聚氨酯/石墨烯复合纤维的制备及其发泡性能研究

以热塑性聚氨酯(TPU)、单层纳米石墨烯(GR)通过溶液与熔融共混并用的方法制备TPU/GR共混物,利用不同牵引速度纺丝制得不同直径的TPU/GR复合纤维,对其进行超临界二氧化碳微孔发泡,制得发泡TPU/GR复合纤维,探究了GR在TPU中的分散性,纤维尺寸和GR含量对发泡TPU/GR复合纤维泡孔结构及力学性能的影响。结果表明:GR在TPU体系中具有良好的分散形态及较高的二氧化碳气体阻隔性能;当发泡TPU/GR复合纤维直径为200μm时,随着GR含量的增加,纤维的发泡面积逐渐变大,泡孔直径呈现先减少后增加的趋势;对于直径为500μm的发泡TPU/GR复合纤维,随着GR含量的增加,纤维的泡孔直径逐渐变小,泡孔密度逐渐增加,即当加入质量分数为5%的GR,纤维泡孔直径由原来未加GR时的3. 78μm降低至1. 97μm,泡孔密度由原来的未加GR时4. 93×10~9cells/cm~3增加至2. 42×10~(10)cells/cm~3。     

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HIPS泡孔结构和性能影响

把不同含量改性碱式硫酸镁晶须加入到高抗冲聚苯乙烯(HIPS)中,在二次开模条件下制备微发泡HIPS/硫酸镁晶须复合材料,分析了不同含量硫酸镁晶须对微发泡HIPS复合材料泡孔结构和力学性能的影响。结果表明,随晶须含量增加,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5%时泡孔直径为25.091μm,泡孔密度达到1.0×10~7个/cm~3。     

PP/PS/nano-clay超临界CO_2连续挤出发泡成型研究

以聚丙烯(PP)/聚苯乙烯(PS)/纳米黏土(nano-clay)为研究对象,采用单螺杆连续发泡挤出机系统进行发泡,并用扫描电镜观察了发泡样品的泡孔结构。通过比较泡孔形态、发泡膨胀率、泡孔密度、泡孔直径等分析了PP/PS/nano-clay共混物组分配比对泡孔结构的影响。结果表明,将PP与PS共混,可以改善PP的发泡性能;同时,nano-clay的加入进一步改善了共混体系的发泡性能。随着nano-clay用量的增加,泡孔平均直径减小,泡孔密度增加,当nano-clay用量为5%(质量分数)时,制得了泡孔密度达到2.16×108个/cm3的微孔泡孔塑料。     

PS/PETG共混物的流变性能和发泡行为研究

采用密炼机制备了聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯1,4环己二甲醇酯(PETG)共混物;以超临界二氧化碳(CO2)为物理发泡剂,采用釜压法制备了PS和PS/PETG共混物发泡试样。通过旋转流变仪、扫描电子显微镜对PS和PS/PETG共混物的流变性能和泡沫的泡孔形态进行了表征。结果表明,加入PETG没有对PS的流变性能产生明显的影响,但对PS泡沫的泡孔形态影响显著,加入10 %的PETG时,其平均泡孔直径由纯PS的2268 μm降至758 μm,泡孔密度由345×108个/cm3提高到447×109个/cm3,泡孔尺寸分布明显变窄,说明PETG在PS中起到明显的气泡成核作用。     

新型非对称双螺杆挤出制备PPC/PTFE共混物及其超临界CO_2发泡行为研究

采用新型同向非对称双螺杆挤出机制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/聚四氟乙烯(PTFE)共混物,分析了PTFE在PPC基体中的分散性,并通过超临界流体发泡技术,探讨了PTFE填料对PPC发泡材料泡孔结构的影响。结果表明,新型同向非对称双螺杆挤出机的高效混合特性有利于增强PTFE在PPC基体中的分散;PTFE作为成核剂,可减小复合材料微孔发泡的泡孔尺寸,增加泡孔密度,当PTFE含量为3%(质量分数,下同)时,泡孔密度比纯PPC大幅度提高,达到4.75×10~7个/cm~3,平均泡孔直径约为2μm。     

本征特性对聚苯乙烯及聚丙烯发泡行为的影响

以化学发泡注塑成型技术为主线,在二次开模条件下制备微发泡聚苯乙烯（PS）及微发泡聚丙烯（PP）;通过流变性、加工性分析了树脂本征特性对PS及PP发泡行为的影响。结果表明：本征特性对气泡的长大和定型过程、气体扩散具有明显的影响;熔体强度越高的材料,阻碍泡孔长大的趋势越明显,所得到的泡孔越细小而均匀;PS具有合适的熔体强度和熔体流动速率（MFR）,发泡质量较理想,泡孔直径和泡孔密度分别为41.4μm、8.7×106个/cm3;PP（K9026）熔体强度较低,而熔体流动速率过大,发泡质量明显降低,泡孔直径和泡孔密度分别为65.94μm、5.82×105个/cm3。     

PS及其共混、复合体系超临界CO_2发泡行为研究

以聚苯乙烯(PS),PS/聚乙烯(PS/PE)共混体系和PS/纳米CaCO3(PS/nano-CaCO3)复合体系为研究对象,以超临界CO2为发泡剂,选择典型工艺条件开展了发泡实验,采用扫描电子显微镜(SEM)观察泡孔结构,比较分析了不同工艺条件下的发泡行为,为利用PS,PS/PE共混体系和PS/nano-CaCO3复合体系提供研究基础。研究结果表明,PS具有较好的成孔性能,在发泡压力为22 MPa、发泡温度为80℃和饱和时间为2 h时,可制得泡孔孔径为(11.19±2.12)μm、泡孔密度为5.31×107个/cm3、发泡倍率2.64的微孔发泡材料。与PS相比,在相同工艺条件下,当添加PE的质量分数为10%时,PS/PE共混体系的泡孔孔径显著减小,泡孔密度有所提高,可通过调节工艺条件调整泡孔形貌;添加质量分数为5%经硅烷偶联剂表面改性的nano-CaCO3,可促进PS/nano-CaCO3复合体系的泡孔成核,改善其泡孔形态,增加泡孔密度,减小泡孔孔径。     

黏度对环氧树脂基复合微发泡材料结构的影响研究

采用不同黏度的环氧树脂基共混材料,通过模压成型方法制备出系列环氧树脂基复合发泡材料.对发泡材料的泡孔结构进行了观察测量,研究了环氧树脂基共混物黏度对其发泡质量和行为的影响,结果表明:环氧树脂基共混物预处理黏度是影响环氧树脂基复合发泡材料质量的重要因素,共混物预处理黏度是控制环氧树脂固化和泡孔形核长大过程协调性的重要因素,实验范围内,当共混物预处理黏度在12.9 Pa·s时,制备出泡孔平均直径为48μ m、泡孔密度为2.25×107个/cm3、泡孔尺寸均匀的微孔环氧树脂基复合材料.     

聚丙烯/聚苯乙烯共混物超临界流体微孔发泡的研究

共混改性是改善聚丙烯(PP)发泡性能的一种有效方法.文章以PP/聚苯乙烯(PS)共混体系为研究对象,采用自制的高压釜装置进行发泡,并用扫描电镜观察发泡样品的泡孔结构.通过比较泡孔形态、泡孔密度和泡孔直径等,分析了PP/PS共混物组份比对泡孔结构的影响.结果显示:在PP中加入PS可以改善泡孔结构;随着PS含量的增加,泡孔平均直径逐渐增大,泡孔密度逐渐减小;PS分散相分布较均匀时,更有利于产生均匀分布的泡孔结构.     

Polypropylene‐dispersed domain as potential nucleating agent in PS and PMMA solid‐state foaming

The potential of using dispersive domains in a polymer blend as a bubble nucleating agent was investigated by exploiting its high dispersibility in a matrix polymer in the molten state and its immiscibility in the solid state. In this experiments, polypropylene (PP) was used as the nucleating agent in polystyrene (PS) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) foams at the weight fraction of 10, 20, and 30 wt %. PP creates highly dispersed domains in PS and PMMA matrices during the extrusion processing. The high diffusivity of the physical foaming agent, i.e., CO₂ in PP, and the high interfacial tension of PP with PS and PMMA could be beneficial for providing preferential bubble nucleation sites. The experimental results of the pressure quench solid‐state foaming of PS/PP and PMMA/PP blends verified that the dispersed PP could successfully increase the cell density over 10⁶ cells/cm³ for PS/PP and 10⁷ cells/cm³ for PMMA/PP blend and reduce the cell size to 24 μm for PS/PP and 9 μm for PMMA/PP blends foams. The higher interfacial tension between PP and the matrix polymer created a unique cell morphology where dispersed PP particles were trapped inside cells in the foam. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

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。     

不同聚丙烯发泡体系的挤出发泡行为研究

通过热失重行为研究了不同升温速率对吸热型发泡剂（HP40P）和放热型发泡剂（AC）分解行为的影响；考察了线形聚丙烯（LPP）和长链支化聚丙烯（LCBPP）共混体系（LPP／LCBPP）的挤出发泡行为；制备了LPP／纳米黏土复合材料，并对其进行了挤出发泡研究。结果表明，吸热型发泡剂的分解区间较宽，分解过程平稳，可以作为聚丙烯挤出发泡很好的发泡剂，但需要通过提高螺杆转速来抑制分解过程中的气体损失；LPP／LCBPP／HP40P是良好的聚丙烯挤出发泡体系，可以得到泡孔直径100μm左右、泡孔密度接近106个／cm^2的聚丙烯挤出发泡材料；LPP／纳米黏土复合材料的挤出发泡中并未发生严重的气泡破裂和塌陷现象。动态流变性能研究结果表明该材料表现出很好的熔体弹性，可以作为聚丙烯挤出发泡的良好发泡体系。     

聚苯乙烯/交联丙烯酸甲酯共混物的制备及其发泡性能研究

将聚苯乙烯（PS）颗粒溶解到二乙烯基苯（DVB）、丙烯酸甲酯（MA）与偶氮二异丁腈（AIBN）的混合物中,通过加热引发MA聚合,获得PS/交联PMA共混物, 采用釜压法制备了PS/交联PMA共混物泡沫。采用全自动视频光学接触角测试仪、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪、动态力学分析仪对PS/交联PMA共混物的结构和性能进行了表征,并通过扫描电子显微镜对PS/交联PMA共混物泡沫的结构进行了表征。结果表明,交联PMA的引入能提高体系的成核效率,随着MA用量的增加,PS/交联PMA共混物的接触角从PS的100.5 °降至86.1 °;当MA的用量为9.6份（质量份,下同）时,PS/交联PMA共混物的泡孔尺寸主要分布在40~60 μm之间,泡孔尺寸分布明显变窄,泡孔密度达到了1.2×10⁸ 个/cm³。     

CO2 foaming of poly(ethylene glycol)/polystyrene blends: Relationship of the blend morphology,CO2 mass transfer,and cellular structure

When polymer blends are foamed by physical foaming agents, such as CO₂ or N₂, not only the morphology and viscosity of the blend polymers but also the solubility and diffusivity of the physical foaming agents in the polymers determine the cellular structure: closed cell or open cell and monomodal or bimodal. The foam of poly(ethylene glycol) (PEG)/polystyrene (PS) blends shows a unique bimodal (large and small) cellular structure, in which the large‐size cells embrace a PEG particle. Depending on the foaming condition, the average size of the large cells ranges from 40 to 500 μm, whereas that of small cells becomes less than 20 μm, which is smaller than that of neat PS foams. The formation mechanism of the cellular structure has been investigated from the viewpoint of the morphology and viscosity of the blend polymer and the mass‐transfer rate of the physical foaming agent in each polymer phase. The solubility and diffusivity of CO₂, which determine the mass‐transfer rate of CO₂ from the matrix to the bubbles, were measured by a gravimetric measurement, that is, a magnetic suspension balance. The solubility and diffusivity of CO₂ in PS differed from those in PEG: the diffusion coefficient of CO₂ in PEG at 110°C was 3.36 × 10^?9 m²/s, and that in PS was 2.38 × 10^?10 m²/s. Henry's constant in PEG was 5600 cm³ (STP)/(kg MPa) at 110°C, and that in PS was 3100 cm³ (STP)/(kg MPa). These differences in the transport properties, morphology of the blend, and CO₂‐induced viscosity depression are the control factors for creating the unique cellular structure in PEG/PS blends. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 97: 1899–1906, 2005     

注射温度对PP/微球发泡材料发泡行为及力学性能的影响

通过二次开模注塑成型的方法,在180～230℃的范围内制备PP/微球发泡材料,采用SEM、Image-pro图像处理软件对泡孔进行观察、统计和计算,并测试了发泡材料的力学性能,研究了注射温度对PP/微球发泡材料发泡行为及力学性能的影响规律。结果表明:当注射温度为200℃时,PP/微球发泡材料的发泡质量较理想,泡孔平均直径为32 m、泡孔密度为7.95×106个/cm3,同时获得理想的综合力学性能。     

结晶特性对微发泡聚丙烯材料发泡行为的影响

以化学发泡注塑成型技术为主线,在二次开模条件下制备微发泡PP材料;通过DSC、XRD技术分析了结晶特性对微发泡聚丙烯材料发泡行为的影响。结果表明:结晶特性对气泡的成核、长大和定型过程具有明显的影响;添加滑石粉的改性PP材料结晶特性较差,发泡质量明显降低,泡孔直径和泡孔密度分别为36.98μm、3.29×107个/cm3;添加云母粉的改性PP材料具有合适的结晶温度和结晶度,发泡质量较理想,泡孔直径和泡孔密度分别为22.09μm、4.76×108个/cm3;能够获得泡孔细小、均匀的微发泡PP材料。     

微发泡聚丙烯复合材料发泡行为研究

以PP(聚丙烯)为基体材料,分别添加发泡剂母粒、发泡剂和助剂母粒及发泡剂、助剂、成核剂母粒,在二次开模条件下注塑制备微发泡PP复合材料,分析了发泡助剂及成核剂对微发泡复合材料发泡行为的影响规律。结果表明,添加发泡助剂以后,PP体系的发泡质量得到明显改善;助剂和成核剂同时添加,微发泡PP体系的发泡质量最好,泡孔平均直径为26.79μm,泡孔密度达到4.76×106个/cm3。     

ABS微孔发泡材料的制备与性能研究

利用化学交联模压法制备了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)微孔发泡材料,研究了发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)、活化剂氧化锌(ZnO)、交联剂过氧化二异丙苯(DCP)用量对ABS微孔发泡材料力学性能和泡孔结构形态的影响。结果表明,当AC为2份、DCP为0.15份、ZnO为0.2份时,制得的ABS微孔发泡材料的泡孔密度为1.31×108cells/cm3,平均泡孔尺寸为24μm,比强度达到44.7 N/tex,综合性能最佳,可以满足微孔发泡材料的要求。