热塑性聚氨酯/氯化聚乙烯发泡珠粒的制备及性能EI北大核心CSCD

以氯化聚乙烯(CPE)、热塑性聚氨酯(TPU)为原料,超临界CO_2为发泡剂,制备了TPU/CPE发泡珠粒。研究了TPU/CPE共混物的相容性、流变性能、发泡性能及CPE的含量对发泡珠粒抗收缩性能的影响。结果表明,CPE与TPU有良好的相容性,CPE的加入能有效改善TPU的发泡性能与抗收缩性能,CPE含量为10%时,得到平均泡孔尺寸最小(8. 851μm)、泡孔密度最大(1. 763×10^(12)cm^(-3))的发泡材料。TPU/CPE发泡珠粒的收缩率随着CPE含量的增加而降低,CPE的加入对降低TPU发泡珠粒的收缩有着显著作用。     

中空玻璃微球/TPU复合泡沫的制备及微孔结构的研究

目的 探讨GB含量变化对中空玻璃微球/TPU复合材料相变行为、流变性能及热力学性能的影响,并研究微米尺寸填料GB对泡沫微孔形态、尺寸分布的影响。方法 以中空玻璃微球和热塑性聚氨酯为原料,采用微孔注塑成型(MIM)发泡方式,制备GB/TPU复合泡沫材料。结果 通过向TPU中引入微米玻璃球相改善发泡材料的微孔结构,在TPU中加入有机改性的GB,GB作为成核剂能显著提高TPU发泡材料的微孔结构。当GB质量分数为0.5%时,TPU熔体黏度得到提高,发泡性能得到改善,成功制备出具有复孔结构的GB/TPU复合泡沫。GB/TPU复合泡沫的密度被降低至0.51 g/cm³。由于微米尺寸填料GB的平均直径为18 μm,与TPU熔体形成较大的相界面,因此引起泡孔尺寸较大且泡孔开孔率较高的现象。结论 差示扫描量热仪(DSC)测试结果表明,在冷却阶段及第二次加热熔融阶段,GB对TPU软段相和硬段相的相变行为没有明显的影响。但是在DSC第一次加热熔融阶段,GB引起了TPU熔融峰向低温区移动。旋转流变仪测试分析结果表明,在高剪切频率下,GB/TPU复合材料的复合黏度和储能模量明显高于TPU纯料的,且TPUGB0.5(含质量分数为0.5%的GB)的复合黏度和储能模量最大。TGA结果显示,热稳定性提高,利用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料泡沫材料泡孔结构可知,泡孔分布和尺寸均匀性显著提高。     

超临界二氧化碳/乙醇共发泡法制备聚醚酰亚胺泡沫制品

本工作采用一步泄压釜压发泡技术研究了聚醚酰亚胺(PEI)的超临界二氧化碳(scCO2 )发泡行为,系统研究了饱和压力、发泡温度和泄压速率对PEI泡孔结构的影响,进一步引入共发泡剂和成核剂来分别改善PEI的发泡性能和优化泡孔结构.通过釜压发泡熔接技术,在受限金属模具空腔中同时完成PEI珠粒的发泡与熔接,制备了发泡倍率及泡孔结构可调的PEI泡沫制品.结果表明,以scCO2 作发泡剂,发泡条件较为苛刻且所得PEI泡沫具有微孔结构,但整体发泡倍率小于3倍;加入共发泡剂如四氢呋喃(THF)和乙醇(EtOH)等可明显改善PEI的发泡性能、提升发泡倍率,引入碳纳米管(CNTs)作成核剂可显著优化泡孔结构、提高材料成核数量和泡孔密度;通过釜压发泡熔接制备的PEI及PEI/CNTs泡沫制品珠粒熔接质量良好,力学性能优良,PEI泡沫制品的拉伸强度和压缩强度分别为5. 7 MPa和5. 6 MPa.     

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。     

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。     

聚丙烯/β-环糊精复合材料发泡性能及力学性能的研究

以β-环糊精(BC)为成核剂,通过微孔注塑发泡工艺制备了发泡聚丙烯(PP)复合材料。采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等技术,研究了不同含量BC (0.25%～7%,质量分数,下同)对发泡聚丙烯复合材料发泡性能及力学性能的影响。结果表明:随着BC的加入,PP的发泡性能得到明显改善。添加7%的BC可以得到理想的泡孔形貌,泡孔直径为27.17μm,密度达1.23×10~7cell/cm~3。BC的加入使PP的结晶温度、结晶速率、粘度均有明显改善,有利于PP在更高温度下结晶并防止泡孔坍塌和并泡。与发泡聚丙烯材料相比,发泡PP/BC复合材料的拉伸、弯曲、冲击强度分别提高了21.2%、7%、12%。     

聚乳酸/聚己内酯复合发泡材料的制备及性能表征

选用聚己内酯(PCL)与聚乳酸(PLA)进行共混改性,经挤出、发泡制备出性能良好的PLA/PCL复合泡沫板材。经红外光谱分析、断口扫描电镜、力学性能测试及差示扫描量热分析分别探究了PCL含量对复合发泡材料发泡效果、力学性能及结晶性能的影响。结果表明,PCL的加入能有效改善复合发泡材料的发泡效果。当PCL含量为10%时,试样的综合性能最优,冲击强度、压缩强度分别达到了8.9kJ/m2,31MPa;平均泡孔直径则由未改性发泡体系的2.8mm降低至1.1mm;结晶度由12.68%上升到17.95%,得到了泡孔尺寸小,分布均匀,表面质量佳,综合力学性能优良的复合发泡材料。     

化学发泡剂含量对秸秆纤维/聚丙烯复合材料性能的影响机理

目的 揭示发泡剂含量对微发泡注塑成型秸秆纤维/聚丙烯复合材料(SF/PP)密度及力学性能的影响规律,提供制备低密度高性能SF/PP材料的发泡剂用量工艺参考。方法 以偶氮二甲酰胺(AC)为化学发泡剂,制备了注塑发泡SF/PP,利用扫描电子显微镜、电子万能实验机和红外光谱测试等手段,分析了不同发泡剂含量下SF/PP的拉伸、弯曲、冲击性能、泡孔微观形貌和分布以及复合材料红外光谱图,通过实验对比分析了不同发泡剂含量下材料性能的变化规律。结果 当AC含量增加时,微发泡SF/PP的密度先降低后升高,冲击强度则先升高后降低,拉伸和弯曲强度为逐渐降低。当AC的质量分数为4%时,微发泡SF/PP的综合性能最佳,泡孔结构最好;微发泡(SF/PP)红外光谱图结果显示,在3420cm^-1处的—OH伸缩振动峰强度高于未发泡复合材料的,这表明秸秆纤维表面极性增大,秸秆纤维与树脂之间的结合性变差,导致微发泡SF/PP的拉伸强度低于未发泡材料的。结论 适当增加AC含量可使复合材料获得微小、致密的泡孔微观结构,降低材料密度,提升产品的力学性能;但当AC含量过多时,泡孔坍塌会使泡孔直径增大、泡孔结构...     

聚丙烯珠粒发泡研究进展

聚丙烯(PP)珠粒发泡材料具有优异的耐热、隔音、抗冲击以及耐化学腐蚀等性能,近年来被广泛应用在包装、建筑、汽车等行业。PP在其熔点温度附近的熔体强度会急剧下降,低熔体强度导致其难以得到好的泡孔结构,所以PP珠粒发泡的技术难度大,目前只有少数国家掌握了PP珠粒发泡的技术,因此PP珠粒发泡的研究受到了国内外的广泛关注。文中从制备工艺、发泡装备、性能改进、表征方法等方面综述了近年来国内外PP珠粒发泡的研究动态,并对该领域今后的研究方向进行了展望。     

超临界CO2辅助热塑性聚氨酯/热塑性聚酯弹性体的发泡及其回弹特性

为克服热塑性聚氨酯（TPU）发泡后,其发泡材料回弹性不足、压缩强度低及收缩率大等问题,采用热塑性聚酯弹性体（TPEE）改性TPU,并以超临界CO2为发泡剂,制备了TPU/TPEE发泡材料。研究了TPU/TPEE共混物的熔融及结晶行为、流变性能以及TPEE含量对TPU/TPEE发泡材料循环压缩性能、回弹性能、压缩永久变形及发泡性能的影响。差示扫描量热仪与落球回弹、压缩永久形变结果表明,TPEE的加入能使TPU分子链排列的有序性降低,回弹性提高;旋转流变仪结果表明,TPEE的引入可以有效改善共混物熔体的黏弹性,使得弹性作为主导,并显著改善发泡性能;循环压缩结果表明,加入TPEE可以进一步改善泡沫的压缩性能。当添加TPEE的质量分数为7%时,TPU/TPEE发泡体相对于纯TPU泡沫,发泡体落球回弹性提高了7.25%、压缩永久变形值降低了2.84%、压缩强度提高了326%。     

植物纤维含量对聚乳酸/玉米秸秆纤维发泡材料(PFFM)性能的影响研究

通过SEM、力学性能测试、TG等方法研究了纤维对聚乳酸/玉米秸秆纤维复合发泡材料(PFFM)微观结构、表观密度、膨胀率、力学性能和热性能的影响。结果表明,玉米秸秆纤维的加入提高了发泡材料的表观密度和力学性能,当纤维含量为15%时,表观密度最小,综合力学性能最好;扫描电镜结果显示,聚乳酸和玉米秸秆纤维之间相容性较好,纤维的加入改变了泡孔成型方式。     

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。     

纳米柠檬酸锌对聚乳酸挤出发泡行为的影响

采用超临界二氧化碳(SC-CO₂)连续挤出发泡方法,研究了纳米柠檬酸锌(NZnC)对聚乳酸(PLA)发泡行为的影响。首先,采用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和压缩试验机分别研究了纳米柠檬酸锌(NZnC)、食品级柠檬酸锌(FZnC)、纳米二氧化硅(N-SiO₂)、癸二酸二苯基二酰肼(TMC-300)和滑石粉(Talc) 5种成核剂对PLA等温结晶行为、成核剂/PLA复合材料的微观形貌、PLA泡沫发泡性能及压缩性能的影响。结果表明,NZnC的PLA等温结晶速率最快、在PLA中分散性及相容性最佳、PLA泡沫发泡性能及压缩性能改性效果最好。继而,研究了NZnC含量对PLA泡沫发泡性能及压缩性能的影响,其结果表明,NZnC质量分数为0.5%时,PLA泡沫的发泡性能最好(发泡倍率为31倍、泡孔密度为3.02×10⁹ cm^-3、平均泡孔直径为17.11μm),压缩性能也最好(压缩模量为19 MPa、压缩强度为0.35 MPa)。     

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。     

EPDM对VMQ硅橡胶泡沫发泡行为及力学性能的影响

本工作采用超临界二氧化碳(scCO₂)发泡技术制备甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)/三元乙丙橡胶(EPDM)复合发泡材料，探讨了预硫化时间、EPDM含量以及饱和温度对泡孔形貌的影响。力学性能测试结果表明硅橡胶泡孔结构和EPDM含量对复合材料力学性能有较大影响。当预硫化时间为8 min时，其交联密度为2.7×10^-5mol·cm^-3,可得到较好发泡性能和较宽发泡窗口。在60℃饱和温度、10 MPa饱和压力下发泡的VMQ-0.5EPDM(每100份硅橡胶中加入0.5份EPDM)密度可以达到0.2 g/cm³(发泡倍率为5.7倍);同时，参考VMQ-0EPDM,VMQ-0.5EPDM的比压缩强度从1.88 MPa·cm³/g增加到2.51 MPa·cm³/g,提升33%。     

基于相形态结构的PLA/PBS共混物微孔发泡行为

将不同组分的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)添加到聚乳酸(PLA)基体中形成非相容共混体系,利用超临界二氧化碳发泡方法制备出孔间高度连通的微孔发泡材料。将PBS添加到PLA基体中降低了共混体系的熔体粘度,异相成核作用致使泡孔密度增加、泡孔尺寸和泡孔壁厚度减小,这都将有利于增大泡孔连通的概率。泡孔结构数据表明,当PBS含量为20%(质量分数)、发泡温度为100℃时,得到的泡孔尺寸最小(9. 51μm),泡孔密度最大(18. 6×10~8cells/cm3~),开孔率最大(98. 2%)。基于PLA/PBS相态结构提出了共混物发泡样品的开孔机理,熔体粘度较低的PBS分散相随着泡孔长大而被拉伸变形直至破裂,熔体粘度较高的基体相PLA可作为泡孔的支撑骨架而不至于塌陷。     

有机支架结构对丁苯橡胶/乙烯-醋酸乙烯共聚物复合发泡材料性能的影响

为提高橡胶发泡材料尺寸稳定性及实现其广泛的工业化应用,基于硫磺和过氧化二异丙苯的交联体系,通过机械共混的方式,以具有结晶性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)构筑有机支架结构,制备了高尺寸稳定性的丁苯橡胶(SBR)/EVA复合发泡材料。研究了不同醋酸乙烯(VA)含量的EVA对SBR/EVA复合材料结晶性、相容性、泡孔形貌、尺寸稳定性和力学性能的影响规律,并探明了EVA结晶区作为有机支架结构的抗收缩机制。结果表明:不同VA含量EVA的SBR/EVA复合材料都具有良好的发泡行为。高结晶度的EVA (VA含量为18%)使SBR/EVA复合发泡材料的收缩率减小至4.7%,硬度和压缩强度(60%)分别增加到70 Shore C和22 MPa。      

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。     

马来酸酐接枝聚乙烯对高密度聚乙烯/木粉发泡材料泡孔形态及力学性能的影响

采用高密度聚乙烯(HDPE)为树脂基体在一定加工条件下制备了高密度聚乙烯/木粉发泡材料,研究了马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)作为相容剂对材料的力学性能、泡孔直径分布的影响,比较了发泡材料和未发泡材料的力学性能。结果表明,MAPE含量为5%时,材料具有较好的力学性能,泡孔的存在对于材料的力学性能有着较为明显的影响;发泡材料和未发泡材料力学性能及其变化有所不同,未发泡材料力学性能变化较为显著;MAPE的含量对泡孔直径的分布有一定的影响。     

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℃。