二氧化碳发泡制备低介电聚酰亚胺/POSS复合泡沫

为了满足快速发展的通讯行业对低介电材料的需求,多孔材料因其低介电的特性,受到了广泛的关注。二氧化碳发泡材料是一种重要的多孔材料,其制备过程使用物理发泡剂,经济环保。为了制备低介电聚酰亚胺(PI)材料,我们使用二氧化碳发泡方法制备PI泡沫,研究无机粒子多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的添加对复合泡沫孔结构的影响。系统研究了在不同浸润条件和发泡条件下泡沫形貌的变化规律,制备出平均孔径最小为0.46μm的复合泡沫以及最高孔隙率为45%的复合泡沫。POSS的引入以及内部空气的存在降低了PI/POSS复合泡沫的介电常数,当PI/POSS复合泡沫的孔隙率为45%时,介电常数为2.35。在1~106 Hz的频率范围内,PI/POSS复合泡沫的介电常数保持稳定,同时可以保持发泡前30%的拉伸强度。

伽马射线辐照对聚丙烯超临界二氧化碳发泡的影响

系统研究了γ射线辐照改性聚丙烯(PP)的超临界二氧化碳(scCO_2)发泡行为。聚丙烯样品的制备采用两种辐照方法:(Ⅰ)PP粒子热压成型后γ射线辐照(Sequence Ⅰ,SⅠ);(Ⅱ)PP粒子γ射线辐照后热压成型(Sequence Ⅱ,SⅡ)。利用scCO_2作为物理发泡剂对两类样品进行间歇发泡。结果表明:γ射线辐照改性PP的熔点和结晶度随吸收剂量的增加而降低,其结晶度从51%下降到40%;在低频区,辐照后PP黏度轻微下降,而PP(SⅡ)样品下降更为明显;PP(SⅠ)发泡片材微孔尺寸变均匀,发泡率得到大幅提高,在40和50 kGy,不存在未发泡区域,并且拉伸性能从3.9 MPa增加到7.1 MPa;在最佳吸收剂量30 kGy时,发泡温度下降约5℃,发泡温度窗口从4℃增加到6~8℃。SⅠ方式可以降低发泡温度,扩大发泡温度窗口,更有利于PP的scCO_2发泡。

介孔二氧化硅粒子表面改性及其在聚甲基丙烯酸甲酯超临界二氧化碳发泡中的应用

采用水热法合成纤维状的SBA-15型介孔二氧化硅粒子,并对其表面和孔道改性用于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的超临界二氧化碳发泡,研究了其在聚合物发泡中的异相成核作用。结果表明,该介孔粒子在PMMA发泡过程能够起到一定的异相成核作用,有助于提高泡孔密度,降低泡孔尺寸。该异相成核作用在发泡温度和压力较低时更加明显。同时介孔粒子的表面特性对成核作用有很大的影响,与KH550改性的粒子相比,含氟硅烷改性的粒子具有较高的成核效率。考察发泡复合材料的力学性能发现其拉伸模量较纯聚合物发泡材料有所提高,但提高幅度与未发泡比相差不大。

辐射交联共聚聚丙烯的超临界二氧化碳发泡行为及其性能研究

用三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作为交联剂与无规共聚聚丙烯(PPR)共混制备片材,用γ射线在空气环境下对片材样品进行辐照,并利用超临界二氧化碳对片材进行间歇发泡.通过对样品结晶行为、凝胶含量和泡孔形貌进行分析,研究了交联剂TAIC和不同吸收剂量对PPR的结构和发泡性能的影响.结果表明:交联剂TAIC的添加在熔融共混时能促进PPR产生轻微交联,辐照后PPR/TAIC(质量分数2%)的交联程度增加,同时也发生氧化裂解,并且氧化裂解程度随吸收剂量增加而增大;PPR中主要存在α晶型和γ晶型,发生交联后能形成更多的γ晶型,γ晶型的存在能触发产生更多的成核位点,形成良好的微孔结构.对于本研究中的PPR/TAIC(质量分数2%)片材,最佳吸收剂量为25 kGy,此时泡孔孔径达到最小约41 μm,泡孔密度达到1.5×10^10 cm^-3,发泡样品断裂伸长率达到230%.该聚丙烯样品在释压为20 MPa条件下的scCO2适宜发泡温度窗口可达10℃左右.

聚苯乙烯/热塑性聚氨酯共混材料制备及超临界二氧化碳发泡

利用熔融共混方法制备了不相容体系聚苯乙烯(PS)与热塑性聚氨酯(TPU)的共混物,采用超临界流体发泡方法制备了不同PS/TPU配比的发泡试样。研究了不同配比时共混试样的拉伸性能,用扫描电子显微镜(SEM)观察了发泡试样的泡孔结构。拉伸性能研究结果表明:随TPU含量增加,试样拉伸强度呈先降低后增加的趋势,两种组分各占一半时拉伸强度最低。当TPU质量分数为20%时,得到了细密均匀的发泡材料,泡孔尺寸小且泡孔分布均匀。

SiO_2表面接枝聚离子液体及其在聚苯乙烯超临界二氧化碳发泡中的应用

采用原子转移自由基聚合法(ATRP)在二氧化硅(SiO2)表面接枝具有二氧化碳(CO2)强吸收能力的聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基四氟硼酸铵(P[MATMA][BF4]),再以聚丙烯酸与聚苯乙烯(PS)的嵌段共聚物(PAA-b-PS)为相容剂,将SiO2-P[MATMA][BF4]添加到PS基体中进行超临界CO2发泡,以提高CO2在PS基体中的溶解度及异相成核效率。将氨基改性的SiO2(SiO2-NH2)与PS的复合物作对比。红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)分析结果表明,SiO2表面能够接枝聚离子液体,且SiO2-P[MATMA][BF4]与SiO2-NH2在PS基体中均有良好的分散效果;相比于纯发泡PS,PS/SiO2-NH2复合发泡材料的泡孔结构变化不大,而SiO2-P[MATMA][BF4]的引入,使得发泡PS的泡孔密度显著提高,平均泡孔尺寸明显降低,泡孔尺寸分布变窄。说明SiO2-P[MATMA][BF4]具有更高的异相成核效率。

PBAT/PVA复合材料发泡行为及抗收缩性能研究

为提高聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)发泡材料的抗收缩性,用热塑性加工的方法制备PBAT/聚乙烯醇(PVA)复合材料,并采用超临界二氧化碳技术制备发泡材料.探讨了PVA含量、发泡温度以及压力对泡孔形貌的影响.流变性能、动态力学分析的结果表明,PVA的加入改善了PBAT熔体的黏弹性,提高了其熔体强度,增强了复合材料的发泡能力.研究结果表明,PVA的加入可提高PBAT的发泡温度,降低发泡材料的收缩率.当PVA含量为10%时,可将发泡温度提高至105℃,稳定体积膨胀率为15倍,体积收缩率仅有1.25%;而此时PBAT的体积膨胀率只有7倍,体积收缩率却达到了78.83%.

ABS/CNTs/Fe_(3)O_(4)复合材料及其双峰泡沫的电磁屏蔽性能研究

采用熔融共混和超临界二氧化碳(scCO_(2))发泡技术,分别制备了具有优异导电能力和电磁干扰屏蔽性能(EMI SE)的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/碳纳米管(CNTs)/四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))复合材料及其双峰泡沫。研究了2种填料复配比例及含量变化对ABS复合材料及其双峰泡沫的发泡性能、导电性能、介电性能和EMI SE的影响。实验结果表明,随着CNTs和Fe_(3)O_(4)含量逐渐增加,ABS双峰泡沫的平均泡孔尺寸逐渐减小,泡孔密度逐渐增加。其中,平均大泡孔尺寸从283.54μm减小至70.79μm,平均小泡孔则从11.89μm减小至7.19μm;而大泡孔的泡孔密度从2.88×10^(4)个/cm^(3)增加到2.51×10^(6)个/cm^(3),小泡孔的泡孔密度则从2.18×10^(8)个/cm^(3)增加到1.12×10^(9)个/cm^(3)。同时,ABS复合材料的电导率也从0.3041 S/cm增加至1.3608 S/cm,总EMI SE由28.65 d B提高到43.05 d B。发泡后,ABS双峰泡沫电导率从0.0027 S/cm增加至0.0654 S/cm,总EMI SE从10.89 d B提高至21.08 d B。ABS复合材料及其双峰泡沫的比电磁屏蔽效能(SSE)最高可达41.33 d B/(g·cm^(-3))。

聚四氟乙烯微粉对超临界CO2发泡聚丙烯泡孔结构及性能的改善

通过挤出制备了三种不同聚四氟乙烯微粉(PTFE)含量(1.0%、5.0%、10.0%,质量分数)的聚丙烯/聚四氟乙烯(PP/PTFE)共混物样品,采用超临界二氧化碳(scCO 2)作为物理发泡剂对样品进行间歇发泡,研究了发泡样品的微观泡孔结构,并分析其形成机理。结果表明:挤出剪切作用下由分散PTFE为原料制造的微粉可以变成具有一定长径比的纤维状,并相互缠结形成网状结构,进而显著增加PP的熔体强度。流变性能测试结果表明,在低频区PP/PTFE复数黏度增强更加明显;制备的PP/PTFE发泡材料具有良好的微孔结构,泡孔均匀性明显改善,且随着PTFE添加量的增加,发泡材料孔径变小(平均值约31 μm),孔密度增加10倍,达到7.4×10^8 cells/cm^3 ,这归因于在发泡过程中PTFE颗粒增强PP异相成核且较高的熔体强度保证了完整泡孔的形成。相比于纯PP泡沫材料,PP/PTFE(1.0%)泡沫具有较大的发泡倍率,发泡倍率可达8倍,拉伸应力从原来6 MPa增加到11 MPa,断裂伸长率从107%增加到230%。

聚丙烯发泡技术的进展

阐述了超临界流体技术的概念及其在聚丙烯发泡技术中的应用情况，对高熔体强度聚丙烯的性质、应用及其挤出发泡设备的最新进展作了介绍，并对交联发泡聚丙烯、聚丙烯共混发泡技术和应用等作了概述。

超临界流体制备PLA/SEBS-g-MAH发泡材料

采用熔融共混法制备了聚乳酸/SEBS-g-MAH共混材料,将其在超临界二氧化碳流体下进行发泡,研究了SEBS-g-MAH含量对聚乳酸/SEBS-g-MAH体系的力学性能、动态机械性能、热稳定性能和发泡性能的影响。研究结果表明:随着SEBS-g-MAH含量的增加,共混物的拉伸强度减小、断裂伸长率显著增加;加入SEBS-g-MAH后,聚乳酸的储能模量增加,损耗因子减小;共混材料的初始分解温度较纯聚乳酸的初始分解温度增加;SEBS-g-MAH含量越高,SEBS-g-MAH在聚乳酸相中的分布越均匀,共混体系发泡后泡孔尺寸变化明显,发泡材料的密度越来越大,SEBS-g-MAH的加入改善了聚乳酸的发泡性能。

关于PIB弹性体改性PP对发泡性能的影响的研究

超临界二氧化碳发泡聚丙烯(PP)与原料的熔体强度关系很大。采用PP与聚异丁烯(PIB)共混的方式来提高PP的熔体强度,研究了不同PIB质量分数下,样品中PP组分的结晶行为的变化,拉伸性能和韧性的变化。然后用自制的发泡设备研究样品的发泡性能与PIB质量分数的关系。结果表明PIB对PP组分的结晶行为影响很小,并发现随着PIB质量分数的增加,样品的拉伸强度和模量逐渐下降,而韧性逐渐增加。随着PIB质量分数的增加,发泡样品的发泡倍率和发泡直径先增加而后降低,泡孔密度的变化趋势正好相反,在PIB质量分数为5%时,发泡倍率和泡孔平均直径达到最大值,而泡孔密度为最小值,同时泡孔直径分布也最窄。

剪切速率对聚苯乙烯/超临界CO_2发泡体系的影响

在挤出发泡过程中聚合物 /超临界CO2 发泡体系的形成是气体在剪切混合作用下 ,通过对流扩散 ,完全溶解进聚合物形成物理性质均一的均相体系的过程。剪切作用对均相体系的形成具有重要的影响 ,为了研究剪切对均相体系形成的影响 ,成功设计了微孔发泡模拟实验机 ,研究了不同剪切速率作用下均相体系的形成。研究结果表明 ,随着剪切速率的增加 ,聚合物和气体的混合程度明显增强 ,泡孔分布变得均匀 ,泡孔密度增大。

低介电高透波聚丙烯发泡材料的制备和模拟计算

通过实验和模拟结合的方法研究超临界二氧化碳(scCO)聚丙烯(PP)发泡材料的介电和透波性能。结果显示,PP发泡材料有相似孔径时,其介电常数和介电损耗角正切随着材料发泡倍率增大而降低,材料的透波率增大。在GHz频段,PP发泡材料的介电常数可低至1.034(2.4 GHz),介电损耗角正切低至2×10^(-4),材料透波率高达99.2%(10 GHz),比强度最高是未发泡材料的2.3倍。因此,可以认为具有高发泡倍率的PP发泡材料,对GHz信号的传输近乎无损,且在GHz频段范围内其介电和透波性能稳定,有望成为新一代低介电、高透波材料。

碳纳米管改性苯乙烯-丙烯腈共聚物/聚脲纳米复合泡沫

聚合物纳米复合泡沫通常具有优于常规泡沫的综合性能。通过“增塑-发泡-增强”策略与多壁碳纳米管(MWCNTs)复合改性相结合的方法,制备出了MWCNTs改性的苯乙烯-丙烯腈共聚物/聚脲(SAN/PUA)纳米复合泡沫,并对加入MWCNTs后SAN/聚脲交联单体(SAN/CMs)共混体系的粘弹性和发泡性能以及对所制备的SAN/PUA纳米复合泡沫的耐热性能、导电性能和电磁屏蔽性能等进行了研究。结果表明,MWCNTs的加入可以有效减小SAN/PUA复合泡沫的最终泡孔尺寸,但不影响CMs对SAN的增塑效果;MWCNTs改性的SAN/PUA纳米复合泡沫比纯SAN(116.4℃)泡沫具有更好的耐热性能(128.1~139.3℃)。随着MWCNTs质量分数的增加,泡沫的储能模量增大,且导电性能和电磁屏蔽性能也增强;当MWCNTs质量分数为15%时,SAN/PUA纳米复合泡沫的电磁屏蔽性能达到30.7 dB。另外,研究发现,随着MWCNTs质量分数的增加,泡沫的电磁屏蔽能力将由吸收主导转变为反射主导。

石墨烯/聚氨酯复合材料的制备及微孔发泡行为研究

通过超临界CO_2发泡技术制备了一种石墨烯/聚氨酯(G/TPU)发泡材料。通过热重、扫描电镜等探讨了石墨烯的添加量对复合材料的热稳定性、泡孔形貌、泡孔密度等的影响。实验结果表明,石墨烯含量越多,复合材料热稳定性越好;随着石墨烯含量的增加,发泡颗粒的泡孔尺寸逐渐减小,形状更为均一。

羧甲司坦泡腾片发泡量及崩解时限检查的建议

目的对羧甲司坦泡腾片的发泡量及崩解时限检查提出修改建议。方法查询资料,并对羧甲司坦泡腾片的发泡量及崩解时限检查进行验证。结果羧甲司坦泡腾片发泡量及崩解时限检查项目内容不完整、表述不明晰;检查方法不科学、不完善。结论应对羧甲司坦泡腾片检验标准进行修订。

乙烯-乙烯醇共聚物/碳纳米管复合发泡材料的电磁屏蔽性能研究

选用高机械强度和耐气候性乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)作为基体,添加高效导电填料多壁碳纳米管(MWCNTs),同时为了进一步提高材料性能,添加了聚醚多元醇(EOPO)与4,4'-二苯基甲烷二异氰酸(MDI)的共聚物.采用绿色环保的超临界二氧化碳发泡法制备EVOH/MDI-g-EOPO/MWCNTs纳米复合发泡材料,结果表明在EVOH/MDI-g-EOPO/MWCNTs复合材料中引入多孔结构,利用多层界面反射-吸收电磁波,比电磁屏蔽性能提升270%.通过调控MWCNTs体积含量与泡孔结构,当MWCNTs体积含量达到2.7 wt%时,EVOH/MDI-g-EOPO/MWCNTs复合发泡材料在X波段(9~12 GHz)表现出优异的比电磁屏蔽效能(41.76 dB·cm^(3)/g).

低含量聚乳酸对微孔发泡聚丁二酸丁二醇酯泡孔结构的改善

通过挤出制备了可生物降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和3种聚乳酸(PLA)含量(7 wt%、15 wt%和20 wt%)的PBS/PLA共混物样品,采用超临界二氧化碳作为物理发泡剂对样品进行间歇发泡,研究发泡样品的泡孔结构,并分析其形成机理.在120oC发泡温度(Tf)下,借助PLA对PBS熔体黏弹性尤其是熔体强度的改善,获得了分布较均匀、形状较规则、直径较小(平均值约10μm)的微孔;共混物发泡样品的直径分布明显变窄,且符合高斯分布,这归因于细小的PLA相较均匀地分布于PBS基体中.进一步地,研究Tf对PBS和PLA含量为15 wt%的PBS/PLA共混物发泡样品泡孔结构的影响.结果表明,加入15 wt%的PLA使PBS的Tf下限从115oC降低至110oC,并显著改善了较高Tf(120和125oC)下制备的发泡样品内泡孔结构的均匀性.

基于相形态的微孔发泡PP/POE共混物泡孔结构调控

采用挤出共混制备3种不同相形态的厚壁聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)共混物样品,并对样品在110℃发泡温度下进行高压釜发泡.利用共混物相形态以及两相黏弹性和超临界二氧化碳溶解度的差异,有效地调控厚壁样品内泡孔的形状、分布和尺寸等,获得了3种典型的泡孔结构.分散相呈椭球状液滴的80/20 PP/POE共混物发泡后泡孔呈椭球状,且两者具有相同数量级的平均直径和密度;分散相呈长纤维状的80/20共混物发泡后泡孔呈长孔状,两者的平均直径较为接近.呈部分共连续相结构的60/40共混物发泡后形成了具有较高连通度的开孔结构.进一步地,通过改变发泡温度,获得了更接近共混物中液滴状分散相平均直径和密度的近似球状的泡孔以及具有更高连通度的开孔结构.