模腔温度对注塑微孔发泡POM盖板泡孔结构和表面质量的影响

研发一种包含电加热和水冷却的快速热循环成型技术,以改善采用超临界氮气为物理发泡剂的注塑微孔发泡聚甲醛(POM)盖板的表面质量.通过优化设计,整个模具型腔表面的温度均匀性得到明显改善.定量研究模腔表面温度(T_M)对注塑微孔发泡POM盖板的泡孔结构和表面质量的影响,并分析相关的机理.结果表明,提高T_M可减小微孔发泡POM盖板的未发泡皮层厚度,但使其泡孔的直径少量增加、分布均匀性降低.使T_M从40提高至150℃可明显改善微孔发泡POM盖板的表面质量、减小表面粗糙度达85%,而不会明显增加成型周期.T_M取150℃时可消除常规注塑微孔发泡存在的制品表面缺陷.T_M要适当高(约130℃)以在改善微孔发泡POM盖板表面质量的同时保持良好的泡孔结构.     

基于相形态的微孔发泡PP/POE共混物泡孔结构调控

采用挤出共混制备3种不同相形态的厚壁聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物(PP/POE)共混物样品,并对样品在110℃发泡温度下进行高压釜发泡.利用共混物相形态以及两相黏弹性和超临界二氧化碳溶解度的差异,有效地调控厚壁样品内泡孔的形状、分布和尺寸等,获得了3种典型的泡孔结构.分散相呈椭球状液滴的80/20 PP/POE共混物发泡后泡孔呈椭球状,且两者具有相同数量级的平均直径和密度;分散相呈长纤维状的80/20共混物发泡后泡孔呈长孔状,两者的平均直径较为接近.呈部分共连续相结构的60/40共混物发泡后形成了具有较高连通度的开孔结构.进一步地,通过改变发泡温度,获得了更接近共混物中液滴状分散相平均直径和密度的近似球状的泡孔以及具有更高连通度的开孔结构.     

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.     

分次降压法研究微孔聚合物发泡的成核及增长过程

将环烯烃共聚物样品在超临界CO2 条件下饱和后 ,先将体系降至一中间压力 ,而后采用 4种不同的方法分次降压和快速冷却 .通过 4种降压和冷却模式的比较 ,初步研究了快速降压法微孔发泡的成核及增长过程 .并得到了几种新颖结构的微孔 ,如具有过渡层结构以及直径呈双峰分布的微孔等 .研究表明 ,泡孔充分增长过程中绝大部分气核消失或合并 ,只有很少一部分最终生长为稳定的泡孔结构 ,而不同的泡孔增长过程对最终的泡孔结构有很大影响 .二次成核只有在一定的压降范围内才能发生 .两次降压得到的泡孔结构与该降压幅度下气体溶解度的变化密切相关     

双峰泡孔结构聚苯乙烯材料的制备

以超临界二氧化碳(Sc-CO2)为物理发泡剂,在高压釜中采用两种温度设定方式和降压对聚苯乙烯(PS)进行发泡,测试、分析发泡样品的泡孔结构、泡体密度和断面润湿性能.结果表明,仅通过降压只获得单峰的泡孔结构,而升温与降压协同作用可获得双峰的泡孔结构,大、小泡孔分别在升温和降压阶段成核形成;在发泡温度100℃、饱和温度30~70℃下制备的发泡样品中,大、小泡孔的平均直径分别为50~216和10~15μm.大泡孔的直径较大和密度较高都有利于降低样品的泡体密度,最低达0.15 g/cm3.单峰泡孔结构能在一定程度上提高样品断面的疏水性,使静态接触角(CA)从PS的本征值(87.1°)增大至138.8°;双峰泡孔结构可赋予样品断面更高的CA(155.1°),呈现超疏水特性.     

聚合物及其碳纳米粒子复合体系微孔发泡与电磁屏蔽研究进展

结合作者课题组的工作,对近年来基于超临界CO_2的聚合物微孔发泡以及聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡与电磁屏蔽进行了综述。首先对单一聚合物、多元聚合物和热固性聚合物的微孔发泡、泡孔结构和泡沫性能进行归纳总结,指出通过共混、共聚、结晶、交联网络与发泡工艺的调控可以获得泡孔尺寸更小、泡孔密度更高的聚合物微孔泡沫。随后,对热塑性聚合物/碳纳米粒子复合体系、热固性聚合物/碳纳米粒子复合体系的微孔发泡进行了综述,着重介绍了碳纳米粒子与泡孔结构之间的相互作用,指出借助于微孔发泡过程可以诱导碳纳米粒子在泡壁中富集、聚并、相互连接形成导电通道,从而制备出具有优异导电性和电磁屏蔽效应的轻质聚合物微孔材料。最后,对聚合物微孔材料以及聚合物微孔复合材料的未来发展提出了一些自己的看法。     

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。     

尼龙6微孔发泡材料的制备及泡孔形貌调控

本文利用共混改性方法得到高熔体强度尼龙6基体,通过探索不同的工艺条件,获得不同倍率的尼龙6发泡材料,系统研究不同离聚体改性剂比例下对其熔体强度的影响.通过热性能测试和流变测试推测了其中微交联结构的存在.通过调节发泡工艺制备不同发泡倍率的尼龙6发泡材料,用扫描电镜(SEM)观测泡孔形貌.结果 表明,离聚体的加入大大提升尼龙6基体的熔体强度,实现了尼龙6超临界二氧化碳发泡的可能性,并获得了较大倍率的尼龙发泡材料.     

微孔-介孔复合结构分子筛的合成及表征研究

以工业现有的ZSM-5作为原料,经一定化学处理的ZSM-5作为部分硅铝源,与介孔分子筛的凝胶在水热条件下进行组装得到具有微孔、介孔双孔分布的复合分子筛,并采用XRD、N2吸附脱附、IR、SEM、TEM等测试手段对合成样品进行分析表征,考察了主要合成条件对分子筛性能的影响.结果表明,合成过程中微孔与介孔结构之间会相互转化,样品中微孔与介孔特征峰存在此消彼长的关系.非临氢反应结果表明,复合分子筛具有较高的异构化选择性.     

具有较高回弹性的乙烯-辛烯共聚物基微孔复合材料的传感性能

通过熔体混炼制备乙烯-辛烯共聚物/多壁碳纳米管/碳纤(POE/MWCNTs/CF,90/5/5,W/W/W)复合材料,采用超临界二氧化碳发泡法对其进行釜压发泡,分析3种发泡温度(55、60和65℃)下制备的微孔样品的泡孔结构,着重研究其对微孔样品压缩性能和传感器压阻响应(灵敏度和线性响应范围等)的影响.结果表明,55℃下制备的微孔样品呈现较均匀的泡孔结构、较窄的泡孔直径分布(主要在10～30μm范围内)和厚度适中、连续性高的泡孔壁,这使其具有较高的回弹性、压缩强度、压缩模量和电导率.采用这种微孔圆片封装成的传感器具有较宽的线性响应范围(0～30%压缩应变)和较高的灵敏度(应变因子为1.67),根据泡孔结构对此进行了分析.该传感器具有较快速的压阻响应和恢复性能以及良好的重复性,在1000次循环压缩/释放测试中表现出较高的稳定性和耐久性,且能检测手指按压、肘部弯曲、深蹲和脚踩等人体运动(对应较宽的压缩应变范围).研究表明,采用超临界流体发泡法制备泡孔结构较均匀、泡孔壁厚度适中且连续的微孔导电复合材料具有良好的传感性能.     

空心玻璃微珠复合聚酰亚胺泡沫的泡孔结构与性能

通过填充空心玻璃微珠,采用预聚法制备了空心玻璃微珠复合聚酰亚胺泡沫,研究了空心玻璃微珠填充量对复合聚酰亚胺泡沫的泡孔结构、热性能和压缩性能的影响规律。结果表明,随着空心玻璃微珠填充量的增加,聚酰亚胺泡沫泡孔结构变得精细,并且热稳定性、玻璃化转变温度和压缩性能都随之提高。当填充量(空心玻璃微珠与均苯四甲酸酐的质量比)达到20%时,泡沫5%热失重温度提高了13.9℃,玻璃化转变温度提高了8.1℃,压缩强度提高了约21%,压缩模量提高了约12%。