聚烯烴復(fù)合物微孔成型中的形態(tài)演化及控制.pdf

1、微孔發(fā)泡是一種在聚合物基體中引入微孔的輕量化技術(shù)，不僅可以降低材料密度，也能較大限度地保持聚合物材料的力學(xué)性能，目前已在包裝及汽車工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。其中，聚烯烴微孔發(fā)泡材料即為其典型代表。但是，由于現(xiàn)有的常規(guī)微孔發(fā)泡技術(shù)常常需要使用特殊的設(shè)備且操作過程較復(fù)雜，因而給生產(chǎn)帶來一定的限制。如何克服這些不足，開發(fā)簡便的成型加工方法，這將對于微孔制品的生產(chǎn)具有重要意義。
　　本文出發(fā)點為在常規(guī)注射成型機上制備微孔發(fā)泡試樣。在不對加工設(shè)

2、備及裝置進行任何改裝的前提下，僅通過對原料配比及工藝參數(shù)的調(diào)整，制備得到密度低、力學(xué)性能好的發(fā)泡試樣。本文主要開展了以下工作：
　　首先，利用化學(xué)發(fā)泡劑制備超延展PP/LDPE微孔試樣。主要過程為：偶氮二甲酰胺（AC）被作為發(fā)泡劑，與低密度聚乙烯（LDPE）制得發(fā)泡母粒；同時將聚丙烯（PP）與LDPE制得均勻PP/LDPE復(fù)合物，再將發(fā)泡母粒與PP/LDPE復(fù)合物混合后加入到普通注射成型機中制備發(fā)泡試樣。通過反復(fù)實驗，得到制備超延

3、展性PP/LDPE微孔制品的最佳工藝為：在75/25 PP/LDPE復(fù)合物中添加0.6％AC；設(shè)定熔體溫度為200℃、保壓壓力為10MPa、保壓時間為1s，同時在注射的同時添加相應(yīng)的混合物料。此工藝下得到的試樣密度比普通試樣降低6%以上，且微孔結(jié)構(gòu)表征顯示試樣內(nèi)部泡孔密集、尺寸適宜與分布均勻。在其拉伸強度和模量與普通試樣基本相當(dāng)?shù)那闆r下，斷裂伸長率表現(xiàn)優(yōu)異為715%，該結(jié)果能夠達到或超過普通試樣的4倍以上。另外，通過對拉伸后試樣的泡孔結(jié)

4、構(gòu)及固態(tài)拉伸過程的分析，對PP/LDPE微孔試樣的超延展性產(chǎn)生機理進行了進一步研究。
　　其次，水（H2O）被作為物理發(fā)泡劑，用活性炭制備載體母粒并加入水后形成載水母粒，將載水母粒再與PP/LDPE復(fù)合物混合后在普通注射成型機中成功制得延展性優(yōu)異的水發(fā)泡試樣。其較優(yōu)的工藝為：在75/25 PP/LDPE復(fù)合物中添加1.5%H2O；設(shè)定熔體溫度為200℃、保壓壓力為10MPa、保壓時間為1s。此時，水發(fā)泡試樣的密度比普通試樣減少6%

5、以上，其斷裂伸長率同樣也可達到610%。
　　最后，研究了以高吸水性樹脂作為載體的聚烯烴水發(fā)泡注射成型方法。主要方法為將 H2O加入到高吸水性樹脂載體母粒中得到載水母粒，再將載水母粒分別加入到PP、LDPE、高密度聚乙烯（HDPE）中得到混合物，混合物被直接加入到常規(guī)注射機中制備水發(fā)泡試樣。最后結(jié)果表明，該方法簡便易行，其試樣與相應(yīng)的AC發(fā)泡試樣密度、性能相近，表明這也是一種切實可行的聚合物發(fā)泡制品成型加工方法。
　　以上工

6、作克服了在常規(guī)注射機中制備發(fā)泡試樣的諸多困難及不便，探索出了在常規(guī)注射機中制備聚烯烴及其復(fù)合物微孔（發(fā)泡）試樣的方法。通過對試樣的泡孔結(jié)構(gòu)表征及力學(xué)性能測試，這些方法的可行性與簡便性得到了證實。同時，在研究工作中發(fā)現(xiàn)了PP/LDPE微孔試樣的超延展性特點，這為聚合物復(fù)合材料力學(xué)性能的提高及改進提供了新的線索及視角，促進了聚合物合金化相關(guān)理論的研究，并可進一步拓展聚合物混合改性方式及方法。因而，本文的研究工作對提高聚合物微孔制品的力學(xué)性能