PS/SCCO_2发泡体系挤出胀大和泡孔平均直径预测模型

运用正交试验和统计相结合的方法,研究了温度、压力、剪切速率、发泡剂含量对聚苯乙烯/超临界CO2发泡体系挤出胀大和泡孔的影响;综合胀大比和毛细管数的关系,提出了聚苯乙烯/超临界CO2发泡体系挤出胀大和泡孔平均直径预测模型。与实验结果相比,发泡体系挤出胀大的预测值与实验测量结果的误差在5%左右,泡孔平均直径的预测值与实验测量值的误差在10%左右。

聚乳酸/反式-1,4-聚异戊二烯材料超临界CO_2发泡性能的研究

采用熔融共混方法制备了聚乳酸(PLA)/反式-1,4-聚异戊二烯(TPI)和交联PLA/TPI共混体系,并采用超临界CO_2发泡方法对其进行发泡。通过拉伸测试、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对比了PLA/TPI配比、交联剂的加入等因素对材料性能的影响。研究表明,TPI的加入提高了PLA的韧性,但对结晶和熔融影响不大。PLA/TPI和交联PLA/TPI均可形成闭孔泡沫材料,且交联体系的发泡倍率和发泡尺寸均大于非交联体系。随着TPI含量的增加,材料的泡孔尺寸变小,泡孔壁变厚,发泡倍率降低。

SiO_2接枝聚酰胺胺树枝状大分子在PS超临界CO_2发泡中的作用研究

在纳米SiO2表面引入聚酰胺胺树枝状大分子(PAMAM),再通过原子转移自由基聚合(A-TRP)合成了一种核-壳结构的SiO2-PAMAM-PS,将改性的纳米SiO2添加到PS基体中作为超临界CO2发泡的成核剂。红外光谱(IR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重(TG)等结果表明,SiO2表面成功引入了PAMAM,并且接枝上了PS链段。透射电镜(TEM)显示该成核剂具有核-壳结构及其在PS基体中可以较均匀分散。将添加了改性SiO2的PS进行了超临界CO2发泡,利用扫描电镜(SEM)对泡孔结构进行了表征,结果表明:相比于纯发泡PS,成核剂的加入,改善了PS的泡孔结构,使泡孔尺寸显著减小,泡孔密度明显增加。

聚乳酸扩链及其超临界二氧化碳微孔发泡

采用环氧类扩链剂对聚乳酸进行反应挤出扩链,通过超临界CO2快速降压法对扩链聚乳酸进行发泡。采用凝胶渗透色谱仪、高级动态流变仪、差示扫描量热仪、动态热机械分析仪研究了扩链聚乳酸的动态流变行为、结晶性能及粘弹性;并采用密度仪及扫描电镜研究了发泡温度对聚乳酸泡沫发泡倍率及泡孔形态的影响。研究结果表明,扩链后聚乳酸的相对分子质量增大,熔体的复数黏度和储能模量增加。与聚乳酸相比,扩链聚乳酸的冷结晶现象比较显著,冷结晶温度明显下降,冷结晶热焓明显增大。冷结晶导致扩链聚乳酸在100~120℃温度区间内的储能模量较高,从而有利于泡孔的生长。通过对聚乳酸的扩链改性,采用超临界CO2发泡技术,成功制备出了聚乳酸微孔泡沫材料,发泡倍率可达20倍,泡孔规整,平均孔径43μm,孔径分布较窄。

PCL/PLA共混物微孔发泡行为研究

通过熔融共混制备了不同聚乳酸(PLA)含量的聚己内酯(PCL)/PLA共混物,研究了PLA含量对共混物相形态以及流变性能的影响,并通过超临界CO2发泡研究了相形态及黏弹性对泡孔结构的影响。结果表明,随着PLA含量的增加,分散相的尺寸和密度均有所增加,并且PLA的添加提高了共混物的黏弹性。在超临界CO2发泡过程中,异相成核点增加,泡孔密度提高,且熔体强度的提高有效抑制了发泡过程中泡孔的塌陷,泡孔形貌得到改善,并且对孔隙率和开孔率进行了分析,给出了开孔机理。

发泡塑覆保温铜管的研制

针对第1代普通齿型塑覆铜管在实际使用中存在的缺陷 ,研制开发了内层为无缝紫铜管 ,以聚乙烯为中间发泡体层和外层保护层的基材 ,采用“一步法”三层共挤成型工艺生产的第2代发泡塑覆保温铜管。其导热系数仅为第1代普通齿型塑覆铜管的18 % ,具有良好的防冻、保温、节能、卫生安全、耐腐、耐久等特点 ,是一种理想的防冻、保温、节能型新型管材。

PBAT/PLA复合材料的微孔发泡性能

将PBAT作为增韧剂加入PLA基体中得到复合材料,以超临界CO2流体作为物理发泡剂,采用间歇釜式发泡法成功制备了PBAT/PLA复合微孔发泡材料。DSC和WXRD测试结果表明,PBAT与PLA具有良好的相容性。2种材料的复合可以改变PLA晶型,抑制结晶能力,降低材料对温度的敏感性。超临界CO2发泡实验表明,随着PBAT含量的增加,达到相同发泡效果所需的发泡条件也得到了提高。同时,PBAT的加入使泡孔尺寸分布更集中,材料的泡孔结构更均匀稳定。而且,适中的工艺条件和PBAT含量可以获得性能最佳的发泡材料。

发泡塑覆保温铜管

针对第一代普通齿型塑覆铜管在实际使用中存在的缺陷,研制开发了内层为无缝紫铜管,以聚乙烯为中间发泡体层和外层的基材,采用“一步法”三层共挤成型工艺生产的第二代发泡塑覆保温铜管。其导热系数仅为第一代普通齿型塑覆铜管的18%,具有良好的防冻、保温、节能、卫生安全、耐久等特点,是一种理想的防冻、保温、节能型新型管材。

PET结晶形态对其微孔发泡材料泡孔结构的影响

以CO2为发泡剂,针对三种具有不同初始结晶形态的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)原料进行间歇固态发泡的研究。结果表明,CO2的溶胀作用会导致PET晶片的显著增厚,而显著增厚的晶片会使微孔发泡材料的泡孔分布不均匀,但是对孔径和孔密度影响不大。调控PET的发泡条件制备泡孔结构好的PET微孔发泡材料方法之一是缩短溶胀时间,在PET晶片显著增厚以前快速卸压发泡,从而得到孔密度大、孔径小、泡孔分布均匀的微孔材料。

超临界二氧化碳发泡软质聚氯乙烯材料的性能研究

采用超临界二氧化碳作为物理发泡剂,进行软质聚氯乙烯(PVC)的发泡试验研究。探讨了实验过程中主要助剂用量对发泡材料的宏观性能和微观泡孔结构的影响。结果表明,当PVC用量为100份,交联剂为0.5份,泡孔调节剂为6份时,发泡材料各项性能较为优异。添加了成核剂纳米Ca CO3后,相比于纯PVC发泡体系,发泡材料的表观密度都有所减小,当成核剂含量为5份时,发泡材料的表观密度最小,为0.294 g/cm3,发泡倍率最大为3.873倍。材料微观的泡孔分布更为均匀,泡孔密度提高到原来的近3倍,泡孔的平均直径较没有添加成核剂的体系缩小了近一半,平均孔径为35.7μm。

聚乳酸体型开孔发泡材料的制备

利用超临界二氧化碳(CO_2)发泡技术制备皮层开孔的聚合物发泡材料一直是个难题。本文创新性地选择超临界CO_2发泡技术和水滴模板法技术相结合,成功制备出皮层和内部均开孔的聚乳酸(PLA)体型开孔材料。实验结果表明,利用超临界CO_2发泡技术可以制备聚乳酸开孔发泡材料,通过改变发泡温度可实现内部孔径从8μm到32μm之间的调控。另一方面,利用水滴模板法技术可以进一步在聚乳酸发泡材料皮层形成开孔结构,通过简单的改变混合溶剂中氯仿和甲醇体积比,可以实现皮层孔径从2μm到6μm范围的调控。

环境友好的二氧化碳系聚氨酯硬泡发泡技术浅谈

利用CO2发泡是最为环保的聚氨酯硬泡发泡技术。综述了全水发泡、超临界CO2发泡、化学发泡剂CFA和疏水改性聚乙烯亚胺的CO2加合物(R-PEI-CO2)发泡剂在聚氨酯硬泡领域的应用现状。

硅橡胶对EVA超临界发泡材料性能的影响

在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中添加一定量硅橡胶(SiR)制备混炼胶,采用超临界N2发泡制备了EVA/SiR共混发泡材料,测定了不同比例EVA/SiR共混发泡材料的泡孔结构和机械性能,研究了不同SiR含量(0~50)对EVA/SiR共混发泡材料的影响。结果表明,SiR可以提升EVA/SiR共混发泡材料的交联程度,降低材料密度,减小泡孔尺寸和泡孔分布,提高材料回弹性能,降低压缩模量,提高了材料的亲肤性能。其中,m(EVA)/m(SiR)=80/20的共混发泡材料综合性能最佳,具有一定的应用前景。

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。

γ射线对聚丙烯发泡材料亲油疏水性能的影响

系统研究了γ射线辐照对两种聚丙烯(PP)泡沫材料亲油疏水性能的影响规律。等规聚丙烯(iPP)和高熔体强度聚丙烯(HMSPP)颗粒分别经热压制备成厚度为1 mm的片材,然后通过超临界CO_(2)釜压发泡制备PP泡沫材料,利用γ射线对发泡样品进行辐照处理。结果表明:辐照后,两种泡沫的熔点和结晶温度均下降,泡孔孔壁出现裂纹,泡沫断面粗糙度明显增加,出现亲水性缺陷,泡沫断面的抗液滴黏着性增加;iPP泡沫水接触角增加26.4%,HMSPP泡沫接触角从135.2°增长至141.8°,几乎达到超疏水水平;泡孔孔壁裂纹的出现,增加了泡孔之间的连通性,泡沫吸油渗透率变大,吸油量明显增加。这为制备亲油疏水泡沫材料提供了方法。

泡沫Al-6Si合金的制备工艺研究

采用熔体发泡法制备泡沫铝硅合金。研究发泡剂添加量、粘度、加热温度、搅拌速度等对孔隙率及孔结构的影响 ,并通过对发泡介质TiH2 的预处理 ,研究TiH2 形成表层氧化物对延缓其在熔体中的分解及发泡过程的作用。考察制备泡沫铝材料实验的再现性 ,从而确定最佳工艺参数。研究表明 ,以TiH2 为发泡介质 ,采用熔体发泡制备孔隙结构均匀 ,孔隙率为 60 %～ 80 %的泡沫铝硅合金的最佳工艺条件是 :加热温度为 610～ 63 0℃ ,TiH2 含量为 1.2 %～ 1.4%,金属钙加入量为 1.5 %,增粘搅拌时间为 4～ 5min ,搅拌速度约为 80 0r·min- 1 ;发泡介质分散搅拌时间为 3 0～ 40s,搅拌速度约为 2 0 0 0r·min- 1 。

N_2和CO_2气体发泡电缆的结构差异对性能的影响

射频同轴电缆发泡绝缘广泛采用N2或CO2气体注气,因两者的性能和电缆加工工艺存在一些差异,造成发泡绝缘气孔的大小和均匀性等有很大的不同,通过光学放大镜观察发泡绝缘切片的微观结构,从而研究其对电缆的电气性能和机械性能的影响。

PMMA纳米孔泡沫的制备及发泡性能研究

选用对于超临界CO_(2)具有高吸附能力的聚甲基丙烯酸酯(PMMA)作为基体材料,通过超临界CO_(2)间歇式发泡法,探究饱和阶段、发泡阶段参数以及CO_(2)吸附率对PMMA泡沫结构参数的影响。结果表明,在一定范围内,当其他条件相同时,降低温度或增大压力均能增加CO_(2)吸附率,在0℃、15 MPa条件下饱和48 h,PMMA中的CO_(2)吸附率达到最大值35.72%。将CO_(2)吸附率为35.72%的PMMA在40℃油浴中发泡30 s,可以获得泡孔密度为1.57×10^(15)个/cm^(3)、泡孔平均尺寸为35.9 nm且分布均匀的PMMA纳米孔泡沫。

碳纤维增强微孔可燃壳体的制备及性能研究

为改善以黑索金(RDX)为含能组分、二醋酸纤维素(CA)为黏结剂的可燃壳体的力学性能,在此基础配方上添加适量碳纤维(CF),然后通过超临界二氧化碳(SC-CO2)发泡技术制备了微孔可燃壳体;采用扫描电子显微镜和落锤冲击试验机,分别研究了发泡前后可燃壳体的断面形貌和力学性能。结果表明,添加适量的CF,可提高可燃壳体的冲击强度,且冲击强度随着CF添加量的增大而增大;当CF的质量分数为1.0%时,未发泡可燃壳体的力学性能最优,冲击强度由5.11kJ/m^(2)提高到8.20kJ/m^(2),增幅达60.47%;增大饱和压力、发泡温度和发泡时间都能够增大泡孔直径,但发泡温度高于130℃会导致泡孔合并;发泡将降低壳体的力学性能,但采用受限发泡制得的可燃壳体的冲击强度优于自由发泡法,当发泡时间为180s时,受限发泡的冲击强度由自由发泡时的5.93kJ/m^(2)升至6.34kJ/m^(2)。