超临界N_2微孔发泡PA6的制备及性能研究

采用超临界N2微孔发泡注射成型方法制备微孔发泡尼龙(PA)6材料,研究了注射温度、成核剂含量对泡孔密度、直径的影响。采用扫描电子显微镜考察了注射温度对泡孔大小、密度以及分布的影响。结果表明,随着注射温度的升高,泡孔直径变大,泡孔密度减小;成核剂含量增加泡孔密度变大,成核剂到达一定含量后泡孔密度增大不显著,成核剂含量对泡孔直径无显著影响。     

超临界CO2制备微孔聚碳酸酯及其泡孔特性研究

采用超临界微孔发泡技术制备出一系列聚碳酸酯微孔泡沫塑料,通过扫描电子显微镜、密度测试等方法研究了发泡温度和发泡时间对聚碳酸酯微孔泡沫塑料泡孔特性和体积密度的影响。结果表明,在测试范围内,随发泡温度的升高,泡孔密度增加,泡孔孔径先增加后降低,体积密度降低;随发泡时间的增加,泡孔密度和孔径均增加,体积密度降低。     

双螺杆挤出制备低密度聚乳酸微孔泡沫塑料

通过构建双螺杆挤出发泡系统、降低发泡温度和加入交联剂来制备低密度聚乳酸微孔泡沫塑料。结果表明:降低发泡温度有利于聚乳酸泡沫密度的降低。交联剂的含量应适中,以获得合适的熔体强度,利于泡孔成核和泡孔长大。当发泡温度为125℃,交联剂含量为0.2份时,制备的PLA泡沫的体积膨胀系数达到39倍。     

聚丙烯物理法微孔发泡操作条件与泡孔形态的关系研究

以超临界CO2流体和丁烷为发泡剂,用快速释压的方法,对PP的微孔发泡进行了研究,得到了泡孔密度达10^9泡孔／cm^2,泡孔直径为20-50μm的微孔泡沫塑料颗粒。研究表明,改变饱和压力和温度可以控制发泡的泡孔结构和密度。使用CO2为发泡剂,当温度低于90℃或压力低于6．0MPa时,PP很难出现发泡。提高温度使泡孔出现五边形的结构但泡孔尺寸增大;增加饱和压力,泡孔密度增加,泡孔直径减小。用超临界CO2流体和丁烷作发泡剂时所得到的泡孔密度分别为2．0×10^8-10^9和2．0×10^5—10^7泡孔／cm^3,泡孔平均尺寸分别为20—50μm和100—500μm。用超临界CO2流体和丁烷混合气体作为发泡剂时泡孔直径则出现了双峰分布的结构;加入成核剂炭黑后所得到的泡孔尺寸大于未加成核剂的情况,其泡孔密度和泡孔直径分别为7．0×10^6—1．6×10^9泡孔／cm^3和55—300μm。     

模压成型ABS微孔发泡材料的研究

采用化学交联模压法制备了丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)微孔发泡材料,研究了发泡温度、发泡压力、发泡时间等加工参数对泡孔性能的影响,采用力学测试方法、扫描电子显微镜(SEM)研究了ABS微孔发泡材料的力学性能和泡孔形态。研究结果表明,当发泡温度为170℃、发泡压力为10 MPa、发泡时间为12 min时,制得的ABS微孔发泡材料泡孔尺寸、泡孔密度适中,表观密度最小,同时具有较好的冲击强度。在此模压工艺参数下,材料的平均泡孔直径约为50μm,泡孔密度约为3.2×108个/cm3,满足工业上微孔发泡材料泡孔密度的要求。     

聚醚砜超临界CO2发泡行为研究

以超临界CO₂为发泡剂,采用间歇发泡法制备了聚醚砜（PES）泡沫。采用旋转流变仪和扫描电子显微镜分析表征了PES发泡的均相成核行为,继而分别以滑石粉和二氧化硅（SiO₂）作为异相成核剂,探究了PES发泡过程中的异相成核行为。结果表明,间歇发泡法制备PES泡沫的发泡区间为200~230 ℃;最佳浸泡压力为20 MPa;最佳浸泡时间为3 h;未改性PES的泡孔直径均可在10 μm以下,泡孔密度在10⁹~10¹⁰ 个/cm³之间,但泡孔壁较厚;SiO₂相对于Talc,表现出更显著的异相成核作用;在210 ℃、3 h、20 MPa的发泡条件下,添加0.9 %（质量分数,下同）的SiO₂,可得到泡孔直径为0.77 μm,泡孔密度为7.14×10¹¹ 个/cm³的PES微孔泡沫。     

发泡聚乳酸流变性能及泡孔结构的研究

采用偶氮二甲酰胺（AC）做为发泡剂，直接通过挤出过程制备聚乳酸（PLA）泡沫塑料，通过显微镜照片、HAKKE流变仪观察和研究了工艺条件对其泡孔结构的影响。结果表明，发泡剂与成核剂的增加能降低发泡PLA的表观密度，增加其泡孔密度。流变试验表明纯PLA与发泡PLA熔体在低剪切速率下都呈现剪切变稀现象，发泡后PLA熔体的黏度会下降10％～30％。发泡剂含量在4％以下时，泡孔直径随发泡剂含量增加而减小；发泡剂含量增加到5％及以上时，PLA熔体强度过小，泡孔会过于密集而导致塌陷和串泡。成核剂的加入能够明显降低PLA熔体强度，异相成核使得泡孔直径较均相成核大，但前者泡孔密度较后者小。     

加工参数对微孔PC泡孔性能的影响

采用模压法成功制备了薄型微孔聚碳酸酯（PC）片材,研究了加工参数（发泡时间、发泡压力和发泡温度）对泡孔性能的影响,结果表明：泡孔尺寸随发泡时间的延长先减小后增大,随发泡压力的增加而减小,随发泡温度的增加而增大;泡孔密度的变化趋势随与泡孔尺寸的变化趋势相反;相对密度则随加工参数的增加而降低。通过比较各加工参数对泡孔性能的影响,可以发现发泡时间对微孔PC片材泡孔性能影响最大,且最佳的发泡时间约为8min。     

工艺条件对超临界CO_2发泡材料泡孔结构的影响

微孔发泡材料的泡孔结构主要采用泡孔尺寸和泡孔密度来表征。泡孔尺寸一般使用SigmaScan和Image-pro两种图像分析软件测量,而泡孔密度主要用Kumar法和初始未发泡试样泡孔密度计算法计算。工艺条件的不同,特别是发泡温度、饱和压力、发泡时间、添加成核剂、引入另一聚合物相等工艺条件的改变,都会对发泡材料的泡孔形貌产生影响。发泡温度和饱和压力对泡孔形貌的影响尤甚,并且对泡孔结构的影响趋势是相同的,即随发泡温度或饱和压力的增加,泡孔结构由好变差,存在最佳值。加入合适的成核剂及引入另一聚合物相,亦能起到促进发泡的效果。     

超临界CO_2发泡聚苯乙烯工艺研究

以超临界CO_2为发泡剂,采用釜压法在不同发泡工艺条件下制备了聚苯乙烯(PS)发泡试样,通过扫描电子显微镜对PS发泡试样的泡孔形貌进行了表征,探讨了不同发泡工艺对PS发泡试样发泡性能的影响。结果表明,随发泡温度的升高,PS发泡试样泡孔尺寸增大,泡孔密度下降,而泡沫密度呈现先降低后升高的趋势,发泡倍率与此相反;增大保压时间和保压压力,可提高试样的发泡效果。当发泡温度为136℃,保压压力为20 MPa,保压时间为4 h时,PS发泡试样的发泡效果最好,其泡沫密度为0.043 g/cm~3,发泡倍率为24.4,泡孔尺寸为59.8μm,泡孔密度为6.20×107个/cm~3。     

聚丙烯/丁烷挤出发泡工艺参数的优化

采用正交实验设计法对聚丙烯（PP）/丁烷挤出发泡的工艺参数（成核剂添加量、注气量及机头压力）进行了研究,通过扫描电子显微镜,得到了不同工艺条件下的泡孔结构,并借此分析了各工艺参数对材料发泡倍率、平均泡孔直径和泡孔密度的影响程度及机理;进一步利用Design Expert软件对PP的发泡工艺进行了优化,并通过实验验证了优化工艺的预测值。结果表明,在成核剂用量为1.4 %、机头压力为4.66 MPa、发泡剂注入量为7 %时,材料的发泡倍率高、泡孔密度大、泡孔直径小;通过实验验证,实验结果与预测值的偏差小于5 %,证明了预测的可靠性。     

腰果酚醛胺固化环氧树脂泡沫塑料性能研究

以双酚A型环氧树脂(EP)为基体树脂、自制的腰果酚醛胺(PCT)为固化剂、正戊烷(N-PT)为发泡剂、吐温-80和二甲基硅油为稳泡剂室温发泡制备新型环氧树脂泡沫塑料。研究了PCT用量对发泡时间和泡沫性能的影响,通过扫描电子显微镜和热失重分析对泡沫塑料的微观形貌和热性能进行了表征。结果表明,随着PCT用量增加,发泡时间逐渐缩短;环氧树脂泡沫塑料的密度、压缩强度、吸水率和热导率均随PCT用量的增加呈现先减小后增大趋势;当PCT加入量为30 %(相对于纯EP)时,发泡时间降至5 min;泡沫塑料的综合性能较佳,密度为0.0467 g/cm^3、压缩强度为276 kPa、吸水率为2.9 %、热导率为0.037 W/m·K,此时泡孔大小均匀,不良泡孔少;泡沫初始失重温度为248.4 ℃,最大失重速率温度为362.3 ℃,耐热性最佳。     

聚乙烯醇(PVA)发泡材料的研究

采用化学发泡一步法模压成型[1,2],研究了发泡温度、成核剂、发泡剂含量、发泡压力和发泡时间对PVA发泡材料泡孔状况的影响.结果发现发泡剂RA的含量为1.5份,添加适量的成核剂,发泡温度为220℃,发泡压力大于12MPa和发泡时间4～6min时,能得到泡孔较好的PVA发泡材料,其机械性能也很好.     

高速铁路用热塑性聚酯弹性体发泡材料挤出成型研究

采用挤出成型工艺制备热塑性聚酯弹性体(TPEE)发泡材料。研究了发泡剂的用量,成核剂的种类和用量,交联剂对TPEE挤出发泡材料性能的影响。采用万能力学测试机和扫描电子显微镜分别测试和观察了TPEE发泡材料的力学性能和泡孔结构,并测试了TPEE发泡材料的表观密度。结果表明:TPEE发泡材料的性能与发泡剂用量之间的关系并不是简单的线性关系;恰当的成核剂种类和用量能够为发泡体系提供大量的成核点,进而利于均匀泡孔的生成;加入过氧化二异丙苯(DCP)可提高发泡材料的力学性能,但降低了发泡率和均匀性;合理的加工参数对得到优质的TPEE发泡材料极为重要。综合考虑,当发泡体系中偶氮二甲酰胺(AC)为0.8份,苯甲酸钠为1.6份,采用压缩比为3:1的销钉式单螺杆挤出机,转速为70r/min,挤出温度为205℃,并且不加入DCP的工艺条件下制得的TPEE发泡材料的泡孔结构更为规整,整体性能更为理想。     

聚乙烯醇在超临界二氧化碳中的发泡行为

采用甘油作为聚乙烯醇(PVA)的塑化改性剂,实现了PVA的热塑成型,以超临界二氧化碳(scCO_2)为物理发泡剂,采用间歇式降压法制备了一系列PVA泡沫材料。利用差式扫描量热仪和流变仪系统研究了甘油对PVA的熔融行为和流变性能;并采用扫描电镜(SEM)研究了发泡温度、饱和压力和保压时间对泡孔形态的影响。结果表明,40%甘油增塑PVA体系的熔融温度降低至177.7℃,且在发泡温度下具有合适的黏度;随发泡温度的提高,PVA泡沫材料的泡孔尺寸增大,泡孔密度下降;增大饱和压力和适当延长保压时间,可提高增塑PVA体系的发泡效果。在合适的工艺条件下,发泡温度为185℃,饱和压力为15 MPa,保压时间为60 min时,PVA泡沫材料的发泡效果良好,其泡孔尺寸50.6μm,泡孔密度为8.8×10~6个/cm~3。     

连续挤出发泡聚乳酸泡孔结构的影响因素

介绍了采用超临界CO2作为发泡剂,连续挤出聚乳酸泡沫塑料的方法。在不同的实验条件下,对聚乳酸进行挤出发泡,得到聚乳酸发泡样品。通过对样品的ESM照片的分析研究,得出了不同的发泡条件对挤出聚乳酸泡沫泡孔结构的影响。结果表明螺杆转速的增加使得泡孔数量增加,泡孔形态更加规整均匀。模头温度影响了泡孔形态,较高的温度会使得样品的泡孔形态受到不利的影响。水分的存在不利于聚乳酸发泡成为均匀发泡倍率高的泡沫制品。成核剂促进异相成核,使发泡样品的泡孔结构更加均匀,大大提高了聚乳酸泡沫塑料的泡孔密度。     

网化聚氨酯泡沫塑料的制备、微观结构及其储油性能

以聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯为主要原材料,三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡为催化剂,蒸馏水和三氟三氯乙烷为发泡剂,并加入匀泡剂和开孔剂制备软质开孔聚氨酯泡沫塑料,通过碱液水解法制备网化聚氨酯泡沫塑料。采用光学显微镜及扫描电子显微镜观察泡沫塑料泡孔的微观结构,采用吸油速率和吸油率以及排油速率和油残存率表征网化聚氨酯泡沫塑料的储油能力。结果表明,通过调节两种催化剂用量可以有效控制泡沫塑料的凝胶速率和发泡速率,通过调节两种发泡剂用量可以有效控制泡沫塑料的密度及平均泡孔尺寸,通过调节匀泡剂和开孔剂用量可以有效控制泡沫塑料的孔径、孔径分布及开孔率。碱液浸泡时间为5 min时,泡沫塑料的泡壁基本被完全除净,而泡棱保留较为完整,拉伸性能无明显下降。制备出的网化聚氨酯泡沫塑料具有良好的吸油及排油性能,有望作为储油箱填充材料使用。     

注塑工艺对微发泡PP/云母粉发泡行为影响

用正交试验研究了注射温度、注射压力、注射速度和冷却时间对化学发泡法制备聚丙烯(PP)/云母粉发泡材料的泡孔平均直径和泡孔密度的影响.结果表明,在PP中添加云母粉后.注射压力对发泡PP/云母粉材料的结构参数影响最大,其次为注射温度;较理想的工艺参数为注射温度170℃、注射压力50 MPa,注射速度95%、冷却时间30 s.     

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。     

聚乙烯醇/微纤化纤维素复合微发泡材料的制备

通过溶液浇铸法制备了聚乙烯醇(PVOH)/微纤化纤维素(MFC)复合薄膜材料,以超临界二氧化碳(scCO₂)为物理发泡剂,采用间歇式降压法制备了一系列PVOH/MFC复合微发泡材料,主要讨论了在没有水分的影响下,不同发泡温度和时间以及MFC含量对PVOH/MFC复合微发泡材料的泡孔形貌、泡孔尺寸和泡孔密度的影响;同时,也对MFC的分散性和PVOH/MFC复合材料的流变性能和热性能对发泡行为的影响进行了研究。实验结果表明,均匀分散在PVOH基体中的MFC作为异相成核剂提高了气孔成核能力,且随着MFC含量的增加,泡孔尺寸降低,泡孔密度增大;并研究了发泡温度对PVOH/MFC复合材料的发泡形貌的影响,获得最优发泡温度。