基于熔融接枝烷基链提升聚丁烯发泡行为研究

聚烯烃材料引入长支化结构,能够提升材料熔体强度和异相成核作用,使聚合物具备更加优异的发泡性能,从而扩宽材料的应用领域.本文利用甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)熔融改性聚丁烯(PB),发现其链段缠结程度提升,发泡行为改善.通过红外谱图的化学结构分析以及材料的力学性能分析,发现随着SMA添加量的增加,材料拉伸强度降低,冲击强度呈现先升高后降低的趋势.示差扫描量热(DSC)的分析结果表明改性PB的结晶度下降.采用间歇釜式法制备PB发泡珠粒,利用扫描电子显微镜(SEM)研究发泡珠粒泡孔结构,结果表明：SMA改性后,发泡珠粒平均泡孔尺寸、孔径分布、泡孔密度都得到改善,发泡温度窗口加宽且发泡稳定性提升.当添加SMA达到3份时,珠粒平均泡孔直径为12.3μm,泡孔密度可达38×10~7个/cm~3,发泡倍率接近12倍,其中泡孔密度和发泡倍率分别是纯PB发泡珠粒的9.2倍和1.6倍.本文的研究成果为PB作为发泡材料奠定了工业化基础.     

高熔体强度聚丙烯及发泡珠粒的制备与研究

使用直接聚合法制备了具有宽分子量分布的高熔体强度聚丙烯。利用反应釜浸渍法,以上述高熔体强度聚丙烯为基础树脂可以制备聚丙烯发泡珠粒。利用扫描电子显微镜和熔体强度测试仪考察了聚丙烯发泡珠粒的制备工艺及基础树脂的熔体强度对泡孔结构的影响。结果表明,与普通商业化聚丙烯如T30S相比,较高的熔体强度有利于泡孔结构的控制。     

利用水的相变热调控聚丙烯发泡材料的泡孔结构

为了控制发泡体内部泡孔结构,以制备聚丙烯(PP)泡沫为例,提出在CO2作为发泡剂进行物理发泡过程中,以水为助发泡剂,利用其发泡过程中汽化吸热,原位冷却发泡体内部.将PP与聚乙二醇(PEG)熔融共混制备共混物(PP/PEG),PEG的存在赋予了共混物吸水的能力.采用红外线成像仪测试发泡体表层和芯部温度,利用扫描电子显微镜表征了泡孔结构.结果表明,与纯PP发泡体相比,在同样发泡条件下,PP/PEG共混物发泡体内部温度明显降低,内部与表层泡孔结构相近,且发泡倍率提高.进一步分析讨论了PP/PEG共混物发泡体内部温度明显降低的机理.这种方法适用于不同聚合物体系和不同发泡工艺,如:模压、挤出、釜式发泡工艺.     

低含量聚乳酸对微孔发泡聚丁二酸丁二醇酯泡孔结构的改善

通过挤出制备了可生物降解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)和3种聚乳酸(PLA)含量(7 wt%、15 wt%和20 wt%)的PBS/PLA共混物样品,采用超临界二氧化碳作为物理发泡剂对样品进行间歇发泡,研究发泡样品的泡孔结构,并分析其形成机理.在120oC发泡温度(Tf)下,借助PLA对PBS熔体黏弹性尤其是熔体强度的改善,获得了分布较均匀、形状较规则、直径较小(平均值约10μm)的微孔;共混物发泡样品的直径分布明显变窄,且符合高斯分布,这归因于细小的PLA相较均匀地分布于PBS基体中.进一步地,研究Tf对PBS和PLA含量为15 wt%的PBS/PLA共混物发泡样品泡孔结构的影响.结果表明,加入15 wt%的PLA使PBS的Tf下限从115oC降低至110oC,并显著改善了较高Tf(120和125oC)下制备的发泡样品内泡孔结构的均匀性.     

超临界流体制备聚乳酸发泡材料的研究进展

石油基聚合物如聚苯乙烯等发泡材料因其质轻及优异的性能而受到广泛的应用。但是,石油基聚合物在自然环境条件下难以降解,存在"白色污染"的问题。因此,亟需开发绿色环境友好的聚合物发泡材料来代替石油基聚合物发泡材料。聚乳酸(PLA)是一种以可再生资源为原料的绿色高分子聚合物,因其具有完全生物可降解性,得到越来越多的关注。PLA具有良好的加工性能及力学性能,将其制备成轻量化的发泡材料会赋予其良好的吸音、隔热以及缓冲性能,是取代石油类聚合物的理想生物基聚合物,可以应用在包装、建筑、餐具以及组织支架等领域。PLA的熔体由于强度低、结晶速率慢,难以制备成泡孔分布均匀、膨胀倍率高的PLA发泡材料。为此,本文综述了近年来围绕改善PLA发泡行为的研究进展,包括利用不同超临界流体发泡技术制备PLA发泡材料、PLA发泡材料的改性方法、力学性能的影响因素及其不断拓宽的应用领域。     

界面键接的茂金属聚乙烯/聚合型改性蒙脱土纳米复合材料的超临界二氧化碳发泡

研究了界面具有化学键接的茂金属聚乙烯/聚合型改性蒙脱土(mPE/P-MMT)纳米复合材料的流变学行为。结果表明,与均聚聚乙烯及非界面键接的茂金属聚乙烯/十二铵改性蒙脱土(mPE/12-MMT)复合材料相比,mPE/P-MMT纳米复合材料具备由聚乙烯基体与P-MMT所组成的网络结构,因此具有较高的熔体强度(在190℃时的熔体强度为12.0cN)。用超临界二氧化碳作发泡剂对它们的发泡性能进行对比,mPE/P-MMT纳米复合材料具有更高的发泡倍率(可达14.7),其最佳发泡温度为142℃。     

α-烯烃基甲基二氯硅烷调控丙烯多相共聚制备高熔体强度高抗冲聚丙烯

作为最重要的热塑性高分子材料之一,聚丙烯在材料力学性能上的缺陷主要表现为冲击韧性尤其是低温韧性差,在熔体加工中的缺陷主要表现为熔体强度低,如何综合改善这两方面的性能是丙烯聚合和聚丙烯结构设计研究的重要问题.本文利用α-烯烃基甲基二氯硅烷调控丙烯多相共聚,在聚合反应完成后通过对聚合物进行水解处理,在共聚物中产生长链支化结构,制备了同时具有高熔体强度和高冲击韧性的新型聚丙烯.共聚物的凝胶渗透色谱(GPC)和熔体流变学测试结果均表明长链支化结构的存在,而试样断面扫描电镜(SEM)则清楚给出其以聚丙烯为基体和以乙丙无规共聚物橡胶(EPR)为分散相的相分离形态.共聚物在拉伸流变测试中表现出高熔体强度和显著的应变强化效应,在力学性能测试中显现出高缺口冲击强度.     

提高聚丙烯熔体强度的研究进展

熔融状态下聚丙烯的熔体强度对其发泡效果有着举足轻重的作用,高熔体强度有利于聚丙烯的热成型,从而得到优质的发泡材料。本文综述了聚丙烯泡沫塑料的特点、性能及聚丙烯熔体强度较低对发泡过程的影响,分别从共混改性法、交联改性法、填充改性法这三种提高聚丙烯发泡性能的途径上对目前国内外致力于聚丙烯熔体强度的研究进展进行了重点介绍,指出聚丙烯化学交联改性与共混改性、共聚改性等方法并用乃是改善聚丙烯发泡性能的重点及热点。     

二氧化碳气体制备层状聚苯乙烯发泡材料

将珠状和粒状聚苯乙烯(PS)样品模压后在高压CO₂条件下饱和, 采取快速升温法制备了结构新颖的层状发泡材料. 通过扫描电子显微镜(SEM)以及不同饱和条件下CO₂在PS中溶解度的分析, 初步研究了区域性弱链段缠结力对气体成核、泡孔形态、泡孔尺寸和分布的影响. 结果表明珠状PS在压制成型过程中其珠粒界面链段相互作用力较弱. 由于基体中界面区域链段的缠结能力不同, 在不同区域CO₂气体的成核和增长也不同, 通过控制发泡的过程参数, 可以得到独特的PS层状泡孔形态.     

PBAT改性及其发泡材料的研究进展

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)是一种生物降解脂肪族-芳香族线形共聚酯，采用PBAT为基体制备的发泡材料具有重量轻、孔隙率高、柔韧性好、高效吸能和隔热以及优异的可生物降解性和生物相容性等特点，在包装、运输、航空航天、生物医药等领域有很大的应用前景。针对PBAT发泡过程中熔体强度较低、加工温度窗口窄的缺点，本论文对近些年来关于PBAT改性方法和发泡技术的研究进行了详细介绍，并阐述了PBAT发泡材料的结构特点及其制备方法，重点对比了不同的改性方法对发泡性能的调控，以期为PBAT发泡材料的进一步研究提供参考。