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發(fā)布時間：2021-12-14 01:23:05
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發(fā)泡塑木復(fù)合材料是將塑料母粒、木粉、填料、發(fā)泡劑和各種助劑按一定比例混合，于成型過程中在復(fù)合材料內(nèi)部引入泡孔而制成。發(fā)泡劑在塑木共混物相體系中形成的氣體相可通過溶解氣體的分離、揮發(fā)性氣體的汽化或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的釋放等途徑實現(xiàn)。聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡塑木復(fù)合材料內(nèi)部良好的泡孔結(jié)構(gòu)有助于鈍化普通WPC中的裂紋尖端，阻止裂紋擴展，因而可以克服普通塑木復(fù)合材料脆性較大、抗沖擊強度較小和材料伸長率較低的缺點。另外，由于發(fā)泡塑木復(fù)合材料中含有大量泡孔，材料內(nèi)部空隙較大，制備時所用樹脂量大大削減，相對節(jié)約了原料成本，也有效降低了材料的密度（約為未發(fā)泡塑木復(fù)合材料的50%，可達0.6～1.0g/cm3），材料的隔音、隔熱和緩沖效果也隨之提高。此外，因發(fā)泡材料自重輕，便于運輸、施工和安裝，有望成為物流包裝等行業(yè)所用木材及塑料的替代品。發(fā)泡塑木復(fù)合材料還是一種環(huán)保材料，原料來源廣（回收的二次纖維和廢舊塑料均可），制造成本低廉，其本身還可多次回收再利用，減少了塑料的使用量，降低了環(huán)境污染，也有益于保護森林資源。盡管目前國內(nèi)一些包裝材料制造商及研究單位在努力研發(fā)發(fā)泡型純植物纖維緩沖包裝材料，但相比較而言，F(xiàn)W－PC因集合了木材與塑料兩者之長，因而仍在性能上更具優(yōu)勢，如強度更高、耐水性能更好、價格更低廉、應(yīng)用范圍更廣。聚丙烯（PP）價格適中，力學(xué)性能優(yōu)異，耐熱溫度相對較高。PP基發(fā)泡材料的發(fā)泡體系性能和發(fā)泡機理的相關(guān)研究比較深入，制備工藝已基本成熟。我國研究人員對聚丙烯基發(fā)泡塑木復(fù)合材料的研究較多，采用的木質(zhì)材料包括木粉、農(nóng)作物廢料和竹粉等，例如注塑法得到的發(fā)泡塑木復(fù)合材料微孔結(jié)構(gòu)及其增韌改性進行研究，采用自制的塑木粒料和發(fā)泡粒料（比例9：1）在注塑成型機上進行成型，制備出具有不同微孔結(jié)構(gòu)的PP/木纖維復(fù)合材料。對材料綜合性能的測定結(jié)果表明：注射溫度為180℃、保壓壓力為10 ＭＰａ時，所得發(fā)泡塑木復(fù)合材料的微孔平均孔徑為53μｍ，微孔密度為2.8×106個/ｃｍ3，微孔為“蜂窩”狀形貌。與未發(fā)泡的塑木復(fù)合材料相比，密度降低22%，沖擊韌性提高60%。材料中的微孔改變了裂紋擴展方向，形成“臺階”、“分叉”，從而增加了裂紋的擴展路徑，同時可使周圍基體變形時容易產(chǎn)生強迫高彈形變。另經(jīng)研究對木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料制備工藝與材料性質(zhì)之間的關(guān)系進行研究，采用化學(xué)發(fā)泡法，利用注塑成型制備得到孔徑更小的木纖維/PP復(fù)合微孔發(fā)泡材料。該項研究結(jié)果表明，添加木纖維使復(fù)合材料的力學(xué)性能顯著提高，且材料的沖擊強度和彎曲強度高于未發(fā)泡材料，但后者的拉伸強度要高于木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料；復(fù)合微孔發(fā)泡材料的密度隨木纖維摻量的增加而增大，但小于未發(fā)泡材料的密度，而且當(dāng)木纖維摻量提高時，泡孔直徑先減后增，木纖維摻量為5% 時，泡孔直徑小，為20.5μｍ。有研究顯示制備發(fā)泡塑木復(fù)合材料的主要原料選定為秸稈粉和PP，通過調(diào)整偶氮二甲酰胺（AC）發(fā)泡劑與乙烯－醋酸乙烯高聚物（EEVA）的比例、偶聯(lián)劑的種類和含量擠出工藝條件參數(shù)研究發(fā)泡工藝。結(jié)果表明：AC發(fā)泡劑含量為4份時，所得發(fā)泡材料密度小為0.95g/cm3，沖擊強度大為14.88KJ/m2；當(dāng)EVA含量在12％時，材料的密度達到小，為0.84g/cm3，沖擊強度達到大，為11.4KJ/m2；偶聯(lián)劑（馬來酸酐接枝聚丙烯，MAH－ｇ－PP）為6份時，發(fā)泡材料的沖擊強度達到大，為11.56KJ/m2；制備發(fā)泡母粒時，擠出機螺桿溫度為150℃ 時，密度達到0.94g/cm3，沖擊強度達到12.04KJ/m2。以竹粉和PP為原料采用注塑法制備了發(fā)泡塑木復(fù)合材料。實驗以乙烯辛烯共聚物（POE）和馬來酸酐接枝POE（POE－ｇ－MAH）作為復(fù)合材料的增韌劑。結(jié)果顯示：添加POE和POE－ｇ－MAH會略微降低材料拉伸強度和彎曲強度，但可明顯提高材料的缺口沖擊強度，二者用量分別為15%和8%；采用8%POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的缺口沖擊強度為8.55KJ/m2，提高了35.7%，可很好地應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件。環(huán)境掃描電鏡（ESEM）測定結(jié)果顯示，增韌后的復(fù)合材料斷裂形式轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。動態(tài)頻率掃描結(jié)果顯示，POOE對復(fù)合材料流變性能的影響較小，而POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的儲能模量和復(fù)數(shù)黏度明顯增大。
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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中凝膠含量約為10%，且凝膠的交聯(lián)點之間平均相對分子質(zhì)量達到3.0×105。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比，具有相近的剪切黏度和熔體流動速率，但熔體彈性明顯增加，且有應(yīng)變硬化行為，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑，在不加入成核劑的條件下，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度，使氣泡核增長時泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)，引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能，但是會引起線型聚丙烯成核速率降低，在制備高泡孔密度的泡沫時，必須加入納米成核劑。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時，在沒有使用成核劑的條件下，均得到了高泡孔密度的泡沫材料。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能，但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升，引起加工困難，并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用，應(yīng)用上受到限制。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度，并改善聚烯烴發(fā)泡性能。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且對形成的微交聯(lián)進行了表征，同時測試了改性聚丙烯的流變行為。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進行了評價。聚丙烯微孔發(fā)泡實驗部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%，苯乙烯(St):純度99%:上海化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%，上海凌峰試劑廠。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機Haake Ｒheocord90型:Thermo Scientific公司(德國);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV，日本電子公司(日本)。1.2 實驗過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進行:稱取PP粒料100.0g、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g，混合，加入密煉機中，170℃，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下，熔融反應(yīng)6.0min。然后停止攪拌，在氮氣氣氛下170℃熱處理15min。反應(yīng)過程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后，放入5gPP樣品。關(guān)閉高壓釜，充入CO2使釜內(nèi)壓力達到6MPa。高壓釜在油浴中升溫至170℃，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa，保持30min后，迅速打開閥門泄壓，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加。為了比較2種PP剪切黏度的變化，通過Cross方程對兩曲線進行擬合。從Tab.1中可以看到，交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加，且熔體指數(shù)略有下降，這主要是因為微交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點間的平均相對分子質(zhì)量達到了3.0×105，遠高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得熔體松弛時間和熔體彈性增加，所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46，剪切變稀行為有所減弱。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論，在末端低頻率區(qū)域，只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻，所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示，改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87，改性后PP的熔體彈性明顯增強。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感。Fig.4(B)顯示，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升，而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小，熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明，在臨界凝膠點，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系，鄭強等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，并認(rèn)為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時，由于法向應(yīng)力差的的作用，呈現(xiàn)彈性行為。通過比較法向應(yīng)力差，可知聚合物熔體彈性的大小。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變。由Fig.5可以看到，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高，熔體彈性增強。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時，2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線。由于拉伸應(yīng)變速率較大，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂，且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為，瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線，大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍，達到5.6×105Pa·s。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃、壓力15MPa。從Fig.7A中可以看到，純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)。說明純PP的熔體強度不夠，無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應(yīng)力，在泡孔沒有進入固化和定型階段時，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示，改性PP發(fā)泡后，可以看到細密的氣泡孔布滿整個橫截面，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右，泡孔密度達到1.1×109cm－3。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為，不僅增加了PP的熔體強度，同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時，熔體形變變得均勻，使得熔體不容易斷裂，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率，具體原因尚需更多的研究。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進行了熔融接枝改性，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時，沒有使剪切黏度劇烈增加，使得在改善發(fā)泡性能的同時，保持了聚丙烯的加工性能。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡，在不加入任何成核劑的條件下，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料。
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央廣網(wǎng)上海9月17日消息（記者唐奇云 通訊員張婷）日常生活中，當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。超臨界CO2（二氧化碳）發(fā)泡聚合物技術(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)。在第22屆工博會高校展區(qū)，華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項目，聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用。該項目也是2019年度上海市科技進步獎一等獎項目。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實驗裝置（央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖）鎖定新材料發(fā)展重點領(lǐng)域，布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領(lǐng)域，發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段。隨著航天航空、國防、能源、交通、包裝、電器、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱、隔音、絕緣、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一，其高品質(zhì)發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領(lǐng)域的熱點與難點。016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項，該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝，開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作。據(jù)趙玲介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用；一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體，特別是超臨界CO2，發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄。因此，大規(guī)模制造具有穩(wěn)定均勻泡孔形貌和外形尺寸的高發(fā)泡倍率微孔材料難度大。為了攻克這一難題，近年來華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系、可控工藝過程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化、強化和工程化等系列工作，形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專用料”“分步/分段發(fā)泡新工藝”“優(yōu)化構(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結(jié)晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機制，開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料，以及能有效改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設(shè)備體積；釜壓發(fā)泡、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場，成功實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產(chǎn)。
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摘要：利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機，采用一步法擠出工藝研制了汽車內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）。結(jié)果表明，具有良好性能的PP微發(fā)泡專用料的配方（質(zhì)量份數(shù)）：均聚PP為40.00份，共聚PP為60.00份，過氧化二特丁烷為0.18份，過氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份，碳酸鈣為0.50份，發(fā)泡劑AC為 0.40份。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ，泡孔密度可達個／cm3。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、耐高溫、綠色環(huán)保、易注射成型、成型周期短和成本低等優(yōu)點。隨著汽車輕量化的發(fā)展，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想，僅適用于需表面附皮的高端車，汽車用PP發(fā)泡材料主要為質(zhì)量更好的 化學(xué)微發(fā)泡材料［1-3］。化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳。目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ，國外也只有美國、意大利、日本等少數(shù)幾個國家能生產(chǎn)。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂，采用一步法工藝研制出了性能符合相關(guān)指標(biāo)要求的汽車內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ，泡孔密度可達個／cm3。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1），熔體流動速率（MFR）為3.0g/（10min），中國石化齊魯分公司；共聚PP（記作PP2），MFR為2.0g/（10min），中國石化齊魯分公司；抗氧劑，168和1010，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司；過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二異丙苯（DCP），二乙烯基苯，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC），液體石蠟，江蘇強盛功能化學(xué)股份有限公司；發(fā)泡改性劑DMS-10，自制。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國HAAKE公 司；CMT450料試驗 機，天水三斯有限公司；∮25單螺桿擠出機，德國BRABENDER公司；AH-2奧林巴斯顯微鏡，日本奧林巴斯公司。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂、過氧化物、改性劑、抗氧劑、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量，投入10L高速攪拌機，低速混合1min，高速混合2min出料，料溫不 高于50℃。擠出發(fā)泡：擠出機設(shè)置溫度180～200℃，機頭溫度195℃，距機頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平，取樣待用。1.4 測試表征拉伸強度按照GB/T1040.3—2006測試，采用4型試樣，拉伸速度為50mm／min；彎曲強度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試，寬度25mm；沖擊強度按GB/T1843—2008測試；表觀密度按GB/T6343—2009測試；泡孔密度按 照參考文獻［４］所述方法測試。２ 結(jié)果與討論.1 引發(fā)劑的選擇以PP1/PP2質(zhì)量 比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑，測試體系的熔體強度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量，結(jié)果見表1。表1，DBP/DCP對發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注：擠出口模厚度0.6mm，寬度50mm。由表1看出，DBP和DCP都能提高PP熔體強度，但片材表面和泡孔均勻性不同，隨DCP含量增加，擠出片材表面質(zhì)量變差，泡孔變得不均勻；DCP雖有利于提高熔體強度，但比例不宜過大，以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度，擠出反應(yīng)時，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解，短時間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)，形成局部高強度熔體，熔體強度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻，形成凹凸不平的表面。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系，結(jié)果見圖1。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出，隨引發(fā)劑含量增加，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時，引發(fā)劑濃度不足，PP接枝率不高，熔體強度不足，難以包裹住氣體，泡孔較大，并有部分泡孔破裂，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高；隨引發(fā)劑含量增加，PP接枝程度提高，熔體強度相應(yīng)增加，氣泡在膨脹過程中，泡壁不易破裂，形成致密均勻的泡孔，單位體積泡孔數(shù)量增加，材料密度下降；隨引發(fā)劑含量進一步提高，熔體強度高于氣泡膨脹的動力，使氣泡不能充分膨脹，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高。.2 發(fā)泡劑的選擇與用量圖2是發(fā)泡劑 AC含量與發(fā)泡材料表觀密度及其泡孔密度的關(guān)系。由圖2看出，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加，發(fā)泡材料表觀密度降低，泡孔密度提高，這是由于發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體隨其用量增加而增加，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時，發(fā)泡材料表觀密度反而回升，泡孔密度下降。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進一步提高，熔體中氣體含量過多，氣泡膨脹加劇，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并，氣體溢出，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高，泡孔密度下降。由圖2還可看出，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份。