模压法制备微孔发泡pet片材的机理研究

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1、摘要以低密度聚乙烯(LDPE)和偶氮二甲酰胺(AC)混合物作为发泡剂基材，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片材作为发泡基材，采用模压法制备了微孔发泡PET片材。根据发泡基材的性质和工艺方法特点，探讨了模压法微孔发泡PET片材的发泡成型机理。在本论文的实施过程中，探讨了PET片材本身的性质(结晶性质)对泡孔形态结构和机理的影响，研究了微孔发泡机理的三个重要阶段的机理：气体／聚合物均相体系的形成、泡孔成核以及泡孔增长与固化定型，为模压法制备可控的微孔薄型片材提供理论指导。分别用场发射扫描电镜(FE．SEM)、广角X射线衍射(WAXD)等研究了微孔发泡PET片材的形态结构和结晶取向性能。结果表明

2、，用模压法成功地制得了微孔形态特殊的发泡片材，并得出PET的结晶取向是形成此结构的主要原因。同时本论文用退火的方法对微孔发泡PET片材进行热处理，用示差扫描量热仪(DSC)检测退火前后PET片材的结晶性能发生的变化，研究了退火对PET片材微孔发泡的影响，发现经过退火处理后，PET发泡片材的结晶完善度增加，其微孔发泡难度也增加。选用LDPE和AC的混合物作为发泡剂基材，用热重分析(TGA)其热分解性能表明AC分解的气体为N2、CO、NH3等混合气体。研究了PET模压法微孔发泡气体浓度梯度、加工时的温度梯度、片材厚度等因素对混合气源在片材中的扩散而形成均相体系的影响。并且研究了气体在PET片

3、材中的扩散方式。表明混合气体在垂直于半结晶片材平面方向上扩散，气体绕过片晶经过曲折的路径向上扩散，且水平方向由于片晶的阻碍无法形成长距离的扩散。结合液滴形变的理论模型和气泡剪切变形的模型，建立了结晶型的PET微孔发泡片材的成核模型。模型认为泡孔在双轴取向的片晶结构PET片材中受限生长而形成为沿片晶排列方向上变形的椭球形。成核方式为均相成核和界面非均相成核的混合成核方式。微孔发泡PET片材的FE．SEM分析表明泡孔增长受片晶限制同时与周边的泡孔竞争生长，因此，泡孔增长速度不一，泡孔变形严重。同时由于片晶结构，温度降低和溶解气体气体的量减少，分子链刚性增强，泡孔固化定型。关键词：PET；模压

4、法；微孔发泡；机理致谢：本工作得到国家自然科学基金(50473026)的资助。AbstractThemicrocellularpolymersheetwaspreparedbycompressionmolding，forwhichpoly(ethyleneterephthalate)(PET)wasemployedaspolymermatrixandtheblendoflowdensitypolyethylene(LDPE)andazobisformamide(AC)Wasusedasafoamingreagentmatrix．AccordingtothepropertyofthePET

5、sheetandthefeatureofprocessprinciple，themicrocellularmechanismofPETsheetpreparedbycompressionmoldingWasinvestigated．Duringthecourseofthethesis，theeffectsofthecrystallineofPETsheetonthemorphologyofthemicrocellularfoamingandtheprocessingmechanismwerestudied．Thethreebasicstepsinmicrocellularprocessi

6、ng：thegas／polymermixerformation，themicrocellnucleation，thebubblegrowthandshapingwereresearched．Thus，thisstudyWasveryimportantforthegooddirectionofthecontrollablemicrocellular．ThemicrostructuresaboutmorphologyandthecrystallineoforiginandthefoamedPETsheetswereinvestigatedbyFieldEmissionScanningElec

7、tronMicroscope(FE-SEM)andWide—angleX—raydiffraction(WAXD)．nevincedthatthemicrocellularPETsheetwitllspecialmorphologyWassuccessfullypreparedbycompressionmolding．ThisWasmainlyduetothecrystalpropertyofthePETsheet．Theeffec