聚丙烯发泡体系的挤出胀大和泡孔平均直径预测模型

利用改进后的毛细管流变仪研究了温度、发泡剂与碳酸钙含量对聚丙烯发泡体系挤出胀大和泡孔直径的影响。综合胀大比与毛细管数的关系，提出了聚丙烯发泡体系挤出胀大和泡孔平均直径的预测模型。与实验结果相比，发泡体系挤出胀大的预测值与实验测量结果的误差在5％左右，气泡平均直径的预测值与实验测量值的误差在10％左右，表明所提出的预测模型能正确预测实验值。     

超临界CO2发泡聚丙烯挤出工艺研究

通过对普通等规聚丙烯(PP)共混改性,实现PP的超临界CO2挤出发泡成型。考察了熔体温度、机头压力和CO2浓度对改性PP发泡过程和泡孔结构的影响。采用优化的工艺参数制备出发泡倍率高、泡孔形态完整的改性PP发泡材料。     

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。     

PP/改性纳米CaCO3/AC复合挤出发泡体系泡孔形态预测模型的研究

以AC发泡剂对聚丙烯(PP)/改性纳米CaCO3发泡体系进行挤出发泡,对发泡体系进行单因素轮换法实验,通过观察纵截面泡孔形态,分析各工艺参数对泡孔形态的影响规律,利用正交实验与实验统计软件相结合的方法对实验数据进行回归,得到泡体平均直径、泡孔面积比的预测模型,并进行了实验验证.通过模型预测最佳的加工参数范围,可对实验和...     

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。     

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CO2发泡微孔塑料挤出成型中气泡核自由长大过程的数学模型和数值模拟研究

利用CO2超临界法进行发泡是目前塑料发泡研究和应用领域中较为热门的一个方面.研究探讨了超临界CO2/PS微孔塑料挤出成型中气泡核自由长大的机理,选用球形模型为表征气泡长大的物理模型,利用Dewitt本构方程、守恒定律和理想气体状态方程,研究探讨了气泡核自由长大阶段的数学模型,并对数学模型进行了求解和实验验证.     

不同工艺下反应釜内PS/CO_2均相体系流变性能模拟

利用Fluent软件模拟不同工艺条件下反应釜内锥形混合元件所受的扭矩,依据锥板流变仪原理获得反应釜内PS/CO_2均相体的黏度,并分析熔体温度、CO_2质量浓度对均相体流变性能的影响。结果表明,当剪切速率一定时,升高熔体温度或CO_2质量浓度有助于降低均相体黏度;当熔体温度和CO_2质量浓度一定时,剪切速率越高,均相体黏度越低;且温度较低时,黏度随着CO_2浓度升高而下降的更剧烈。而均相体的黏度对于快速降压口模的压力降率有直接影响,对于如何获得更大的压力降率有指导作用。     

PP/CaCO3复合发泡材料泡孔形态预测模型的研究

用单螺杆挤出装置,以CO2为发泡剂,对聚丙烯（PP）/CaCO3复合材料进行挤出发泡;采用正交法设计实验,利用Design-Expert统计软件对实验数据进行统计处理,观察制品纵截面上泡体的形态变化,从而得到加工工艺参数对泡体形态的影响规律,回归拟合得到泡孔平均直径、面密度、形变程度和倾向角的预测模型,并进行实验验证;最后用回归模型求解出较合适的加工参数范围。结果表明,转速为46~52 r/min、机头温度为170 ℃、熔体温度为180~189 ℃、CaCO3含量为6.67 ％~7.9 %时,可得到较好的PP/CaCO3发泡制品。     

CO2／PS挤出微孔发泡成核速率及其影响因素的研究

微孔物理发泡是利用气体／聚合物熔体系在高温高压下的热力学不稳定性,在释压降温过程中气体产生相分离而获得发泡的方法。在连续挤出过程中,要提高体系的热力学不稳定性则必须有大量的气体在高压下溶解到聚合物熔体中去。     

PP/PDMS共混物的连续挤出发泡成型

用二氧化碳作为发泡剂,利用串联发泡挤出系统研究了聚丙烯(PP)/聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合物的膨胀比及泡孔密度,同时用马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)作为增容剂来提高PDMS与PP的相容性。结果表明,混合物的最大膨胀比可达25倍,而纯PP的最大膨胀比只有8倍。另外,与纯PP相比,混合物的泡孔密度显著提高(尤其是在低发泡剂浓度时)。     

聚苯乙烯／超临界CO2发泡体系黏度的研究

采用理论分析与实验相结合的方法对聚苯乙烯（PS）／超临界CO2（SCCO2）发泡体系的黏度进行了研究。对塑料熔体中气体对黏度的影响以及PS／SCCD2发泡体系的黏度进行了理论分析，得出带有发泡剂的塑料熔体的黏度是温度、剪切速率、压力和熔体中所含发泡剂种类、浓度及分布状态等韵函数；根据实验及数据分析结果整理建立了PS／SCCO2发泡体系的黏度预测模型η=10α/βγ^n-1，并与实验测得黏度进行了比较，结果表明，误差不超过5％，该模型可以很好地预测PS／SCCO2发泡体系的黏度。     

聚合物挤出发泡成型设备的特点分析

结合发泡成型工艺,分析说明了传统的挤出发泡系统、串联挤出发泡系统的结构设计特点,介绍了动态成型设备和基于拉伸流变的高分子材料塑化运输设备在挤出发泡成型加工中的应用;对比分析了各种不同的挤出发泡系统在发泡成型工艺上的特点;同时提出了连续发泡成型对注气装置的要求。     

超临界CO2/PS静态发泡参数的研究

研究了超临界条件下CO2在PS中的溶解度、发泡PS膨胀率、玻璃化转变温度和泡孔密度、尺寸等与压力、温度的关系。结果表明：压力的增加,使CO2在PS中的溶解度增加;塑料膨胀率与压力和温度双参数的结合有关,当压力大于9MPa,而温度大于80℃时,PS才开始膨胀;经过CO2溶胀后,PS的玻璃化转变温度为80-95℃,比纯PS的低10-25℃;泡孔密度随压力的增加而增加,随温度的增加而减少;泡孔尺寸则随压力的增加而减小。     

聚苯乙烯/CO2发泡体系的气泡生长过程模拟

以聚苯乙烯/CO2发泡体系为研究对象,利用细胞模型推导出了基于牛顿流体本构方程、幂律流体本构方程、dewitt黏弹性本构方程3种本构方程的气泡生长数学模型,通过比较分析得出了最适合该发泡体系的气泡生长模型,并研究了熔体弹性和非牛顿性质等物性参数对气泡生长过程的影响。结果表明,dewitt模型能更加准确地反映实际的气泡生长的过程;聚合物熔体弹性在生长初期对气泡生长有明显的促进作用;聚合物熔体的非牛顿性质对于气泡生长全过程都有影响。     

发泡机头流道内PS/CO2均相体系压力场的模拟

利用有限元软件包Polyflow模拟不同条件下发泡机头流道内PS/CO2熔体的流动,获得了压力,计算出压降速率,并分析熔体温度、CO2含量、机头模口流道直径和质量流率对流道内压力和压降速率的影响。结果表明,在加工条件允许的范围内,降低熔体温度,可以显著提高机头流道中的压力和机头模口流道中的压降速率;当熔体温度一定时,机头流道中的压力和机头模口流道中的压降速率随着CO2含量的增加而降低。尤其当熔体温度为150℃,CO2质量含量由1%增加到2%时,机头模口流道中的压降速率急剧降低;减小机头模口流道直径可有效地提高机头流道内的压力和压降速率。熔体温度175℃,CO2质量含量5%、质量流率1kg/h时,模口直径由1mm减小到0.5mm,机头入口段压力由5.9MPa增大到近30MPa。     

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。