超临界二氧化碳/乙醇共发泡制备聚砜泡沫制品

以超临界二氧化碳(scCO_2)和乙醇为共发泡剂,通过釜压发泡的方法制备特种工程塑料聚砜(PSU)珠粒泡沫制品。研究了乙醇含量、发泡温度、饱和压力对PSU泡沫材料的泡孔结构和珠粒粘接的影响,阐明了共溶剂发泡与泡沫材料泡孔结构的关系。结果表明,乙醇的引入增加了scCO_2在PSU基体中的溶解度,降低了PSU的发泡温度(最低发泡温度为150℃),拓宽了PSU的发泡温度窗口,增大了泡孔尺寸和膨胀倍率。当乙醇含量为33. 9%,发泡温度为180℃,饱和压力为8 MPa时,PSU珠粒泡沫的平均孔径可达86. 0μm,膨胀倍率可达10. 9倍,泡孔密度为9. 4×10~5个/cm~3,其泡沫制品珠粒间粘接良好,力学性能优良,压缩强度可达7. 2 MPa。     

聚酰胺6扩链改性及其超临界CO2模压发泡研究

以扩链剂KL–E4370、抗氧剂1010对线型尼龙6(PA6)进行改性,制备出具有高熔体强度的改性PA6材料。采用固态发泡的发泡方法,通过超临界CO₂模压发泡制备相应发泡材料。通过差示扫描量热仪,流变仪来表征改性材料的可发泡性,并通过扫描电子显微镜来观测发泡材料的泡孔形貌。探究不同工艺条件对PA6泡沫泡孔结构的影响,分析了不同泡孔结构对发泡材料力学性能的影响。在饱和压力为10~20 MPa、发泡温度为223~231℃的范围内制备的PA6泡沫泡孔直径在18.3~143.6μm之间,泡孔密度为7.42×10⁶~1.75×10⁹个/cm³,发泡倍率为5.6~22.4。所得PA6泡沫的拉伸强度为1.5~5.8 MPa,断裂伸长率为22%~51%,压缩强度为0.03~2.47 MPa。     

β成核剂对聚丙烯发泡材料的结晶行为和发泡性能的影响

在聚丙烯(PP)中加入β成核剂(TMB-5),以超临界二氧化碳(CO2)作为发泡剂,用高压发泡釜对其进行间歇发泡。研究β成核剂用量、饱和温度、饱和压力对β成核/PP发泡材料的结晶和发泡性能的影响。结果表明,β成核剂有效促进了β晶的形成,发泡材料中β晶相对含量最高可达到92.4%,但增大饱和压力却会抑制β晶产生。β成核剂同时起到异相成核作用,使泡孔成核更容易,制得的样品发泡性能较好。另外,饱和温度的升高会使PP熔体强度降低,导致泡孔的尺寸增大、密度减小;而随着饱和温度降低,饱和压力升高,气体在熔体中的溶解度增大,泡孔成核数量增多,使泡孔密度增大、泡孔尺寸减小。饱和压力为22 MPa时,泡孔密度可达2.72×108个/cm3。     

微孔聚L-乳酸(PLLA)的扫描电镜分析与红外光谱分析

精确控制材料泡孔孔径和泡孔密度在组织工程支架材料的制备中尤为重要。本文采用固态无溶剂气体发泡法制备了103μm～8μm不同孔径的聚乳酸发泡材料,利用扫描电子显微镜技术和傅里叶变换红外光谱技术研究了不同孔径的聚乳酸发泡材料的泡孔形貌和官能团特征。结果显示随着饱和压力的增大,材料的泡孔孔径减小,泡孔密度增大,泡壁厚度减小,分子振动受到限制。     

预硫化工艺对三元乙丙橡胶发泡材料性能的影响

研究预硫化温度和时间对三元乙丙橡胶(EPDM)发泡材料结构和性能的影响。结果表明:预硫化温度为110℃时,EPDM发泡材料的硫化速度和发泡速度匹配较佳;随着预硫化温度的升高,EPDM发泡材料的泡孔孔径增大,泡孔数目减小;在110℃预硫化温度下,随着预硫化时间的延长,EPDM发泡材料的泡孔孔径减小,泡孔数目增大,且邵尔C型硬度和拉伸强度提高,静刚度和动静刚度比降低。     

化学交联PP/LDPE共混材料的熔体强度及发泡性能

通过化学交联提高聚丙烯/低密度聚乙烯(PP/LDPE)共混物的熔体强度,并对交联PP/LDPE共混物的发泡性能进行了研究.结果表明:交联PP/LDPE共混物熔体在拉伸过程中出现明显的应变硬化现象,熔体强度明显提高;采用交联PP/LDPE共混物可制得泡孔均匀、性能良好的闭孔泡沫材料;随着LDPE含量的增加,交联PP/LDPE共混物的凝胶含量逐渐增加,熔体流动速率(MFR)减小;随着发泡剂用量的增加,交联PP/LDPE共混物泡沫的密度逐渐减小,泡孔孔径略有增大;随着泡沫密度的减小,泡沫材料的拉伸强度、压缩强度及压缩永久变形逐渐减小,拉伸断裂伸长率基本不变.     

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。     

溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物发泡材料的制备及性能

以氮气为物理发泡剂,采用间歇式发泡法对溴化异丁烯-对甲基苯乙烯共聚物(BIMSM)基体材料进行发泡,研究了高岭土用量及发泡温度对BIMSM发泡材料力学性能及泡孔结构的影响。结果表明,在相同发泡温度下,随着高岭土用量的增加,发泡材料的密度、邵尔C硬度、拉伸强度及撕裂强度均增大,泡孔尺寸呈先增大后减小的趋势,泡孔密度则先减小后增大,泡孔分布不均匀程度增加。当高岭土用量相同时,随着发泡温度的升高,发泡材料的密度、邵尔C硬度、拉伸强度及撕裂强度均降低,泡孔尺寸增大,泡孔分布更加均匀。     

聚酯铵盐粉末发泡制备聚酰亚胺泡沫材料的研究

以芳香二酐和二胺为单体,采用聚酯铵盐前体粉末发泡的方法制备聚酰亚胺泡沫材料。考察了发泡温度、粉末大小对泡孔结构的影响。力学和热性能测试结果表明,该泡沫材料拉伸行为呈脆性,而压缩行为呈塑性,密度较大的聚酰亚胺泡沫表现出较好的力学性能。随着泡沫材料密度增大或测试温度升高,聚酰亚胺泡沫的导热系数增大。     

聚乙烯醇在超临界二氧化碳中的发泡行为

采用甘油作为聚乙烯醇(PVA)的塑化改性剂,实现了PVA的热塑成型,以超临界二氧化碳(scCO_2)为物理发泡剂,采用间歇式降压法制备了一系列PVA泡沫材料。利用差式扫描量热仪和流变仪系统研究了甘油对PVA的熔融行为和流变性能;并采用扫描电镜(SEM)研究了发泡温度、饱和压力和保压时间对泡孔形态的影响。结果表明,40%甘油增塑PVA体系的熔融温度降低至177.7℃,且在发泡温度下具有合适的黏度;随发泡温度的提高,PVA泡沫材料的泡孔尺寸增大,泡孔密度下降;增大饱和压力和适当延长保压时间,可提高增塑PVA体系的发泡效果。在合适的工艺条件下,发泡温度为185℃,饱和压力为15 MPa,保压时间为60 min时,PVA泡沫材料的发泡效果良好,其泡孔尺寸50.6μm,泡孔密度为8.8×10~6个/cm~3。     

超高分子量聚乙烯超临界CO_2间歇发泡研究

应用超临界CO_2间歇发泡方法研究了温度、压力以及不同发泡工艺对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)发泡的影响。结果表明:合适的饱和温度可以提高发泡倍率,减小泡孔尺寸,增加泡孔密度;发泡倍率和泡孔密度与饱和压力成正相关;对比不同工艺条件下的发泡结构与尺寸,得出正向发泡的泡孔尺寸小、泡孔密度高,而逆向发泡的泡孔尺寸大,但发泡倍率高。DSC结果表明:正向发泡的结晶度较高,发泡时异相成核数量增加,从而使泡孔尺寸减小、泡孔数量增加。比较正向和逆向发泡相同发泡倍率下的泡沫压缩性能,发现逆向发泡泡沫的弹性模量大于正向发泡泡沫。     

POE/EVA复合发泡材料性能

采用化学发泡法制备以聚乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)为基体,不同含量乙烯-辛烯共聚物(POE)及马来酸酐(MAH)接枝的乙烯-辛烯共聚物的复合发泡材料,并研究POE对EVA发泡材料发泡行为及力学性能的影响。结果表明:随着POE含量的增加,一方面增加了发泡材料的弹性,压缩永久变形降低,但拉伸及撕裂强度降低,另一方面减小了泡孔直径,增加泡孔密度,POE在质量分数30%的时候性能最好,泡孔直径是79.2μm。而随着POE-g-MAH含量的增加,一方面显著提高了发泡材料的拉伸、撕裂强度及耐磨强度,另一方面进一步降低了泡孔直径,增大了泡孔密度。接枝马来酸酐的POE质量分数在30%～40%发泡材料的性能最好,泡孔直径为68.1μm。     

超临界CO_2微孔发泡PE–LLD/PE–UHMW共混物

研究了线型低密度聚乙烯(PE–LLD)/超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)共混物的超临界CO2微孔发泡行为,探讨了PE–UHMW含量、发泡温度和饱和压力对泡孔形貌的影响。采用差示扫描量热仪和旋转流变仪对PE–LLD及其共混物的热性质和流变性质进行了测试和表征,并通过扫描电子显微镜表征和分析了发泡样品的泡孔形貌。结果表明,少量PE–UHMW的加入可以显著降低PE–LLD发泡样品的孔径,增加孔密度。随着发泡温度的升高,PE–LLD样品的泡孔结构会发生塌陷现象,而加入少量PE–UHMW可以提高基体的黏度,起到支撑孔壁防止塌陷的作用,并最终得到均匀的开孔结构。另一方面,当温度一定时,饱和压力升高可以降低孔径并且得到开孔形貌的泡孔结构。     

基于废旧轮胎胶粉的热塑性弹性体的制备及发泡性能研究

通过沥青改性胶粉及采用相容剂与聚丙烯共混制备了性能优良的热塑性弹性体(TPE)材料,并以超临界流体为发泡剂对其发泡性能进行了研究。实验结果表明,胶粉通过沥青改性后,可以明显地提高TPE的拉断伸长率,并且发泡TPE的泡孔平均直径增大,泡孔密度减少,相对密度减小,但是随着沥青用量的增加,材料的粘度降低,从而出现泡孔破裂和塌陷现象,最后导致泡孔平均直径和泡孔密度减小,相对密度增加。相容剂苯乙烯嵌段共聚物接枝马来酸酐(SEBS-g-MA)可以提TPE的拉断伸长率并改善泡孔结构。温度的升高和饱和压力的增大,都导致了发泡弹性体的泡孔增大,泡孔密度和相对密度减小。     

超临界CO_2发泡热塑性聚烯烃弹性体材料的研究

用超临界CO_2作为物理发泡剂,采用间歇釜式微孔发泡技术制备了热塑性聚烯烃弹性体(POE)发泡材料,应用扫描电子显微镜等测试手段探究了发泡温度及饱和压力对POE发泡材料表观结构和微观形态的影响。结果表明,发泡温度和饱和压力对材料泡孔结构和性能影响较大;当饱和压力为10 MPa、发泡温度为65℃时,所得的POE发泡材料表观密度较小、发泡倍率大,其内部泡孔密度较大,泡孔尺寸分布均匀。     

高熔体强度聚丙烯的发泡性能研究

通过反应挤出法对聚丙烯(PP)进行硅烷接枝交联改性获得高熔体强度PP(HMSPP),并对HMSPP的发泡性能及影响因素进行了研究。结果表明,HMSPP具有良好的发泡性能,可以制备出高质量泡沫材料;随着HMSPP的熔体流动速率的降低,泡沫材料的密度和泡孔平均直径降低;随着HMSPP用量减少,HMSPP/PP泡沫材料的泡孔平均直径和密度增大,泡孔尺寸及分布的不均匀程度增加;发泡条件对泡沫结构具有一定的影响,最佳的发泡温度为185~190℃,螺杆转速为40~100r/min;随着口模厚度的增加,泡孔平均直径增加,材料密度下降,而材料内外层泡孔直径不均匀性增加。     

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。     

EMA对PBAT的扩链改性及其微孔发泡行为

为解决聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)可发性差的问题,以乙烯–甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMA)作为扩链剂对PBAT进行扩链改性。结果表明,随着EMA含量的增加,PBAT样品的特性黏度和支化度逐渐提高,说明扩链反应成功;PBAT样品的结晶温度和结晶度略有增加,结晶性能得到改善;PBAT样品的流变性能得到改善,说明样品的可发性逐步改善。然后,以氮气为物理发泡剂,通过固相发泡法制备PBAT微孔泡沫。结果表明,随着EMA含量的增加,PBAT泡沫的泡孔尺寸、泡孔密度和发泡倍率逐渐增加。随着发泡温度的升高,PBAT泡沫的泡孔尺寸和发泡倍率逐渐增大,泡孔密度稍有减小。     

丙烯酸酯橡胶/聚乳酸发泡材料的结构与性能

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂制备了丙烯酸酯橡胶(ACM)/聚乳酸(PLA)发泡材料,考察了ACM/PLA(质量比)和AC用量对发泡材料结构与性能的影响。结果表明,随着PLA并用比的增加,发泡材料的泡孔密度减小,泡孔逐渐变大,泡孔壁变薄,邵尔C硬度增大,撕裂强度和拉伸强度均降低,耐老化性能得到改善;随着AC用量的增加,发泡材料的泡孔壁变薄,大泡孔数增加,泡孔大小均匀度降低,密度、邵尔C硬度、拉伸强度和撕裂强度均逐渐降低,并且下降幅度逐渐变小,耐老化性能没有明显变化;发泡材料的压缩应力-应变变化包括较宽的线弹性区域、较窄的泡孔塌陷平台和泡孔壁相互接触后的密实化区域3个阶段。     

硫化剂DCBP对硅橡胶发泡材料性能的影响

研究了加入不同量硫化剂DCBP对硅橡胶发泡材料各项力学及物理性能的影响。结果表明：随着DCBP加入量的不断提高硅橡胶发泡材料的拉伸强度、密度、压缩永久变形升高;发泡倍率降低;断裂伸长率先升高后下降且随着硫化剂用量增加泡孔减小。