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.     

超临界CO2/PVC微孔塑料连续挤出成型技术

阐述超临界CO2与聚氯乙烯（PVC）的相互作用，从微孔塑料成型过程的三个阶段出发，论证了用超临界CO2作为PVC微孔塑料发泡剂的可行性，并提出一种适合于PVC微孔塑料连续挤出生产的新的成型技术－－PVC微孔塑料的电磁动态挤出成型技术。可以预见，电磁动态挤出成型可降低加工温度、提高混合效果、易于生成大量细密泡孔，以及有效控制发泡过程。     

振动剪切场下超临界CO2／PS微孔塑料气泡成核的研究

以超临界CO2 为发泡剂 ,用自行研制的电磁动态发泡模拟机 ,将机械振动力场引入到PS微孔塑料成型过程中 ,初步研究了稳态剪切力场和动态剪切力场对微孔塑料气泡成核的影响。实验发现 ,提高转速可以提高熔体的剪切应力 ,从而提高气泡成核率 ,但不如施加振动效果明显。施加振动后 ,泡孔直径随振幅和振频的增加而减小 ,泡孔密度随振幅和振频的增加而提高。在低温 (13 0℃ )、低压 (9MPa)下制备出泡孔直径约为 2 0 μm、泡孔密度约为6× 10 7个 /cm3 的微孔塑料。     

超临界CO2/PS微孔塑料挤出成型中成核数对气泡核自由长大的影响

以超临界CO2为发泡剂,研究了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导出了气泡核自由长大阶段的数学模型。通过此数学模型着重对气泡成核数与气泡核自由长大平均半径之间的关系进行了数值模拟预测,并以实验验证了其正确性,结果表明：当其他加工条件不变时,增加气泡的成核数,气泡长大的平均半径将变小。因此,在制备微孔塑料时,我们可以通过增加气泡的成核数来改善制品的泡孔结构。     

微孔塑料挤出成型的研究

以超临界CO2作为物理发泡剂,对低密度聚乙烯(LDPE)进行了微孔发泡的研究。介绍了微孔塑料成型过程中聚合物/气体均相体系的形成、气泡成核和气泡长大及定型这三个步骤。并分析了加工工艺因素(温度、压力)等对制品中泡孔尺寸和密度的影响:泡孔直径随挤出压力的增加而减小;泡孔密度随压力的增加而增加;泡孔直径随压力降速率的增大而减小;泡孔密度随压力降速率的增大而增加;而适当提高温度有利于减小泡孔直径、增加泡孔密度。     

动态发泡工艺参数对PS微孔塑料泡孔结构的影响

以超临界CO2为发泡剂,用振动诱导发泡模拟装置研究了微孔塑料动态成型过程中气体饱和压力、压力释放速率、温度、气体饱和时间、稳态剪切速率、振动等工艺参数对聚苯乙烯（PS）微孔塑料泡孔结构的影响。研究发现,PS微孔塑料试样的泡孔结构随着气体饱和压力和压力释放速率的提高而得到改善,而温度、气体饱和时间、稳态剪切速率则存在一个最佳的操作范围,在此范围内制得的PS微孔塑料试样泡孔密度最大,泡孔尺寸最小。在稳态剪切速率一定的情况下,通过施加振动可以进一步改善泡孔结构．     

超临界CO2微孔发泡塑料的研究进展

利用超临界CO2发泡制备微孔发泡塑料是当前的研究热点,具有发泡效率高、绿色环保、对制品的机械性能及外观影响小等优点.综述了超临界CO2微孔发泡塑料的研究进展.介绍了超临界CO2的三种发泡机理:均相成核、非均相成核与外力场加强成核机理.概述了间歇式、半连续式和连续式发泡工艺,阐述了发泡过程中防止泡孔黏结、破裂的方法及发泡...     

超临界CO2发泡成型微孔塑料的原理和研究进展

详细介绍了超临界CO2发泡成型微孔塑料的基本方法，并简单概述了国内外的研究进展。     

PS/超临界CO2微孔塑料挤出成型中温度对气泡成核的影响

通过计算流体动力学软件对聚苯乙烯（PS）／超临界CO2均相熔体在快速降压口模中流动状态的数值模拟,研究了口模温度对PS／CO2均相熔体气泡成核的影响。结果表明,当其它工艺条件不变、口模温度在微孔塑料发泡温度以上时,口模温度越低,越有利于微孔发泡,即形成小尺寸、大密度的泡孔。     

超临界CO2发泡制备聚氯乙烯微孔材料研究进展

阐述了超临界CO2发泡制备聚氯乙烯（PVC）微孔塑料不同工艺过程及其关键影响因素。介绍了CO2在PVC中的溶解扩散行为及CO2对PVC的增塑作用;分别论述了应用间歇升温发泡法、间歇降压发泡法和连续挤出发泡法制备PVC微孔材料的情况,分析了不同发泡工艺过程的优缺点,并总结了各发泡工艺过程中影响因素和PVC配方组成对发泡样品泡孔形貌和力学性能的影响;最后展望了超临界CO2发泡制备PVC微孔材料的工业化应用前景。     

超临界CO2在连续挤出微孔塑料中的应用

介绍了微孔塑料连续挤出成型的原理和设备以及在微孔聚合物制备中应用超临界CO2的优点。阐述了连续挤出设备中采用的2种成核装置(快速释压喷嘴和齿轮泵)的优缺点。综述了国内外超临界CO2辅助微孔塑料连续挤出加工技术的发展状况,提出了今后的研究方向。     

超临界二氧化碳溶胀聚合物的研究及其应用

介绍超临界ＣＯ２溶胀聚合物的研究及其应用,包括聚合物与超临界ＣＯ２相互作用,溶胀行为的理论模型以及溶胀后的聚合物的用途,如制备微孔聚合物材料、渗透小分子和超临界溶胀聚合等。     

聚碳酸酯微孔泡沫塑料力学性能的研究

采用超临界微孔发泡技术制备出一系列聚碳酸酯(PC)微孔泡沫塑料,通过扫描电镜、力学性能测试等方法研究了超临界流体温度对发泡剂(CO2)含量的影响,及发泡温度、发泡时间和超临界流体温度对PC微孔泡沫塑料力学性能的影响。结果表明:在测试范围内,随超临界CO2流体温度的升高,CO2含量降低;升高发泡温度或延长发泡时间均使PC微孔泡沫塑料的拉伸强度和冲击强度降低;随超临界CO2流体温度的升高,PC微孔泡沫塑料的拉伸强度增加,冲击强度降低。     

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。     

SBA-15形貌对聚乳酸微孔发泡的影响

文章采用水热法合成了球状、棒状与环状三种形貌的SBA-15无机介孔粒子,利用含氟硅烷对粒子进行亲二氧化碳修饰后,用于聚乳酸超临界二氧化碳(scCO2)微孔发泡,探索了粒子形貌对聚乳酸发泡材料的泡孔结构的影响。TG,BET和SEM等分析表明,不同粒子形貌的介孔粒子具有不同的硅烷接枝率,在聚乳酸微孔发泡材料中异相成核作用也不同,就泡孔尺寸和泡孔密度来讲,环状SBA-15粒子对聚乳酸发泡的异相成核作用最好,表明介孔粒子有望成为新型的微孔发泡成核剂。     

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。     

Experiment and simulation of foaming injection molding of polypropylene/nano-calcium carbonate composites by supercritical carbon dioxide

Microcellular injection molding of neat isotactic polypropylene (iPP) and isotactic polypropylene/nano-calcium carbonate composites (iPP/nano-CaCO₃H) was performed using supercritical carbon dioxide as the physical blowing agent. The influences of filler content and operating conditions on microstructure morphology of iPP and iPP/nano-CaCO₃H microcellular samples were studied systematically. The results showed the bubble size of the microcellular samples could be effectively decreased while the cell density increased for iPP/nano-CaCO₃H composites, especially at high CO₂ concentration and back pressure, low mold temperature and injection speed, and high filler content. Then Moldex 3D was applied to simulate the microcellular injection molding process, with the application of the measured ScCO₂ solubility and diffusion data for iPP and iPP/nano-CaCO₃H composites respectively. For neat iPP, the simulated bubble size and density distribution in the center section of tensile bars showed a good agreement with the experimental values. However, for iPP/nano-CaCO₃H composites, the correction factor for nucleation activation energy F and the pre-exponential factor of nucleation rate f0 were obtained by nonlinear regression on the experimental bubble size and density distribution. The parameters F and f0 can be used to predict the microcellular injection molding process for iPP/nano-CaCO₃H composites by Moldex 3D.     

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.