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共混和纳米复合改性聚丙烯挤出发泡研究

宋玉国  
【摘要】: 发泡聚丙烯(PP)材料具有质轻、可回收再利用、耐热性、耐化学和耐油性等优点,可用于汽车和包装等领域。但由于PP为半结晶聚合物,其熔体强度和拉伸黏度都很低,发泡时泡孔壁容易破裂和合并,难以得到优良的泡沫材料,如何提高PP的发泡性能成为目前研究的热点。本文以改善PP的发泡性能为主要目标。首先,采用间歇发泡方法尝试研究PP/聚苯乙烯(PS)共混物低温(150℃)下的发泡性能;其次,采用挤出发泡方法研究了机头温度对PP、PP/PS共混物和PP/nano-MMT复合材料发泡性能的影响。 在高压釜中尝试研究了PP/PS在低温条件下的发泡性能。结果表明:PS在饱和阶段起Sc-CO2存储器的作用,提高了PP在低温下的发泡性能,但很难得到均匀的泡孔结构。泡孔主要分布在PS相内和PP与PS的两相界面处。 利用双螺杆挤出机制备了PP/PS(95:5,90:10)共混物和PP/nano-MMT(100:5)复合材料,研究了它们的流变性能,结果表明,PS和nano-MMT的加入提高了PP的剪切黏度、储能模量、熔体强度和拉伸黏度,降低了损耗角。 采用双螺杆挤出发泡系统制备了纯PP、PP/PS和PP/nano-MMT发泡材料,分析机头温度对泡孔结构的影响。研究发现,纯PP在135℃下得到了较好的泡孔结构;PS的加入由于相容性的问题影响了PP/PS共混物的发泡性能;加入nano-MMT后明显提高了PP的发泡性能,nano-MMT在挤出发泡过程中起到了成核剂和增强熔体强度的作用,所制备的PP/nano-MMT泡沫材料的泡孔平均直径都小于145μm,泡孔密度都大于1.6×105cells/cm3。 综合以上分析结果,本文建立了材料的流变性能-泡孔结构-泡沫材料外观形貌间的关系。


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