物理法聚丙烯微孔发泡的研究

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1、摘要本文是广东省科技计划项目“非交联颗粒聚丙烯发泡技术”的部分工作，主要是以超临界c02流体和丁烷为发泡剂，采用物理发泡法，对聚丙烯的微孔发泡进行了研究。微孔泡沫塑料由于其泡孔尺寸比普通泡沫塑料小，只有后者的1／10至1／100，泡孔密度相对较大，因此具有许多优越于普通泡沫塑料的性能，而聚丙烯具有弹性好、强度高、可在紫外线照射下降解等优异性能，因此如能实现聚丙烯的微孔发泡，则它必将成为一种极具开发潜力的新型发泡材料。但聚丙烯是一种结晶型塑料，其熔体强度较低，发泡剂气体很难溶解进入其中，且其发泡温度范围很窄，所以要实现聚丙烯发泡，必须改善聚丙烯的熔

2、体强度或者选用高熔体强度的PP料，本论文对聚丙烯进行了发泡剂气体在PP中的扩散及溶解性的研究，在此基础上着重研究了PP微孔发泡操作条件与泡孔形态的关系，通过分析PP发泡前后晶相结构的变化研究了PP的结晶与发泡的关系。l、发泡条件与泡孔结构形态的研究：用sEM表征了泡孔结构，测定了发泡材料的密度，通过对得到的数据进行统计分析发现，改变饱和压力和温度可以控制发泡的泡孑L结构和密度。使用c02为发泡剂，当温度低于90℃或压力低于6．OMPa时，使用丁烷为发泡剂，当发泡温度低于80℃时，PP很难出现发泡。提高温度使泡孔出现五边形的结构但泡孔尺寸增大；增加

3、饱和压力，泡孔密度增加，泡孔直径减小。用超临界c02流体和丁烷作发泡剂时所得到的泡孔密度分别为2．O×108～109和2．0×105～lO7泡孔数／cm3，泡孔平均尺寸分别为20～50um和100～500um。用超临界c02流体和丁烷混合气体作为发泡剂时泡孔直径则出现了双峰分布的结构；加入成核剂炭黑后所得到的泡孔尺寸大于未加成核剂的情况，其泡孔密度和泡孔直径分别为7．O×106～1．6×109泡孔数／cm3和55～300um：采用分次降压法发泡后证实，最终形成的泡孔结构与泡孔增长过程密切相关，而不仅仅由成核过程决定，泡孔充分长大后快速冷却对泡孔结

4、构的影响很小；从所得到的SEM照片中发现，绝大多数未加成核剂的发泡PP的泡孔结构都呈现出“皮芯结构”。2、PP结晶与微孔发泡的关系研究：通过对具有各种不同结晶结构的PP料的发泡研究，以及对发泡PP料的结晶特征的研究，分析探讨了结晶与PP广东工业人学工学硕士学位论文发泡的关系。研究发现，结晶熔点及结晶度是影响PP发泡的重要因素，但不是唯一的因素，PP能否发泡还与熔体强度以及是否交联密切相关；PP结晶的。和B晶型对发泡没有影响；发泡没有改变PP的晶相结构。3、发泡剂气体在PP中的扩散及溶解性的研究：通过测定在一定温度和压力的C02中饱和后的PP的重量

5、的变化，测定了c02在PP中的溶解量以及从PP中扩散出来的速率，研究发现，随着c02从PP中扩散出来，PP的重量减少，c02从PP中扩散出来的速度随时问的延长而降低，c02在PP中的残留重量与时问呈指数式递减关系；c02溶解进入PP中的量随饱和压力增加而增加，随温度升高而减少，经c02饱和的PP在热油浴中发泡后，得到的泡孔出现了破裂，泡孔呈“皮芯结构”：泡孔尺寸随等静压处理压力的升高而减小，能否发泡及得到的泡孔尺寸还与发泡温度有关。关键词：聚丙烯；成核剂；超临界c02；微孔发泡；快速释压；扩散速率：溶解量IIABSTRACTThisisapart

6、ofstudyworkof“Beadfoamingtechn0109yofuncross—linkedpolypropylene(PP)”，aprojectofthe“scientificResearchProjectofGuangdongProVince”．ThisworkisfocusedonthestudyofmicrocelIuIarfoamingofPPthroughphysicalfbamingtechnologyusingsupercriticalC02or／andbutaneastheblowingagents．Themicroc

7、ellularplasticshavesomepropertiessuchastheircellsizeissmallerthanthetraditionalfoamedplastics，it’sjust1／lOto1／lOOofthelater’s，andtheircelldensityismuchbigger，sothattheyhavemanyoutstandingproperties．PPhassomeexcellentpropertiessuchasgoodelasticity，highintensity’degradablewhile

8、exposedtotheultravioletradiation．Therefore，themicrocelIularPPisdesti