超臨界co2發(fā)泡微孔塑料的研究進(jìn)展-副本-在線瀏覽
2024-08-05 11:59本頁(yè)面
【正文】 升溫法具體步驟為, 如圖2 所示:將已預(yù)先成型的聚合物零件或料胚放入高壓反應(yīng)釜內(nèi), 先用少量CO2 吹洗,以排除反應(yīng)釜內(nèi)的空氣, 然后密封反應(yīng)釜。隨后迅速卸壓至常壓, 快速將樣品放入預(yù)先加熱的恒溫油浴鍋中加熱一段時(shí)間以進(jìn)行發(fā)泡, 此時(shí)的溫度和時(shí)間稱為發(fā)泡溫度和發(fā)泡時(shí)間。何亞東等[ 12] 研究了發(fā)泡溫度對(duì)PMMA 微孔塑料泡孔結(jié)構(gòu)的影響, 研究發(fā)現(xiàn), 隨著發(fā)泡溫度的升高, 泡孔密度先增大后減小, 發(fā)泡溫度對(duì)制品泡孔結(jié)構(gòu)的影響很大。徐輝等[ 23] 通過升溫法對(duì)PP 進(jìn)行微孔發(fā)泡, 并研究了所得微孔PP 的力學(xué)性能。L M Matuana 等[ 24] 研究了發(fā)泡溫度與發(fā)泡時(shí)間對(duì)PLA 微孔制品孔隙率及體積膨脹率的影響。F Youhei 等[ 25]利用兩種不同的烷基銨對(duì)蒙脫土(MMT)改性, 隨后將其分別與PLA 熔融擠出制備PLA/MMT 納米復(fù)合材料, 最后采用升溫法對(duì)其微孔發(fā)泡。升溫法的優(yōu)點(diǎn)在于在較高壓力、較低溫度的條件下, 超臨界CO2 在聚合物中的溶解度較大。對(duì)于具有較高Tg 或較高加工溫度的聚合物, 升溫法為其微孔發(fā)泡提供了一種新的途徑。隨后密封反應(yīng)釜并加熱升溫至預(yù)定的發(fā)泡溫度, 溫度恒定后注入CO2氣體至預(yù)定的發(fā)泡壓力, 恒溫恒壓保持一段時(shí)間(發(fā)泡時(shí)間)以形成聚合物/超臨界CO2均相體系。最后降至常溫取出樣品。H N Pham 等[ 28] 采用雙螺桿擠出機(jī)通過熔融插層的方法制備PP/黏土納米復(fù)合材料, 隨后對(duì)其進(jìn)行微孔發(fā)泡, 最終制得泡孔密度為107 ～ 108個(gè)/ cm3 、泡孔直徑為30 ～ 120 μm 、泡孔壁厚為5 ～ 15 μm 的微孔塑料。研究發(fā)現(xiàn), 納米MM T 主要起著兩方面的作用:一方面, 納米MMT 作為成核劑促進(jìn)氣泡成核, 隨著其含量的增大,微孔塑料泡孔密度增大。Y W Di 等[ 30] 采用密煉機(jī)通過熔融剪切混合的方法制備了PLA/有機(jī)改性黏土納米復(fù)合材料, 隨后通過降壓法對(duì)其進(jìn)行微孔發(fā)泡, 并研究了加入納米黏土對(duì)PLA 流變性能、力學(xué)性能及泡孔結(jié)構(gòu)的影響。相比升溫法, 降壓法的發(fā)泡溫度較高。另一方面, 使得聚合物鏈段活動(dòng)性增強(qiáng), 達(dá)到溶解飽和時(shí)所需時(shí)間較短, 且省去了油浴發(fā)泡的環(huán)節(jié), 使得降壓法的發(fā)泡周期大大縮短, 因此在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中更為常用。經(jīng)螺桿的剪切混合和氣體的對(duì)流、擴(kuò)散, 在機(jī)筒內(nèi)形成聚合物/超臨界CO2均相體系, 均相體系在通過機(jī)頭口模時(shí), 壓力劇降, 發(fā)生相分離, 迅速成核。X M Han 等[ 31] 采用單螺桿擠出機(jī)連續(xù)擠出PS 微孔塑料, 并研究了CO2 濃度與機(jī)頭溫度對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)的影響。A D Carlo s 等[ 32] 研究了硬質(zhì)PVC 的連續(xù)擠出微孔發(fā)泡過程, 研究發(fā)現(xiàn)快速熔融和合適的熔體流變性能是保證連續(xù)微孔發(fā)泡的關(guān)鍵因素。研究表明, 熔體溫度升高, 制品表觀密度升高, 發(fā)泡效率降低, 最佳發(fā)泡溫度區(qū)間為124 ～ 135 ℃。CO2 濃度增大, 制品表觀密度減小, 泡孔密度增大, 但濃度過大會(huì)造成擠出不穩(wěn)現(xiàn)象, CO2濃度應(yīng)小于其溶解度。吳清鋒等[ 35] 利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)對(duì)PP 進(jìn)行共混改性, 同時(shí)采用馬來酸酐接枝PP 作為增容劑來提高PP 與PDMS 的相容性, 最后對(duì)PP 進(jìn)行連續(xù)擠出發(fā)泡, 并研究了口模溫度與CO2濃度對(duì)微孔制品膨脹比及泡孔結(jié)構(gòu)的影響, 研究發(fā)現(xiàn),口模溫度升高, 膨脹比及泡孔密度均先增大后減小。黃英珠等[ 36] 采用超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(PEU HMW)對(duì)PP 進(jìn)行共混改性, 隨后采用雙螺桿擠出機(jī)對(duì)改性PP 進(jìn)行連續(xù)擠出發(fā)泡, 并對(duì)PEUHMW對(duì)PP 結(jié)晶性能與發(fā)泡性能的影響進(jìn)行了研究。隨著PEUHMW加入量的增大, PP 平均孔徑減小, 泡孔密度增大, 泡孔尺寸分布也更為均勻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 振動(dòng)力場(chǎng)的引入使加工溫度明顯降低, 熔體的黏性、彈性減
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