聚丙烯发泡珠粒的结晶熔融行为与发泡特性

以CO_2为发泡剂,用高压釜式法制备了发泡聚丙烯(EPP)珠粒。采用差示扫描量热仪和扫描电子显微镜探讨了发泡温度(T_f)和发泡压力(p_f)对EPP结晶熔融行为和发泡特性的影响。结果表明,分别提高发泡温度或压力,EPP的熔融双峰均向高温方向移动,低温晶体与高温晶体的结晶度之比增大,而且温度对双峰的影响比压力更敏感。p_f在2~4 MPa内,EPP的发泡倍率和泡孔密度随p_f增大而增大;T_f在133.6~140℃间,发泡倍率和泡孔尺寸随T_f升高而变大,泡孔密度随T_f升高而变小。在T_f为133.6℃,pf为4 MPa时,EPP的熔融双峰结构比例合适,发泡倍率较大,泡孔密度最大且尺寸分布均匀、表面光滑。     

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。     

聚甲基丙烯酸甲酯纳米发泡材料的制备:胶束尺寸对发泡行为的影响

采用超临界二氧化碳固态发泡法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米发泡材料,通过添加两嵌段共聚物聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA/PS-b-PMMA)来调控共混物的胶束尺寸,系统研究胶束尺寸对发泡行为的影响。首先,根据嵌段"自组装"的特性,通过控制嵌段质量比制备出不同胶束尺寸的原始样品。通过透射电镜(TEM)观察可知,胶束尺寸随嵌段质量比增加而变大。其次,利用扫描电镜(SEM)探索了胶束尺寸对其发泡行为的影响。结果表明,胶束尺寸对泡孔形貌有显著影响,胶束尺寸过小反而会导致大小孔形貌出现,只有当胶束尺寸与泡孔尺寸为一个数量级时,才能得到均匀分布的泡孔;此外,研究还发现增大胶束含量有助于得到倍率高且泡孔均匀的纳米孔径发泡材料。     

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。     

纳米蒙脱土对木粉/聚丙烯复合材料发泡性能的影响

采用高压釜间歇式发泡法,结合超临界CO₂微孔发泡技术制备了发泡木粉-纳米蒙脱土(NMMT)/聚丙烯(PP)复合材料。通过对复合材料的结晶行为、流变性能、泡孔形貌及压缩性能进行分析,主要研究了NMMT对其微孔结构及力学性能的改善作用。结果表明:NMMT的引入使木粉/PP复合材料中PP基体的结晶速率加快,结晶度减小,有利于发泡均相体系的形成和泡孔生长;PP分子链的运动受到NMMT片层的抑制作用,导致木粉/PP复合材料的熔体弹性提高,泡孔合并与塌陷的现象减少,发泡材料的平均泡孔直径从30.4 μm降低至20.3 μm,并且泡孔尺寸的均匀性得到明显改善,压缩强度和模量分别提高了187%和223%。      

泡孔结构形貌对环氧树脂发泡材料抗压性能的影响EI北大核心CSCD

采用超临界CO_2发泡制备了不同泡孔结构和形貌的环氧树脂发泡材料,通过万能材料实验机研究了其抗压性能。采用差示扫描量热分析考察了环氧树脂的固化程度;利用扫描电镜结合排水法密度测试,表征了泡孔形貌、泡孔尺寸、发泡密度及泡孔分布;研究了上述因素对发泡材料抗压性能的影响。结果表明,环氧树脂发泡样品的抗压性能随固化度的增大而增强;当样品完全固化时,闭孔环氧树脂发泡材料的抗压性能较开孔结构和破裂结构强,这与作为支撑结构的泡孔壁的形貌相关。对于闭孔结构的发泡材料,其抗压性能受泡孔尺寸的影响显著,泡孔尺寸越小,材料密度越大,其抗压性能越好。具有双峰泡孔分布的发泡材料,其抗压性能得以改善,较小的泡孔为发泡材料提供了更为致密的支撑骨架结构,比具有同样密度的大尺寸泡孔发泡材料的压缩性能更高。     

泡孔结构形貌对环氧树脂发泡材料抗压性能的影响

采用超临界CO_2发泡制备了不同泡孔结构和形貌的环氧树脂发泡材料,通过万能材料实验机研究了其抗压性能。采用差示扫描量热分析考察了环氧树脂的固化程度;利用扫描电镜结合排水法密度测试,表征了泡孔形貌、泡孔尺寸、发泡密度及泡孔分布;研究了上述因素对发泡材料抗压性能的影响。结果表明,环氧树脂发泡样品的抗压性能随固化度的增大而增强;当样品完全固化时,闭孔环氧树脂发泡材料的抗压性能较开孔结构和破裂结构强,这与作为支撑结构的泡孔壁的形貌相关。对于闭孔结构的发泡材料,其抗压性能受泡孔尺寸的影响显著,泡孔尺寸越小,材料密度越大,其抗压性能越好。具有双峰泡孔分布的发泡材料,其抗压性能得以改善,较小的泡孔为发泡材料提供了更为致密的支撑骨架结构,比具有同样密度的大尺寸泡孔发泡材料的压缩性能更高。     

LLDPE/EPDM共混物的超临界CO2微孔发泡研究

研究了线性低密度聚乙烯(LLDPE)/三元乙丙橡胶(EPDM)橡塑共混物在超临界CO_2中的微孔发泡行为。利用扫描电子显微镜对发泡样品的泡孔形貌进行了分析和表征;采用差示扫描量热仪分析了共混物的热性质;分别利用旋转流变仪和万能试验机分析得到样品的流变性能和力学性能。采用一定量的LLDPE与EPDM共混,压制标准试样,然后在高压反应釜中进行发泡,讨论了LLDPE/EPDM共混物中橡塑的质量比、饱和温度、饱和压力对材料泡孔结构和泡孔均匀性的影响。利用超临界CO_2作物理发泡剂,对发泡条件进行优化,可得到泡孔尺寸规整、泡孔密度高且回弹性和韧性较好的发泡闭孔材料。     

模压法制备微孔发泡聚碳酸酯片材

为制备采用微孔挤出法、微孔注射法及常规发泡方法难以制备的薄型微孔发泡聚碳酸酯(PC)片材,首次采用具有制备周期短、工艺简单、操作容易、制备价格低廉等优点的模压法,通过快速降温降压制备了薄型微孔发泡PC片材,并探讨了加工参数对泡孔结构的影响,利用显微镜对泡孔结构进行了表征.实验结果表明:随着发泡时间的增加,泡孔尺寸先增加后恒定不变,泡孔密度先增加后降低;随发泡压力的增加,泡孔尺寸快速减小后变化不大,泡孔密度先快速增加后变化较小;随着发泡温度的增加,泡孔尺寸快速增加,泡孔密度快速降低;随活化比的增加,泡孔尺寸先减小后增加,泡孔密度则先增加后降低.通过控制发泡时间、发泡压力、发泡温度、活化比等加工参数可以控制微孔发泡PC的泡孔结构.     

PET结晶形态对其微孔发泡材料泡孔结构的影响

以CO2为发泡剂,针对三种具有不同初始结晶形态的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)原料进行间歇固态发泡的研究.结果表明,CO2的溶胀作用会导致PET晶片的显著增厚,而显著增厚的晶片会使微孔发泡材料的泡孔分布不均匀.但是对孔径和孔密度影响不大.调控PET的发泡条件制备泡孔.结构好的PIT微孔发泡材料方法之一是缩短溶胀时间,在...     

聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡性能

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)综合性能优越,但因熔体黏度低而难以用于制备微孔塑料。论文采用离子化改性提高PBS熔体黏度,用于超临界二氧化碳(sc-CO_2)发泡。将丁二酸与丁二醇预缩聚后,添加二乙醇胺盐酸盐和二异腈酸六亚甲基酯(HDI)进行扩链反应,制备氨基离子浓度(UIC)为1%~5%的PBS离聚物(PBSUI),再以sc-CO_2发泡制备PBSUI微孔塑料。采用动态流变仪和X射线衍射测试PBSUI的流变行为和结晶性能,随着UIC的增加,由离子簇聚集产生的物理交联提高了PBSUI的熔体黏度和松弛时间,发泡前后PBSUI结晶度和球晶的直径均降低。扫描电镜结果表明,随着UIC增加,PBSUI泡孔由圆形转变为多边形,泡孔平均直径(D)、壁厚和开孔率下降,而泡孔密度(N_f)和发泡倍率则上升。当UIC为3%,PBSUI的D为2.05μm,N_f达1.73×10~(10)cm~(-3),发泡倍率超过10,由离子簇聚集引起的物理交联和异相成核作用,显著提高了PBSU的发泡性能,获得了泡孔形态良好的微孔泡沫塑料。     

用~(60)Co γ-射线辐照和超临界CO_2发泡联合制备微孔PMMA泡沫

用超临界CO2对经60Co γ-射线辐照的PMMA进行发泡,制得了微孔PMMA泡沫。研究了辐照剂量、饱和压力和温度对所得泡沫的孔形貌和结构的影响。结果表明,所得泡沫都具有封闭的球形泡孔结构,泡孔尺寸比较均一;经60Co γ-射线辐照的样品的孔密度均比未经辐照的高;随饱和压力的增大,平均孔径减小,孔密度增大;饱和温度对所得泡沫的孔径和孔密度的影响比较复杂。     

双马来酰亚胺泡沫的微观形貌与结构控制研究

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂制备了改性双马来酰亚胺(BMI)泡沫,用扫描电镜(SEM)对泡沫的微观形貌进行观察,研究泡沫的发泡过程及不同条件下泡沫的泡孔结构,包括密度、孔径、单位体积的泡孔数目、发泡倍率等。结果表明:改性的BMI泡沫是一种闭孔结构泡沫,其构型为排泄型十二面体。可通过发泡体系的黏度、温度和发泡剂含量控制BMI泡沫的结构,随发泡体系黏度的增加,泡沫密度,成核密度N0和单位体积的泡孔数目Nf增加,泡孔直径减小,均匀性变好。泡沫密度随发泡剂AC含量提高而降低,当AC含量超过7%(质量分数)时,泡沫密度反而上升。随发泡温度提高,泡沫密度降低,孔径增大,泡沫成型稳定性变差。     

固态环氧树脂的流变与发泡性能

以固态环氧树脂为基体,采用"两步升温"通过化学发泡法制备了固态环氧树脂发泡材料,通过旋转流变仪和扫描电子显微镜对环氧树脂的流变性能和发泡性能以及泡孔结构进行了分析。结果表明,固化剂双氰胺含量为14%时,固化反应效率最大,"两步法"能有效改善环氧树脂的发泡性能,得到平均泡孔尺寸最小(272.3μm)、泡孔密度最大(0.69×10² cm^-3)的发泡材料,并且能在一定程度上克服固态环氧树脂的加工难度,实现其高效应用。     

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。     

用超临界二氧化碳技术制备硅橡胶/碳纳米管/炭黑复合导电泡沫材料

以超临界二氧化碳为物理发泡剂,制备出一种具有良好导电性能的硅橡胶/碳纳米管/炭黑多相复合泡沫材料。系统研究了不同碳纳米管含量及不同加工参数对硅橡胶发泡行为和最终硅橡胶泡沫材料导电性能的影响。实验结果表明,碳纳米管和炭黑在硅橡胶基体中分散良好,无明显团聚体出现。均匀分散的碳纳米管能够提高发泡时的成核密度,从而得到具有较小泡孔尺寸和较高泡孔密度的泡沫材料。研究发现随着饱和温度升高,泡孔尺寸变大,泡孔合并现象明显;随饱和压力增加,泡孔尺寸变小,泡孔密度增加,泡孔合并现象减少。不同泡孔形态对应其导电性能也有所不同,当泡孔尺寸较小,泡孔分布均匀的泡沫材料导电性能较好。     

Effect of processing parameters on cell structure of an aluminum foam

A closed cell aluminum foam with the same composition but different cell sizes and structures was prepared by changing air injection rate and impeller speed during foaming process to study the influence of air injection rate and impeller speed on cell structure. The foams prepared under the foaming conditions are characterized as roughly equiaxed polyhedral cells with density range of 0.1–0.22 g/cm³ and cell diameter of 4–11 mm with different cell wall thickness and Plateau border size. Cell size of the aluminum foam is increased with increasing air injection rate, and higher impeller speed results in a much smaller cell size at given air injection rate. Cell wall thickness and Plateau border size of the aluminum foams are decreased with the increase in cell size. Moreover, the higher impeller speed produces smaller size of the foam cells with thicker cell wall and Plateau border size, resulted in higher density foam in contrast to the foam with the same cell size prepared at lower impeller speed.     

Thermal conductivity anisotropy in polypropylene foams prepared by supercritical CO2 dissolution

Different relative density polypropylene foams were prepared by means of two foaming processes: chemical foaming by compression moulding and physical foaming by high pressure CO₂ dissolution. By controlling the foaming parameters, such as blowing agent concentration, foaming temperature, pressure drop and pressure drop rate, it was possible to regulate the cellular structure, foams showing from markedly isotropic-like cellular structures to ones with highly-elongated cells in the vertical foam growth direction (honeycomb-like cell orientation). The thermal conductivity was measured using the transient plane source method. Using this technique, it was possible to measure the global conductivity and the thermal conductivity in both the axial and radial directions of a given sample. Results show that the global thermal conductivity of foams was mainly regulated by their relative density. In addition, the honeycomb-like cell orientation of the CO₂ dissolution foams resulted in considerably higher values in axial direction when compared to radial, demonstrating that there was a direct influence of cellular structure on the thermal conduction behaviour of these foams, enabling the development of new polypropylene foams with direction-dependent thermal properties.