基于喷动床技术的超临界CO_2聚氨酯珠粒发泡工艺

以热塑性聚氨酯为原料,超临界CO_2为发泡剂,通过喷动床发泡技术制备了热塑性聚氨酯发泡珠粒,考察了CO_2流速、饱和温度、饱和压力、泄压速率对珠粒发泡行为的影响。结果表明,珠粒发泡均匀性先随着CO_2流速上升而上升,之后基本不变,表明形成稳定喷动后流速的提升对珠粒发泡均匀性无改善作用。珠粒发泡倍率随着饱和温度和饱和压力的提高先上升后下降,随着泄压速率的提高而提高。饱和温度的提高使泡孔密度下降,泡孔直径增大,饱和压力和泄压速率的提高使泡孔密度上升,泡孔直径下降。当CO_2流速为0.012 m/s、饱和温度为150℃、饱和压力为10 MPa、泄压速率为20 MPa/s时,珠粒发泡倍率最大,达到9倍,泡孔密度为1.13×10~7个/cm~3,平均泡孔直径为82.3 μm。     

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。     

POE/EVA复合发泡材料的制备

发泡成型是将气体溶解在半熔融状态的聚合物中至饱和,通过瞬时的泄压或者升温作用,形成无数的微小的泡核,膨胀成为具有泡孔结构的泡沫体。该工艺能够有效地减轻产品质量,节约成本。实验中,采用了超临界CO2辅助发泡制备了POE/EVA复合发泡材料,通过改变POE/EVA的配比,研究了不同比例的POE/EVA在相同发泡温度和饱和压力下,对其宏观发泡倍率和微观形貌的影响。结果表明,当EVA的添加量质量分数为40%时,复合发泡材料在饱和压力为10 MPa的表观密度为0. 169 g/cm3,发泡倍率为5. 3;其泡孔尺寸为56μm,泡孔密度为4. 27×106个/cm3,其泡孔微观形貌良好,尺寸均匀。     

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。     

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。     

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。     

超临界二氧化碳间歇式发泡法制备PP、PP/POE微孔发泡材料

采用超临界二氧化碳间歇式发泡法，成功制备了聚丙烯(PP)、PP/POE(乙烯-辛烯共聚物)微孔发泡材料。研究了发泡温度、饱和压力、POE含量对PP复合材料发泡性能的影响，并且，通过研究发泡材料的微观形貌、泡孔直径和膨胀倍率，得到最佳POE添加量。结果表明，在156℃、20 MPa条件下，PP可形成泡孔直径均一、高体积膨胀比的闭孔结构材料。加入POE后，PP复合材料的发泡性能得到改善，对发泡区间影响显著，PP/POE(80∶20)的发泡温度区在40℃以上；PP/POE(80∶20)随着发泡温度的上升，泡孔平均直径先增加后下降，泡孔密度和体积膨胀比逐渐增大；在120℃、20 MPa条件下，添加20%POE,得到了发泡范围大且泡孔均一性较好的发泡材料，泡孔密度为1.13×10¹¹个/cm³,泡孔孔径为2.81μm。     

聚苯砜微孔材料的制备及其力学性能

以超临界CO_2为发泡剂,采用固态升温发泡技术制备了微米级和纳米级泡孔结构的聚苯砜(PPSU)泡沫材料,通过扫描电镜对PPSU发泡样品的泡孔形貌进行了表征。在饱和压力为8~25 MPa、发泡温度为160~220℃的范围内制备的PPSU泡沫材料孔径在0.2~2μm之间,泡孔密度为10~(11)~10~(13)cell/cm3,发泡倍率为1~2.5。发泡时间固定为30 s时,泡孔孔径随着发泡温度的升高呈现出先增大后减小的趋势,而且随着饱和压力的升高,孔径不断减小;泡孔密度的变化趋势则与之相反。对发泡密度都为0.6 g/cm~3,且具有不同孔径大小的发泡样品进行了力学性能测试,结果表明:随着泡孔尺寸的减小,拉伸强度和压缩强度均显著提升,孔径为206 nm的发泡样品与孔径为1 920 nm的发泡样品相比,压缩和拉伸强度分别提高了256.1%和106.1%。     

聚丙烯/木粉釜压珠粒发泡研究

以CO_2为发泡剂,用高压釜式法制备了聚丙烯/木粉发泡珠粒。利用旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)研究了不同木粉含量的聚丙烯/木粉复合材料的流变和结晶性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)分析了发泡珠粒的泡孔结构。结果表明,木粉对聚丙烯珠粒发泡有较大影响,随木粉含量增加,聚丙烯/木粉复合材料的黏度增加、损耗角正切值降低,熔融、结晶温度均提高,复合发泡珠粒的发泡倍率和泡孔密度先增大后减小,泡孔尺寸先减小后增大。当木粉含量为10%时,发泡珠粒的发泡倍率为10.4倍,平均泡孔直径、泡孔密度分别为67.69μm、5.791×10~7个/cm~3。     

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。     

基于超临界CO2间歇法制备超轻TPU颗粒的研究

采用超临界流体间歇式微发泡技术制备了超轻热塑性聚氨酯弹性体(TPU)颗粒,利用扫描电子显微镜等研究了发泡温度、饱和时间及饱和压力对制备超轻TPU颗粒密度和性能的影响。结果表明,发泡温度和饱和压力是影响颗粒泡孔结构分布和粒料性能的主要因素;当饱和压力为11 MPa、发泡温度为145 ℃时,所得的超轻TPU颗粒密度较小、粒径较大,其内部泡孔数量较多,泡孔结构分布均匀。     

热膨胀微球发泡剂对TPU泡沫结构与性能影响

以热膨胀微球(TEM)为发泡剂,采用两步法珠粒发泡工艺制备了热塑性聚氨酯(TPU)泡沫材料,系统分析和讨论了TEM含量对TPU发泡材料微观结构和性能的影响。采用双螺杆挤出机在170℃下挤出,再在温度为180℃的平板硫化机中预热7 min,保压5 min,可制得发泡效果较优的泡沫制品,泡孔分布均匀,呈闭孔结构。TPU泡沫密度随TEM含量增加先减小后增大,发泡倍率先增加后减小,并在TEM含量为5%时达到最小值和最大值,分别为0.515 g/cm~3和2.03。压缩强度和邵氏硬度随TEM含量增加先降低后增加,并在TEM含量为5%时均达到最小值,分别4.75 MPa和55。因此,可通过控制TEM含量制备结构、性能可调控的TPU泡沫。     

组合发泡剂对聚苯乙烯发泡行为的影响研究

采用物理发泡剂和化学发泡剂的组合发泡剂对聚苯乙烯(PS)在串联挤出发泡机组中进行连续挤出发泡,探讨了不同含量发泡剂和不同发泡温度对PS发泡行为的影响。通过真密度测定仪和扫描电子显微镜对发泡制品的密度、发泡倍率和泡孔形态进行测试。研究结果表明,采用组合复合发泡剂后,PS发泡制品的泡孔密度明显提高,发泡倍率增加,泡体结构优于单独使用物理发泡剂或化学发泡剂的发泡制品。在发泡温度为120℃,CO2注气量为5 mL/min,化学发泡剂用量为3份,SiO2用量为1份时,样品具有最佳泡孔形态,发泡倍率为18.42,泡孔密度为3.53×106个/cm3。     

异氰酸酯交联聚氯乙烯泡沫发泡工艺研究

采用模压及高温高湿发泡的方法，在PVC糊状树脂中添加改性MDI、偶氮类复配发泡剂，制备了异氰酸酯交联发泡聚氯乙烯硬质泡沫。考察了升温速率、塑化温度及时间、膨胀温度及时间等对泡孔结构及泡沫力学性能的影响。结果表明，模压工艺的升温时间为30 min、模压温度为170℃、保温时间为30 min,膨胀工艺参数为96℃(4 h),此工艺条件下泡孔结构最佳同时具有最佳力学性能，即压缩强度0.92 MPa、压缩模量79 MPa、剪切强度0.78 MPa、剪切模量24 MPa。     

热塑性聚氨酯高压釜发泡工艺的研究

利用高压釜对热塑性聚氨酯(TPU)进行发泡,考察了发泡温度、泄压速率、熔体流动性对泡孔结构、发泡倍率的影响。结果表明,TPU在发泡温度185和195℃下,均可得到泡孔结构;泡孔平均直径随着泄压速率的增大而减小;两种发泡温度下的泡孔密度随着泄压速率的增大,具有不同的趋势;最大发泡倍率出现在发泡温度195℃、泄压速率1. 72 MPa/s的条件下。     

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。     

影响聚丙烯发泡倍率和泡孔结构的主要工艺参数研究

以自行研制的高熔体强度聚丙烯为原料,在同向双螺杆挤出机-熔体泵发泡系统上,采用超临界二氧化碳为发泡剂,分析研究了影响聚丙烯发泡倍率和泡孔结构的主要因素.结果表明:随发泡剂注入量增大,聚丙烯发泡倍率提高,但发泡剂注入量应控制在一定的范围内,小于气体在聚丙烯熔体中的溶解度,否则,泡孔容易破裂、合并,发泡倍率降低;熔体温度是影响聚丙烯发泡倍率的关键因素,随熔体温度降低,聚丙烯发泡倍率增大,控制熔体温度在聚丙烯树脂结晶温度以上5℃左右内,能够得到发泡倍率高,泡孔结构好的聚丙烯发泡体;聚丙烯泡孔结构参数与机头压力和熔体温度密切相关,提高机头压力有利于气泡成核,降低熔体温度有利于减少气泡合并和破裂,得到泡孔尺寸小且均匀、泡孔密度高的聚丙烯发泡制品.     

连续挤出发泡聚乳酸泡孔结构的影响因素

介绍了采用超临界CO2作为发泡剂,连续挤出聚乳酸泡沫塑料的方法。在不同的实验条件下,对聚乳酸进行挤出发泡,得到聚乳酸发泡样品。通过对样品的ESM照片的分析研究,得出了不同的发泡条件对挤出聚乳酸泡沫泡孔结构的影响。结果表明螺杆转速的增加使得泡孔数量增加,泡孔形态更加规整均匀。模头温度影响了泡孔形态,较高的温度会使得样品的泡孔形态受到不利的影响。水分的存在不利于聚乳酸发泡成为均匀发泡倍率高的泡沫制品。成核剂促进异相成核,使发泡样品的泡孔结构更加均匀,大大提高了聚乳酸泡沫塑料的泡孔密度。     

SiO_2气凝胶核/聚苯乙烯壳复合阻燃保温板实验研究

实验过程采用热压浸渍加入发泡剂方法制备发泡型Si O2气凝胶核/聚苯乙烯壳复合珠粒,当加入14份发泡剂珠粒在90℃、压力0.9 MPa条件下反应9 h制备得到发泡剂含量为7%左右的可发性复合珠粒。同时对其发泡成型的原理、工艺流程、影响因素及参数控制等进行了研究,实验结果表明,在蒸汽压力为0.4 MPa的条件下经40 s制备得到发泡倍率为20左右、密度为0.025 g/cm3的预发复合珠粒,再经过模塑蒸汽发泡,蒸汽压力0.35 MPa、通气时间180 s,最终制备出保温性能优异(导热系数可达0.026 W/(m·K))、力学性能良好的Si O2气凝胶核/聚苯乙烯壳复合保温板。     

成型工艺对超临界二氧化碳发泡HMSPP结构与性能的影响

采用釜压发泡方法,以高熔体强度聚丙烯(HMSPP)为原料,超临界二氧化碳(scCO_2)为物理发泡剂,研究不同温度、压力、保压时间对发泡材料泡孔结构的影响。结果表明,发泡温度对发泡体系的影响最为明显,在141℃时材料的发泡效果最好,发泡倍率为10倍,表观密度最小为0.09 g/cm~3;压力为10 MPa时材料的发泡效果较好,发泡倍率为16.63倍,表观密度为0.054 g/cm~3;保压时间对材料发泡效果影响则不是很显著,预定的30 min保压时间可以完全满足本实验要求,时间过长反而会降低发泡材料的综合性能。