×105个/cm3,具有理想的发泡效果。