论文部分内容阅读
与其它发泡材料相比，聚丙烯发泡材料具有优异的机械性能、良好的耐热性等优点，在包装、电子、建筑和汽车工业等很多领域具有较好的应用潜能。聚丙烯发泡材料在使用时，其泡孔结构直接决定了制品的性能和用途。iPP（isotactic Polypropylene）作为一种典型的半结晶性聚合物，其在发泡过程中伴随着结晶，如何通过调节其结晶行为进而调控泡孔的结构具有重要的理论和实践意义。 本文以超临界二氧化碳（scCO2）为发泡剂，利用自制高压釜式发泡装置，通过不同的热历史和添加α成核剂来调控等规聚丙烯（iPP）的结晶行为，进而达到调控泡孔结构、改善样品性能的目的。采用差式扫描量热仪（DSC）、广角X射线衍射（WAXD）和扫描电子显微镜（SEM）测试并分析了iPP及其改性材料的结晶行为和发泡性能，主要的工作内容和结论如下： (1)退火处理对iPP结晶与发泡行为的影响 在压力 CO2条件下，将 iPP完全熔融后进行退火处理，退火处理后直接进行微孔发泡。结果表明，iPP熔体在低温退火时，会生成不完善的或厚度较薄的晶体；退火温度不变时，生成晶体的含量随退火时间的延长而增加，随退火时CO2压力的增高而减少。当晶体的含量过多时，iPP熔体的发泡能力下降，样品的发泡倍率降低。 (2)阶梯温度对iPP结晶与发泡行为的影响 在 CO2压力条件下，对完全熔融的iPP进行低温退火处理，然后升温至熔点附近进行发泡。结果表明，退火温度低于iPP的结晶温度时，样品能够发泡，并生成了熔点较高的晶体，此外随着退火温度的升高，泡孔的尺寸先变小后变大，而泡孔密度和发泡倍率均先变大后变小；当退火温度高于iPP的结晶温度时，样品不能发泡，并生成了β晶，随着退火温度的升高β晶的含量增多。随着发泡压力的增高，泡孔的尺寸先变小后变大，密度先变大后变小。 (3)阶梯温度对α成核剂改性iPP结晶与发泡行为的影响 在上述阶梯温控实验的基础上，选择合适的退火温度，研究了α成核剂的加入对iPP结晶与发泡行为的影响。结果表明，α成核剂的加入大大提高了iPP的发泡性能，然而当成核剂的含量过多时，复合体系的发泡性能降低，样品的发泡倍率开始变小。当成核剂含量为0.2 wt％时，样品中出现了开孔发泡与闭孔发泡交替出现的发泡行为，两种发泡行为的泡孔分布均比较均匀，但开孔发泡区域的泡孔尺寸很小。