微孔发泡过程中聚合物/超临界CO2均相体系形成的研究

阐述以超临界CO2为发泡剂的微孔发泡中均相体系的形成过程，研究聚合物熔体和气体的混合机理，并分析影响均相体系形成过程的因素。结果表明，聚合物和气体本身的结构和性质、工艺条件、加工设备、外力场等均影响均相体系的形成，振动力场的引入可以提高多相体系的混合程度，在聚合物／气体均相体系的形成过程中引入振动力场是一个全新的研究方向。     

发泡工艺对超临界CO2／PP微孔发泡泡孔形态的影响

研究了超临界CO2／PP微孔发泡过程中发泡温度和饱和压力对结晶性聚合物PP泡孔形态的影响。结果表明，温度对泡孔形态影响很大，温度升高，熔体黏度和表面张力降低，泡孔变大，泡孔密度减小。与发泡温度相比，CO2饱和压力对泡孔结构的影响较小。压力太低，CO2的溶解度小，泡孔壁太厚，泡孔分布不均匀。随着压力升高，CO2的溶解度增加，熔体黏度减小，所以泡孔直径和泡孔密度都增加，泡孔壁变薄。     

剪切对PP/HDPE共混体系微孔发泡成型的影响

在熔体流动方向垂直叠加一个轴向脉动剪切,研究转子转动产生的剪切和轴向脉动剪切对PP/HDPE共混体系微孔发泡成型的影响。研究结果表明,随着转子转速增加,泡孔尺寸减小,气泡成核密度增大。但是转子转速过快,泡孔沿剪切的方向被拉长,泡孔取向严重,泡体质量变差。在熔体流动方向垂直叠加一个轴向脉动剪切以后,泡孔的取向现象减小,泡孔逐渐趋于圆形,泡孔结构得到改善。而且随着振动振幅和频率的增加,泡孔直径减小,泡孔密度增加。     

超临界CO_2微孔发泡影响因素研究进展

对超临界CO2在聚合物基体内微孔发泡成型过程中材料特性参数与加工工艺条件等影响因素的研究进展进行了综述。     

发泡工艺对超临界CO_2/PLA微孔发泡泡孔形态的影响

研究了超临界CO2/PLA微孔发泡过程中,发泡温度、饱和压力、剪切速率对聚合物PLA泡孔形态的影响。结果表明,发泡温度对泡孔形态影响很大,温度降低,熔体强度增加,泡孔塌陷和合并减少,发泡材料的泡孔密度增大,泡孔尺寸减小,但温度太低时,熔体黏度和表面张力增加,发泡样品泡孔密度较低,泡孔壁较厚;压力对发泡形态的影响也是很显著的,压力太低,CO2的溶解度小,泡孔壁厚,泡孔分布不均匀。随着压力升高,CO2的溶解度增加,发泡样品的泡孔密度增加,泡孔更加均匀;随着转子转速增加,泡孔尺寸减小,气泡成核密度增大。但是转子转速过快,泡孔沿剪切的方向被拉长,泡孔取向严重,泡体质量变差。     

微孔发泡塑料挤出成型中聚合物—气体均相体系形成研究

微孔发泡塑料是一种内部含有很多小泡孔的新型材料,具有很多优异性能。在微孔塑料挤出成型加工过程中,聚合物－气体均相体系能否形成是保证产品质量的关键因素之一。对其进行分析和计算,推导出挤出过程中聚合物－气体均相体系形成所需时间计算公式。结果表明,通过增加挤出压力,从而获得泡孔细密的泡沫塑料。     

微孔塑料成型过程中影响聚合物／气体均相体系形成的工艺因素

综述了微孔塑料成型过程中聚合物/气体均相体系形成的影响因素。表征均相体系的重要参数是气体在聚合物中的溶解度，因此通过SEM、玻璃化转变温度法、粘度法等间接方法来衡量溶解度，可以间接表征均相体系。对影响均相体系形成的压力、温度、时间和剪切作用等工艺条件进行了分析。适当增加压力、升高温度有利于均相体系的形成.剪切作用可提高气体的扩散性和溶解性，同时还可大大缩短均相体系形成所需要的时间。     

剪切速率对聚苯乙烯／超临界CO2发泡体系的影响

在挤出发泡过程中聚合物／超临界CO2发泡体系的形成是气体在剪切混合作用下，通过对流扩散，完全溶解进聚合物形成物理性质均一的均相体系的过程。剪切作用对均相体系的形成具有重要的影响，为了研究剪切对均相体系形成的影响，成功设计了微孔发泡模拟实验机，研究了不同剪切速率作用下均相体系的形成。研究结果表明，随着剪切速率的增加，聚合物和气体的混合程度明显增强，泡孔分布变得均匀，泡孔密度增大。     

剪切对聚合物微孔发泡成型过程的影响

分别运用有螺纹转子系统和无螺纹转子系统进行试验,并分析研究剪切作用对聚合物微孔发泡成型过程3个阶段的影响.结果表明,增加剪切作用有利于气体的分散和溶解,减少均相体系彤成的时间,提高均相体系形成的质量;在较强的剪切作用下,较小的分子基团也能形成稳定的气泡核,在聚合物熔体中形成大量均匀细密分布的气泡核;但长时间、过强的剪切作用会导致气泡塌陷.     

CA/RDX复合材料超临界CO2间歇法微孔发泡研究

以醋酸纤维素(CA)为黏结剂,黑索今(RDX)为含能组分,通过超临界二氧化碳(SC-CO2)间歇法发泡技术制备了微孔可燃复合材料CA/RDX.采用重量法研究了SC-CO2在该复合材料中的吸收与解吸收过程,同时利用Fickian扩散定律,研究了SC-CO2的扩散系数.采用扫描电子显微镜(SEM)研究了发泡温度和饱和压力对该材料内部形貌的影响规律.结果表明,CO2的吸收量与扩散系数随着饱和压力的提高而增加,在20 MPa,40℃饱和条件下达到最大饱和量11.16％.RDX和CA界面降低了微孔异相成核能垒,因此增加了微孔成核速率,微孔产生于RDX和CA界面间的微裂纹并逐步长大成为完整的气泡;在微孔成核后,微孔尺寸随饱和温度与发泡温度差(ΔT)的增加而增大;由于CO2解吸收过程中扩散系数随饱和压力的增加而增加,因此饱和压力对泡孔形貌的影响不明显.     

超临界CO2制备NaCl/PS微孔泡沫复合材料

利用超临界流体发泡技术制备了氯化钠(NaCl)颗粒填充聚苯乙烯(PS)的微孔泡沫复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了材料的断面形态,并分析了氯化钠的粒径、含量及超临界CO2的饱和温度对微孔泡沫复合材料的泡孔形态的影响。结果表明:含有NaCl颗粒的微孔PS泡沫与纯PS泡沫在泡孔的形状和泡孔的尺寸等方面有所不同,纯PS微孔泡沫材料的泡孔分布较均匀、形状呈椭圆形,而添加了NaCl的PS微孔泡沫出现了大、小泡孔并存的泡孔结构。     

超临界CO_2/PS微孔塑料挤出成型中CO_2浓度对气泡成核影响的数值模拟

通过CFD软件对超临界CO_2/PS均相熔体在快速降压口模中流动状态的数值模拟,研究了CO_2浓度对CO_2/PS均相熔体气泡成核的影响。结果表明:当其他工艺条件不变时,在CO_2溶解度范围以内,增加CO_2浓度有利于提高成核率,从而产生更多的气泡,但不利于小尺寸泡孔的生成。     

Sc-CO2辅助聚合物挤出中螺杆结构对熔体压力的影响

采用Polyflow软件对双螺杆挤出机内不同螺杆元件所形成流道中的熔体流动进行了模拟,分析了不同螺杆元件的建压能力。结合超临界二氧化碳(Sc-CO2)辅助挤出的螺杆组合原则,对不同螺杆元件组合的螺杆结构进行了挤出实验;并通过对熔体压力的模拟值与实际测量值的比较,分析了不同螺杆结构对熔体压力的影响;另外还针对不同材料的挤出加工确定了相应的螺杆结构。     

振动力场作用下温度对超临界CO2/PS微孔塑料气泡形态的影响

以超临界CO2为发泡剂,用自行研制的动态发泡模拟机将机械振动力场引入到PS微孔塑料成型过程中,初步研究了振动力场作用下温度对微孔塑料气泡形态的影响.实验发现,发泡温度越高,气泡核长大的速度越快,导致气泡合并甚至破裂.但发泡温度过低时,超临界CO2在PS熔体中的扩散速率较低,最终制品的泡孔密度小,气泡分布也不均匀.在微孔塑料成型过程中施加振动,有利于发泡剂在熔体中的分散和混合,从而在较低的温度(130℃)下制备出泡孔直径为18μm、泡孔密度为7×107个/cm3的微孔塑料.     

In‐line Rheological Behaviors of Gun Propellant Substitute Assisted with Supercritical CO2 in Extrusion Processing

To improve the rheological behaviors of gun propellants, SC‐CO₂ was injected into the gun propellant substitute in extrusion processing. A slit die rheometer was used to investigate the in‐line rheological behaviors of CA solution. A Power model was applied to describe the rheological behaviors of CA/SC‐CO₂ mixtures. The viscosity and pressure of CA solution obviously decrease with the assistance of SC‐CO₂. The viscosity of CA solution reduces by 16.64 % at 55 °C and 10 s⁻¹ with the presence of SC‐CO₂. Increasing the processing temperature makes the viscosity of CA/SC‐CO₂ mixture decrease remarkably, but it weakens the plasticization of SC‐CO₂ to CA. Although the increasing solvent content improves the flow of the CA/SC‐CO₂ mixture, it lowers the strength of CA/SC‐CO₂ mixture, which is not in favor of the quality of product. The investigation of the in‐line rheological behaviors of CA/SC‐CO₂ mixture is fundamental and important for the safe extrusion of gun propellants assisted with SC‐CO₂.     

夹带剂对超临界CO2萃取过程的影响

超临界CO2 萃取技术是近年来兴起的一种高新物质分离精制技术 ,但其本身还存在着一些问题 ,如操作压力大、萃取时间长、对设备的要求较高、能耗相对也较大、提取能力小、萃取率有待进一步提高 ,从而限制了其应用领域的进一步拓展和大范围工业化生产的转化。采用夹带剂对超临界萃取过程进行强化 ,可有效提高萃取得率 ,降低操作压力等 ,因而成为人们研究的一个新方向 ,也将对超临界流体萃取技术产生重要的影响。本文就夹带剂对超临界CO2 萃取过程的影响及应用进行了论述 ,并提出了所存在的问题和研究方向。     

超临界CO_2微孔发泡制备聚乳酸/磷酸三钙多孔材料

利用超临界二氧化碳(sc-CO2)微孔发泡方法制备聚乳酸/磷酸钙(PLA/TCP)多孔材料,通过扫描电子显微镜(SEM)观察TCP颗粒分散和泡孔形态。结果表明,TCP质量分数为1 wt%和3 wt%时,微米级TCP颗粒均匀分布在PLA基体中,在发泡过程中起到异相成核的作用,减小泡孔尺寸同时增加泡孔密度。当TCP含量为5 wt%时,TCP颗粒出现团聚,异相成核作用减弱,泡孔密度下降。随着发泡温度升高,泡孔尺寸增大的同时泡孔壁变薄甚至破裂,发泡温度对泡孔密度影响不大。增加发泡压力,泡孔的数量急剧增加,同时泡孔的尺寸减少,泡孔壁变厚。     

超临界CO2萃取鹤草芽浸膏的研究

研究利用超临界CO2从鹤草芽中萃取鹤草芽浸膏的工艺条件,考察了温度,压力,萃取剂用量等对浸膏收率的影响,结果表明,用超临界CO2从鹤草芽中萃取鹤草芽浸膏的最佳萃取工艺条件为：温度35－40℃,压力16MPa,萃取剂用量,每组实验300L左右。