硬质聚氯乙烯用复合发泡剂的研究

采用活化剂(尿素、碳酸锌)和碳酸氢钠对偶氮二甲酰胺(AC)改性制备硬质聚氯乙烯(R-PVC)用复合发泡剂,并用热分析和放气量检测对复合发泡剂进行了表征。结果表明当AC、NaHCO3、尿素和碳酸锌的质量比为10:10:2.5:2.5时所得的复合发泡剂分解温度处于R-PVC成型加工范围内,吸-放热基本平衡,放气量大且无突发性。采用这种复合发泡剂制备的硬质聚氯乙烯发泡材料具有较好的力学性能和微孔结构。     

SAC-粉煤灰-再生微粉发泡体系的性能

以硫铝酸盐水泥、粉煤灰和再生微粉为复合胶凝材料,基于双氧水发泡工艺制备发泡保温材料。研究发泡剂用量和再生微粉掺量对发泡水泥的气孔孔径、抗压强度和干表观密度的影响,以及干表观密度和抗压强度的关系。试验结果表明:当再生微粉掺量相同时,发泡水泥的干表观密度和抗压强度均随发泡剂用量增加而降低,而发泡水泥的气孔孔径增大;当发泡剂用量相同时,干表观密度、抗压强度和气孔孔径随再生微粉掺量的增加而较小,而干表观密度和气孔孔径的减小幅度较小。发泡水泥的干表观密度与抗压强度具有良好的线性相关性,R~2为0.96936。     

HDPE/LDPE共混物超临界CO_2挤出发泡成核剂的优选

以高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)按7∶3质量比的熔融共混物为原料,超临界二氧化碳(scCO_2)为物理发泡剂,通过挤出发泡的方法制备聚乙烯共混物的泡沫材料。系统研究了不同种类成核剂以及复合成核剂的成核效果。结果表明,成核剂的加入使流变性能变优,CO_2的溶解度上升,结晶温度上升。且1.0%(质量分数,下同)滑石粉和1.0%聚乙酸乙烯酯(PVAc)的复合成核剂发泡效果最佳,制备的聚乙烯共混物泡沫材料平均孔径可达254μm,孔密度6.60×104cells/cm3,发泡倍率6.02。     

发泡剂对聚乙烯醇/碱木质素发泡材料性能的影响

采用有机、无机、复合发泡剂制备了聚乙烯醇/碱木质素发泡材料(PAFM),优化发泡剂用量。结果表明,有机、无机、复合发泡剂的最佳用量分别是3.0%,3.0%和4.0%;在最优条件下,无机发泡材料具有较高的力学性能和吸水性能,但其表观密度较高,随着溶液pH值的升高,发泡材料的降解率降低;FT-IR显示有机、无机发泡材料发生苯环5位取代,且无机发泡材料的交联度较高;扫描电镜观察到发泡材料均具有明显的孔隙结构,但其孔隙结构不均匀,主要由于固化过程中水分挥发泡孔结构破裂导致;热分析:DSC显示无机发泡材料的生物相容性较好;TG显示,3种发泡材料的失重率最高峰对应的峰值温度依次增大,同时降解残留物依次较少,因而无机发泡材料的热稳定性较好,且降解性能好。因此,3种不同发泡剂制的发泡材料中,无机发泡材料性能最优。     

废纸浆纤维增强淀粉基复合发泡材料的制备及其性能

以NH4HCO3为发泡剂,废纸浆纤维为增强体,玉米淀粉、PVA为基质,甘油和尿素作为复合增塑剂,辅以其它的各种助剂,利用挤出发泡法制备出一种可生物降解的复合发泡材料。并分别讨论该发泡材料的密度、发泡倍率、吸水性、回弹性以及泡孔形态。研究结果显示,材料的密度随着发泡剂含量的增加先减少后增加,当发泡剂含量为1.2%时,材料的密度最小为0.16g/cm3;发泡倍率、吸水率、线性尺寸变化量均随着发泡剂含量的增加先增加后减少,且在发泡剂含量为1.2%时,均达到最大值;随着发泡剂含量的增加,材料泡孔数量先增加后减少,孔径逐渐增大;当废纸浆含量为20%时,材料的泡孔数量多,孔径较小且分布比较均匀;当复合增塑剂含量为30%时,淀粉与废纸浆相容性较好,材料泡孔数量较多,且泡孔大小分布均匀。     

多元发泡剂制备复合改性淀粉发泡材料及性能研究

以过氧化苯甲酰为交联助剂,将苯乙烯接枝改性的玉米淀粉和聚乙烯醇交联共混,增塑剂和保湿剂改善塑性和耐久性能,用水、碳酸氢钠和偶氮二异丁腈混合发泡,研究了发泡剂用量、物料配比、发泡温度对材料性能的影响。结果表明:发泡温度为110℃,m(淀粉)∶m(苯乙烯)=2∶1,m(改性淀粉)∶m(聚乙烯醇)=5∶1,m(碳酸氢钠)∶m(偶氮二异丁腈)=2∶1,二者用量为总质量的2%,水量为20%时,发泡材料的力学性能和表观密度等综合性能较好。     

纤维素纤维发泡缓冲包装材料制备工艺初探

初步探索以纤维素纤维为原料,用机械法制备绿色环保的纤维素纤维发泡缓冲包装材料的工艺技术,并且利用压缩试验机对发泡体的缓冲性能进行测试.试验研究了发泡剂、填充物、胶粘剂的用量,以及胶粘剂的配比对发泡体性能的影响.实验表明:明胶:甲基纤维素:瓜儿胶为2∶1:1,发泡剂1.5%,填充物18%,胶粘剂总量15%时,发泡体的密度0.027 g/cm3,回弹性20.5%,而且此时具有较为理想的应力-应变曲线.     

淀粉/LLDPE-EAA复合发泡材料的制备及性能研究

以淀粉、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为原料,甘油对淀粉进行塑化改性,碳酸氢钠作为发泡剂,辅以其他各种助剂,利用双螺杆挤出机进行熔融挤出发泡以制备复合发泡材料。通过观察发现当碳酸氢钠发泡剂含量为2%时,泡孔分布均匀,大小适宜,发泡效果最佳。重点探究了各原料的含量对复合发泡材料的拉伸强度和断裂伸长率的影响,研究结果表明,随着淀粉含量的增加,材料的拉伸强度逐渐增加,到一定程度的时候开始下降,材料的断裂伸长率则随之不断减小;LLDPE的含量对复合发泡材料的拉伸强度影响较大,EAA含量对断裂伸长率的影响较大;随着甘油含量的增加,增至10%时拉伸强度达到最大,之后开始逐渐下降,断裂伸长率则随则甘油含量的增加而增加。     

氧化铝纤维增强泡沫玻璃

本文以废玻璃粉为原料,CaCO_3为发泡剂,氧化铝纤维为增强剂,采用熔融发泡法制备泡沫玻璃。研究了发泡温度、发泡剂含量、纤维含量等因素对泡沫玻璃性能的影响。采用材料试验机、SEM、阿基米德法分析测试手段,对泡沫玻璃气泡结构、体积密度、气孔率以及抗压强度等进行了表征和分析。结果显示:随着氧化铝纤维含量的增加,泡沫玻璃的强度提高,气孔逐渐减小,均匀性变差。当氧化铝纤维含量为5%,发泡剂含量4%,烧结温度为820℃时,样品的平均抗压强度为3.5MPa、抗折强度为1.6MPa、气孔率为84%。     

杂交狼尾草发泡缓冲材料的制备及性能研究

为了拓展杂交狼尾草作为植物基发泡缓冲材料在包装领域的市场,减少发泡聚苯乙烯材料对环境的污染,以杂交狼尾草为主要材料,玉米淀粉为胶粘剂,异氰酸酯为发泡剂制备缓冲材料。正交试验结果表明,发泡成型的优化条件为:主料狼尾草与胶粘剂玉米淀粉、聚乙烯醇的质量比为1∶0.3∶0.15;每100 g狼尾草内添加30 mL发泡剂异氰酸酯;微波发泡时间为7 min。狼尾草发泡成型材料在含水率为14.4%时,其密度为0.30g/cm3,每平方厘米的泡孔数为19.7;狼尾草发泡成型材料在应变为15%时,其应力值为76.3 MPa,回弹率为80.99%。研究表明,狼尾草发泡成型材料为偏硬性缓冲材料,适合包装质量大、体积大的产品。     

原状脱硫石膏泡沫混凝土的制备与性能研究

原状脱硫石膏泡沫混凝土是在自主研发的原状脱硫石膏高强胶凝材料体系的基础上,以H2O2为化学发泡剂,同时在催化剂MnO2的作用下,利用反应后产生的O2达到自主发泡的目的,并掺入一定量的聚丙烯纤维和稳泡剂硬脂酸钙分别起到增强增韧和稳定气泡的作用。实验研究了不同组分对原状脱硫石膏泡沫混凝土各项性能的影响,包括干密度、抗压强度、导热系数、气孔率、线性收缩率、吸水率等性能,并利用扫描电子显微镜观察了不同发泡剂掺量时孔结构的微观形貌,最终确定了最佳配合比:胶凝材料体系组分为1(所包含组分质量比为:m(原状脱硫石膏)∶m(矿渣)∶m(水泥)∶m(石灰粉)∶m(水玻璃)∶m(减水剂)=60∶31∶9∶6∶0.7∶1.8),发泡剂掺量为2.5%、硬脂酸钙为3.2%、纤维为0.15%、水胶比为0.38,均外掺(质量比)。原状脱硫石膏泡沫混凝土各项性能均满足标准JC/T 266-2011《泡沫混凝土》的相关要求。本研究大大扩大了工业废石膏的应用范围,有效节约了自然资源,具有重要的社会现实意义。     

凝胶注模常温发泡制备氧化铝多孔陶瓷

以高纯氧化铝为原料,通过起泡结合凝胶注模成型的方法制备了孔隙率为77%～85%、孔径为40～200μm的氧化铝多孔陶瓷.多孔陶瓷组成为α-Al2O3.多孔陶瓷的微结构可通过固含量与发泡剂加入量的改变进行调控.多孔陶瓷的耐压强度为9.40～32.50MPa,且对其断裂方式进行了研究.多孔陶瓷在1000℃下的热导率为0.80 W.(m.K)-1.     

短纤维混杂增强PP复合泡沫材料的力学性能

将助剂预混与二次挤出工艺相结合制备含短纤维预发泡粒料, 并用型内二次发泡工艺制备了短炭纤维(SCF)、 短玻璃纤维(SGF)混杂增强聚丙烯(PP)复合泡沫材料。研究了在纤维总质量分数不变时, SCF与SGF的相对含量、 增强纤维与PP的界面性能及泡沫体的表观密度对PP复合泡沫材料的发泡效果和力学性能的影响。结果表明: SGF和SCF的同时加入能够改善PP的高温熔体强度, 获得孔径较小且均一的类球形的闭孔PP泡沫体。SGF和SCF混杂增强提高了PP复合泡沫材料的强度和模量, 且增强效果高于单一纤维, 当纤维总质量分数为15%, 且SGF ∶SCF为1 ∶1时(质量比), PP复合泡沫材料的抗弯强度和抗压强度最高, 而SGF ∶SCF为3 ∶1时, PP泡沫复合材料的冲击韧性和压缩模量达到最大值 。泡沫体的表观密度对PP复合泡沫材料的冲击韧性和抗压强度影响显著, 当表观密度从0.32g/cm3增至0.45g/cm3时, 冲击韧性和抗压强度分别从4.29kJ/m2和6.57MPa 提高到17.87kJ/m2和20.57MPa。      

木粉对聚乳酸流变、结晶及发泡行为的影响

以超临界CO_2为发泡剂,设计高温保压、低温快速泄压发泡的工艺,制备微孔发泡木粉/聚乳酸复合材料。利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、旋转流变仪对复合体系结晶及流变性能进行分析。采用排水法及扫描电镜研究了木粉含量对发泡材料表观密度、发泡倍率,泡孔密度及泡孔形貌的影响。结果表明,木粉的加入提高了木粉/聚乳酸复合材料熔体的复数黏度和储能模量,降低了聚乳酸的结晶度,提高了泡孔密度,减小了泡孔尺寸。当木粉含量为20%时,木粉/聚乳酸发泡材料表观密度为0.19g/cm~3,发泡倍率达到7倍,泡孔密度为7.23×10~8 cm~(-3),平均泡孔直径为20μm。     

发泡法制备多孔镁合金的研究

本文采用熔体发泡法制备以MgCO_3为发泡剂的AZ91D多孔镁合金。研究了不同的发泡温度对试样的显微组织、孔隙率、真密度及硬度的影响。结果表明:随着发泡温度的提高,β相的网状结构开始破碎,孔隙率呈现出增大趋势,但平均孔径逐渐减小;在不同的发泡温度下,AZ91D多孔镁合金的孔隙率大致保持在37%~50%之间,真密度变化范围为0.9~1.9 g/cm~3之间,发泡温度为720℃时,所得到的多孔试样的孔分布比较均匀,且孔隙率最大;随着发泡温度的增加,合金试样的硬度值减小,但下降幅度较小。     

弹性体对微发泡聚丙烯复合材料发泡行为的影响

以化学发泡为主线,在聚丙烯(PP)基体中添加弹性体三元乙丙橡胶(EPDM)制备微发泡聚丙烯复合材料。利用旋转流变仪、差示扫描量热法和扫描电镜等手段,系统地研究EPDM对微发泡PP材料发泡行为的影响。结果表明,EPDM的加入提高了PP材料的熔体强度,对PP材料发泡质量有明显改善;同时使PP复合材料的降温结晶峰向高温移动,能有效抑制泡孔的变形及并泡等恶化现象。当EPDM的质量分数为20%时,泡孔形态较为理想,其泡孔直径和泡孔密度分别为14.43μm,2.49×10⁷cm^-3。与未加EPDM的微发泡PP复合材料比较,EPDM的加入能够拓宽发泡PP复合材料的发泡温度窗口,发泡温度范围为180~195℃。     

温度对铁基预合金粉腐蚀泡沫化人造金刚石微粉的影响

采用铁基预合金粉对粒径为40~50μm的人造金刚石微粉进行腐蚀泡沫化处理。研究了不同温度对金刚石微粉表面形貌、颗粒直径、比表面积和孔容积的影响,并对腐蚀图案的各向异性和泡沫化机理进行分析。结果表明:当金刚石和预合金粉质量比为1∶2时,800℃处理的金刚石表面出现明显的腐蚀坑。随着处理温度升高,金刚石泡沫化程度先增大后减小,当处理温度为1 000℃时,金刚石泡沫化效果最好;此时,金刚石的比表面积和孔容积最大,分别为7.322m2/g和0.012mL/g。在腐蚀泡沫化过程中,金刚石发生了石墨化。     

水溶性环氧树脂对注凝成型Al2O3泡沫陶瓷结构和性能的影响

以异丁烯和马来酸酐共聚物(PIBM)为分散剂和凝胶剂, 同时添加两种表面活性剂, 通过机械发泡和注凝成型工艺制备高气孔率Al₂O₃泡沫陶瓷, 并研究了DE211环氧树脂对Al₂O₃泡沫陶瓷结构和性能的影响。结果表明, 该工艺能够制备气孔率达92.4%的Al₂O₃泡沫陶瓷。随着DE211环氧树脂的加入, 泡沫陶瓷的气孔率略有降低, 抗压强度由0.5 MPa提高到3 MPa, 平均气孔尺寸由582 μm下降到331 μm, 孔壁塌陷少。这归因于DE211环氧树脂的环氧基能够与PIBM的酸酐发生反应, 加快凝胶固化速度, 从而有利于稳定泡沫结构。