超臨界流體擴(kuò)散機(jī)理研究和聚丙烯仿藤條發(fā)泡制品開發(fā).pdf

1、超臨界流體(SCF)在高聚物熔體中的溶解是物理發(fā)泡過程中熔體-氣體均相體系形成的關(guān)鍵，聚丙烯仿藤條產(chǎn)品的開發(fā)對(duì)表面質(zhì)量、發(fā)泡質(zhì)量提出非常高的要求。本文針對(duì)以上兩個(gè)問題，對(duì)氣泡在聚合物中的溶解和以此為理論基礎(chǔ)的聚丙烯仿藤條發(fā)泡制品的開發(fā)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在發(fā)泡過程中，氣體在熔體中的溶解包含兩個(gè)階段:分散混合階段與物理擴(kuò)散階段。在分散混合階段，建立了簡(jiǎn)單剪切場(chǎng)中氣泡分裂所需時(shí)間的物理和數(shù)學(xué)模型，其正比于兩相界面能，反比于剪切速率的平方、界面

2、黏度，還與分裂次數(shù)有關(guān);在物理擴(kuò)散階段，則建立了物理擴(kuò)散時(shí)間與氣泡平衡粒徑、剪切速率和擴(kuò)散系數(shù)的定量關(guān)系。根據(jù)氣體在聚合物熔體中的溶解時(shí)間和熔體的軸向運(yùn)動(dòng)速度，理論計(jì)算了發(fā)泡螺桿均化段的最小長(zhǎng)度和開槽段的適宜長(zhǎng)度，從而確保均相體系的形成和熔體輸送的效率。
　　本文以PP/CO2和PS/CO2體系為例，分別計(jì)算不同條件下的氣體溶解時(shí)間和均化段、開槽段長(zhǎng)度，結(jié)果表明螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)分散混合時(shí)間的影響不顯著，所需開槽段長(zhǎng)度較短;物理擴(kuò)散時(shí)間隨

3、轉(zhuǎn)速的增加而迅速下降;相同轉(zhuǎn)速下PS/CO2體系的物理擴(kuò)散時(shí)間比PP/CO2體系的大很多，均化段所需要的長(zhǎng)度也更長(zhǎng)。研究了PP擠出制品表面粗糙度Ra值的影響因素，結(jié)果表明加工溫度的升高和剪切速率的減小均能夠降低Ra值;而當(dāng)口模長(zhǎng)徑比增加時(shí)， Ra值增加;在配方方面，PE和磨砂劑的加入會(huì)使Ra值增加，硅酮母粒的加入會(huì)使Ra值下降。提出采用“彎致裂紋系數(shù)”表征擠出發(fā)泡制品對(duì)折時(shí)產(chǎn)生裂紋的嚴(yán)重程度，產(chǎn)生裂紋的條件是形變量超過屈服伸長(zhǎng)率。結(jié)果表