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。

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。

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。

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。

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。

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。