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。     

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。     

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。     

POE和EVA对IXPE发泡材料的改性研究

研究添加不同比例EVA树脂（乙烯-乙酸乙烯酯）和弹性体POE（乙烯-辛烯共聚物）对IXPE发泡材料的表观密度、拉伸性能及泡孔结构的影响。结果表明POE和EVA添加量增加,IXPE表观密度增大;当POE/EVA〈26份时,POE对IXPE发泡材料的拉伸强度的改性效果优于EVA,当POE/EVA〉26份时,EVA对IXPE发泡材料的拉伸强度的改性效果优于POE;POE对IXPE发泡材料断裂伸长率的改性效果较好;添加不同比例POE和EVA,都能制备出泡孔结构均匀IXPE发泡材料。     

木粉/POE协同改性PP的超临界CO2发泡性能

采用超临界二氧化碳作为发泡剂,用自制的高压反应釜,在一定温度、压力和保压时间等工艺条件下,探讨经预处理的木粉对高熔体强度聚丙烯(PP)/木粉发泡材料发泡性能的影响。当木粉用量为4份时,PP/木粉发泡材料发泡性能最佳,其发泡倍率最大,为12.6倍,表观密度最小,为0.069g/cm~3,泡孔平均直径为79μm。在木粉用量为4份基础上,研究乙烯–辛烯共聚物(POE)用量对PP/木粉/POE发泡材料发泡性能的影响。结果表明,当POE用量为15份时,得到最佳发泡性能的PP/木粉/POE发泡材料,其发泡倍率最大,为14.8倍,表观密度最小,为0.06g/cm~3,泡孔平均直径为174μm,泡孔分布最均匀。     

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。     

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。     

成型工艺对超临界CO_2发泡PP结构与性能的影响

采用自制超临界流体反应釜装置,以超临界CO_2作为物理发泡剂,进行聚丙烯(PP)材料的发泡试验研究。探讨了超临界CO_2发泡PP时的发泡温度、发泡压力和泄压速率对PP发泡材料的宏观性能及泡孔结构的影响。结果表明,发泡温度为135℃时,发泡材料的表观密度最小,为0.096 g/cm3;发泡压力为12 MPa时,发泡材料的表观密度最小,为0.075 g/cm~3,当发泡压力继续上升时,PP发泡材料的表观密度有所上升但泡孔直径开始下降;泄压速率为2 MPa/s时,发泡材料的表观密度最小,为0.196 g/cm~3,泡孔的平均直径最大。     

PP/POE微发泡材料的制备和性能

以高熔体强度聚丙烯(PP)和乙烯–辛烯共聚物(POE)为主要原料,利用化学发泡法制备了PP/POE微发泡材料。研究了POE用量对PP/POE微发泡材料发泡性能、力学性能的影响;通过研究PP/POE微发泡材料的动态力学性能、结晶行为、泡孔结构,确定了POE的最佳用量。添加POE能改善微发泡材料的动态力学性能,同时将PP的结晶峰温度提升117.01℃,加快了PP的结晶过程,为PP发泡提供合适的内部条件,有效地减少了发泡时过发泡、并泡现象的产生。当POE质量分数为10%时,PP/POE微发泡材料的综合性能达到最优,其缺口冲击强度达到13.2kJ/m2,相比未添加POE的微发泡材料提升了约158.8%,泡孔平均直径减小到60μm左右,泡孔密度达到最大值,为1.19×106个/cm3。     

PVC微孔塑料加工工艺与泡孔结构及耐热性关系研究

以超临界CO2为发泡剂,用动态发泡实验装置在不同的发泡温度、气体饱和压力及振动频率和振幅等加工工艺条件下制备了聚氯乙烯(PVC)微孔塑料。研究发现,发泡温度存在着一个最佳温度范围,使得泡孔密度最大、泡孔尺寸最小;气体饱和压力越大,泡孔结构越好;当剪切速率较低时,在发泡过程中施加强振动作用能显著提高泡孔密度,减小泡孔尺寸,当剪切速率较高时,施加较弱的振动作用即可改善泡孔形态,而施加较强的振动作用可能会产生较大的剪切热和脉动剪切应力,从而破坏泡孔结构;PVC微孔塑料的维卡软化温度与泡孔结构有着密切的关系,泡孔密度越大、泡孔尺寸越小,维卡软化温度就越高。     

发泡母粒对ABS发泡材料泡孔结构及力学性能的影响

采用化学注塑发泡制备了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯(ABS)发泡材料,研究发泡剂母粒载体分别为高抗冲聚苯乙烯(PS–HI),PS–HI+苯乙烯–丁二烯–苯乙烯塑料(SBS),SBS,ABS及聚烯烃弹性体(POE)时发泡剂母粒对ABS泡孔结构及力学性能的影响。结果表明,发泡母粒载体对ABS发泡试样的泡孔结构及力学性能具有较大的影响,以POE为发泡母粒载体所制得的ABS发泡样品的泡孔结构、力学性能较好。其泡孔平均直径为18.5μm,泡孔密度为4.183×107个／cm3,冲击强度为11.7 kJ／m2,拉伸强度为30.8 MPa。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

成型温度对环氧树脂基发泡材料发泡行为的影响

采用化学发泡模压成型制备环氧树脂基发泡材料,以不同成型温度下环氧树脂基发泡材料的表观密度、泡孔平均直径、泡孔尺寸分布、泡孔密度的统计和SEM观察,考察成型温度对化学发泡制备环氧树脂基发泡材料发泡行为的影响。结果表明:在一定温度下环氧树脂固化速率与发泡剂的分解速率相当时,环氧树脂固化与泡孔形核、长大、定型的同步协调性较好,实验范围内,当成型温度为160℃,可获得泡孔尺寸为78μm、泡孔密度为1.23×106个/cm3、泡孔尺寸分布均匀的微孔发泡环氧树脂基材料。     

模压成型ABS微孔发泡材料的研究

采用化学交联模压法制备了丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)微孔发泡材料,研究了发泡温度、发泡压力、发泡时间等加工参数对泡孔性能的影响,采用力学测试方法、扫描电子显微镜(SEM)研究了ABS微孔发泡材料的力学性能和泡孔形态。研究结果表明,当发泡温度为170℃、发泡压力为10 MPa、发泡时间为12 min时,制得的ABS微孔发泡材料泡孔尺寸、泡孔密度适中,表观密度最小,同时具有较好的冲击强度。在此模压工艺参数下,材料的平均泡孔直径约为50μm,泡孔密度约为3.2×108个/cm3,满足工业上微孔发泡材料泡孔密度的要求。     

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%。