泡孔尺寸对开孔泡沫铝合金力学性能的影响

在分离式霍普金森压杆(SHPB)和MTS810材料试验机上对多组孔径、多组密度的开孔泡沫铝合金(AA6101)材料进行了准静态与动态压缩实验研究。泡孔尺寸不仅影响着材料的屈服强度和塑性模量等,还影响着材料的应变率敏感性。另外,不同孔径的泡沫铝合金有不同的理想吸能效率。

稻草纤维增强泡沫混凝土物理力学性能试验研究

为了研究稻草纤维增强泡沫混凝土的性能,以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料,硅灰、偏高岭土和粉煤灰为辅助胶凝材料,稻草纤维为增强材料,采用物理发泡法制备纤维增强泡沫混凝土;通过全因子试验,研究在不同水胶比和发泡剂掺量下,稻草纤维掺量对泡沫混凝土的密度、吸水率、抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和抗冻性能的影响。结果表明:对于不同水胶比和发泡剂掺量,泡沫混凝土的密度、抗压强度和劈裂抗拉强度均随纤维掺量的增加呈现出先增加后降低的变化规律;抗压强度随密度增加呈幂函数增加关系;劈裂抗拉强度随抗压强度的增加呈指数函数增加关系;当水胶比为0.45时,抗折强度随纤维掺量的增加先增加后降低,当水胶比为0.50时,抗折强度随纤维掺量的增加而增加;纤维的掺入增大了泡沫混凝土的泡孔尺寸和吸水率,降低了其抗冻性能。

工艺温度对超临界CO_2发泡PMMA微孔结构的影响

以超临界CO2为发泡剂,采用升温法和降压法制备PMMA微孔发泡材料,重点考察了发泡温度对所得PMMA微孔结构的影响。研究结果表明:对于升温法,随发泡温度升高,泡孔密度先增大后减小,这是高温下泡孔破裂合并的结果;对于降压法,随发泡温度升高,泡孔密度减小,泡孔尺寸增大,这与CO2在PMMA中的溶解度随温度升高而降低相关。

泡孔结构参数对微孔发泡HIPS力学性能的影响

在不同工艺条件下用化学注射成型制备了微发泡高抗冲聚苯乙烯(HIPS),分析了泡孔结构参数对HIPS力学性能的影响。结果表明,小的泡孔尺寸、泡孔密度和一致的泡孔尺寸分散度都能增强微孔发泡HIPS材料的力学性能。

型腔气体反压对微孔发泡泡孔结构与制品表面质量的影响

设计型腔气体反压辅助微孔发泡注塑(GCP–MIM)成型系统、模具及周边设备,利用这一套系统以聚丙烯(PP)材料为研究对象,研究GCP–MIM工艺对注塑PP试样泡孔结构与表面质量的影响。结果表明,随着气体反压持续时间的延长和气体反压压力的增加,试样泡孔尺寸变小,泡孔密度升高,其中反压持续时间从5 s延长到20 s过程中,泡孔平均直径减小了40%,而泡孔密度提高了23%。在相同的气体反压压力下,气体反压持续时间越长,试样表面粗糙度越低;与常规注塑不同,离浇口越远,GCP–MIM试样的表面粗糙度越低;与传统微孔发泡注塑相比,GCP–MIM试样的表面粗糙度明显降低,表面质量明显变好。

耗散结构理论在聚丙烯微孔发泡材料中的应用

从系统的角度出发,运用耗散结构理论,对聚丙烯微孔发泡材料中泡孔的长大规律进行分析,从而更深入地揭示了泡孔尺寸大小和泡孔分布的本质。研究结果表明:聚丙烯微孔发泡材料中泡孔的长大系统具有耗散结构特性,二次开模距离L=0.95 mm或气泡内部压力Pc达到阈值Ac时,能从原来的无序状态变为时间、空间或功能的有序状态,使体系向优化方向转变而获得均匀分布的微孔聚合物材料。

片材口模尺寸对聚丙烯挤出发泡影响的研究

自行设计加工不同几何尺寸的片材口模,进行挤出发泡实验,并重点讨论口模尺寸对聚丙烯发泡材料性能的影响。结果表明,在口模流道宽度与高度一定的条件下,随着流道平直段长度的增加,机头压力增大、机头压降速率减小;当机头压力及压降速率较大时,发泡样品的表观密度较小、泡孔尺寸较小,泡孔均匀性较好。

微孔发泡注塑成型制品表面粗糙度与表面气泡破裂形变行为的关系

基于泰勒泡孔形变理论,结合微孔发泡注塑成型工艺,分析了微孔发泡注塑成型过程中气泡的形变及临界破裂条件,并以聚丙烯和氮气为研究对象,设计微孔发泡注塑成型正交实验,对临界破裂泡孔尺寸与表面粗糙度之间的关系进行了分析.结果表明,临界破裂泡孔尺寸与表面粗糙度在同一数量级并呈正相关关系,因此可以通过调节工艺控制临界破裂条件的泡孔尺寸,达到降低表面粗糙度的目的.

釜式发泡制备氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯/聚丙烯发泡珠粒及其性能研究

以氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元共聚物(SEPS)、聚丙烯(PP)为基体,采用熔融共混、水下拉丝制备SEPS/PP母粒,利用二氧化碳(CO_(2))釜压发泡的方法,制备了具有均匀泡孔结构的SEPS/PP发泡珠粒。研究了发泡工艺对SEPS/PP发泡珠粒的泡孔尺寸、发泡倍率、堆积密度以及泡孔密度的影响。利用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)分别研究了SEPS/PP在发泡过程中的结晶行为及泡孔形貌的变化。结果表明,在发泡温度为116~124℃、饱和压力为2.5~4.0 MPa以及饱和时间为0~60 min的条件下,可制备泡孔尺寸61~190μm、发泡倍率3~10,泡孔密度7.9×10^(5)~3.9×10^(7)个/cm3的SEPS/PP发泡珠粒。选取发泡倍率为5、7、10的SEPS/PP发泡珠粒,采用蒸汽成型机,探究了蒸汽成型压力对不同密度SEPS/PP泡沫板材力学性能、循环压缩性能的影响,发现以发泡倍率为10制得的SEPS/PP泡沫板材的拉伸强度、断裂伸长率最高,分别可达715 kPa、63%;发泡倍率为7的回复率最高,可达88%,具有替代热塑性聚氨酯(TPU)和乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)发泡材料的应用前景。

挤出发泡聚丙烯研究

通过添加少量高熔体强度的支化聚丙烯,制备了开孔率低、泡孔密度大、泡孔尺寸小、泡孔分布均匀的聚丙烯挤出发泡材料;通过发泡材料断面的SEM分析,比较了成核剂类型和粒径对泡孔密度和尺寸的影响。以偶氮二甲酰胺为发泡剂,添加1％的成核剂,所得发泡材料的泡孔密度为5．331×106个／cm3、泡孔直径为93μm。同时发现较高的螺杆转速有利于得到均匀的泡体结构。

超临界CO_2发泡聚丙烯挤出工艺研究

通过对普通等规聚丙烯(PP)共混改性,实现PP的超临界CO2挤出发泡成型。考察了熔体温度、机头压力和CO2浓度对改性PP发泡过程和泡孔结构的影响。采用优化的工艺参数制备出发泡倍率高、泡孔形态完整的改性PP发泡材料。

纳米ZnO改性PLA/PBS及其发泡体系的性能

采用熔融共混法制备了纳米氧化锌(ZnO)填充聚乳酸/聚丁二酸丁二酯(PLA/PBS)复合材料。研究了ZnO质量分数对复合材料的力学性能、结晶性能以及动态流变性能的影响。结果表明,随着ZnO含量的增加,复合材料的力学性能和结晶度先升高后降低,当ZnO质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达到最大值40.99 MPa和8.82 k J/m^2,比未添加ZnO时分别提高了6.3%和28.2%,同时结晶度达到24.4%。动态流变性能测试表明,ZnO的质量分数为0.5%时,复合材料的损耗模量和储能模量均为最大值,反映出此时复合材料内部氢键和交联网络最完善,协同作用效果达到最佳状态,因此力学性能也最优。在ZnO质量分数为0.5%的基础上,采用超临界二氧化碳发泡法对复合材料进行间歇发泡,结果显示添加ZnO的发泡材料泡孔密度比未添加的高出一个数量级,泡孔尺寸分布更加集中,体积膨胀率更高。

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。

模具温度和释压对聚苯乙烯材料发泡行为的影响

温度和压力对气体在树脂熔体的溶解度和扩散过程有很大影响。通过在不同模具温度和型腔体积下制备发泡PS树脂材料,研究注塑工艺中模具温度和释压工艺对树脂材料发泡行为的影响。结果表明:在压力变化或模具温度相对较小的条件下,模具温度的提高有利于泡孔的长大、并泡过程,压力释放有利于泡孔的形核过程;在模具温度高和压力变化大的条件下,温度和释压工艺对发泡行为的协同作用效应显著,发泡行为以形核过程为主。

化学发泡法制备发泡三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶 Ⅰ.挤出工艺参数

以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂,采用单螺杆挤出机制备了发泡三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)热塑性硫化胶(TPV),探讨了挤出温度、机头温度及螺杆转速对发泡TPV性能及形态结构的影响。结果表明,在保证EPDM/PPTPV充分塑化熔融及顺利挤出的前提下,较低的挤出温度和机头温度有利于制备密度低、泡孔尺寸小且分布均匀、表面光洁度高的发泡TPV,最佳的挤出温度和机头温度分别为185,170℃;随着螺杆转速的提高,发泡TPV的密度和拉伸性能均先降低后增高;泡孔平均直径基本不变,泡孔面密度先增大后减小,泡孔尺寸分布先变窄后变宽,最佳的螺杆转速为65r/min。

超临界CO_2挤出发泡DCP微交联高密度聚乙烯研究

用过氧化二异丙苯(DCP)对高密度聚乙烯(PE-HD)进行微交联改性,采用熔体强度测定仪、差示扫描量热仪(DSC)对DCP微交联后PE-HD的熔体强度和结晶行为进行了表征。结果表明,添加少量DCP时,熔体强度不仅不能提高,反而下降,但是提高了PE-HD的结晶速率和结晶度;DCP添加量为0.5份时,体系的熔体强度最大,达0.127N,结晶度最低;用CO2的超临界流体作发泡剂对不同含量DCP微交联的PE-HD体系进行挤出发泡,用扫描电子显微镜和真密度计对其挤出发泡行为进行了研究。结果表明,在DCP添加量为0.5份时发泡效果最好,此时的泡孔较小,泡沫材料的密度可达0.5853g/cm3。

模具温度对聚苯乙烯发泡行为的影响

通过利用自行设计加工的模具,研究了不同模温下聚苯乙烯微发泡试样的发泡行为。揭示了模温升高导致泡孔平均直径长大的真正原因,结果显示不是因为模温升高带动内部熔胶温度的升高而造成熔胶内部泡孔变大,而是因为模具温度升高后,熔胶在高温条件下所保持的时间更长,熔胶长时间保持在高温条件下,熔体强度会降低,对泡孔的束缚力会下降,从而导致泡孔平均直径的增大。

PS/PETG共混物的流变性能和发泡行为研究

采用密炼机制备了聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己二甲醇酯(PETG)共混物;以超临界二氧化碳(CO2)为物理发泡剂,采用釜压法制备了PS和PS/PETG共混物发泡试样。通过旋转流变仪、扫描电子显微镜对PS和PS/PETG共混物的流变性能和泡沫的泡孔形态进行了表征。结果表明,加入PETG没有对PS的流变性能产生明显的影响,但对PS泡沫的泡孔形态影响显著,加入10%的PETG时,其平均泡孔直径由纯PS的22.68μm降至7.58μm,泡孔密度由3.45×108个/cm3提高到4.47×109个/cm3,泡孔尺寸分布明显变窄,说明PETG在PS中起到明显的气泡成核作用。

基于均匀设计制备发泡聚丙烯

以高熔体强度聚丙烯为基体树脂,通过均匀设计试验制备了发泡聚丙烯,考察了原料配方和成型工艺条件参数对发泡聚丙烯泡孔尺寸和表观密度的影响,并回归分析出了发泡聚丙烯泡孔尺寸、表观密度与各参数之间的关系,找出了主要影响因素,得到了聚丙烯发泡的最佳原料配方和成型工艺条件.结果表明:助发泡剂ZnO和模头温度是影响聚丙烯发泡的主要因素;所预测的发泡聚丙烯泡孔尺寸和表观密度与实测值基本相符;聚丙烯发泡的最佳原料配方及成型工艺条件为:每100g基体树脂中ADC为2.633 g,ZnO为0.533 g,ZnSt为0.542 g,SiO_2为0.634 g;螺杆温度为187.0℃,模头温度为156.0℃,螺杆转速为16.0 r/min,此时发泡聚丙烯泡孔尺寸为68.53μm.

EPDM/EVA共混发泡胶料的制备和性能研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为主体材料,通过模压化学发泡法制得EPDM/EVA共混发泡胶料。研究EPDM与EVA的相容性及其迁移行为,以及采用单因子试验方法研究发泡剂AC用量(0.5,1,1.5,2和2.5份)对EPDM/EVA共混发泡胶料的泡孔尺寸分布、物理性能及止滑性能的影响。结果表明:EPDM/EVA共混比为75/25时,EPDM/EVA共混胶中间层与最外层的EPDM吸光度与EVA吸光度之比相差最大,说明EPDM和EVA的迁移效果最明显,且EPDM不断地向外层迁移;随着发泡剂AC用量的增大,EPDM/EVA共混发泡胶料的平均泡孔孔径和邵尔A型硬度先减小后增大,密度、拉伸强度和撕裂强度减小,回弹值变化不大,止滑性能提高。