聚丙烯-無機(jī)粒子泡沫材料制備與調(diào)控研究.pdf

1、聚合物泡沫材料具有質(zhì)輕、沖擊強(qiáng)度高、耐疲勞時(shí)間長(zhǎng)、比強(qiáng)度高、絕緣性高和低成本等優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于包裝、絕緣、建筑、汽車和航空等工業(yè)行業(yè)。而聚丙烯基體熔體強(qiáng)度較低，發(fā)泡過程中泡孔壁不能束縛泡孔生長(zhǎng)，泡孔易發(fā)生合并和破裂。為了改善聚丙烯泡沫材料的泡孔形貌，通過添加無機(jī)粒子，使得發(fā)泡過程更容易異相成核，提高泡孔密度，降低泡孔孔徑。
　　分別以分子篩和硼酸鋅無機(jī)粒子作為填料，制備了聚丙烯/無機(jī)粒子復(fù)合材料；采用釜式發(fā)泡技術(shù)，以CO2作

2、為發(fā)泡劑，制備了聚丙烯/無機(jī)粒子泡沫材料。通過掃描電子顯微鏡（SEM）研究無機(jī)粒子在聚丙烯基體中的分散性以及溫度、壓力和無機(jī)粒子含量對(duì)聚丙烯泡沫材料泡孔形貌的影響；以偏光顯微鏡（POM）研究聚丙烯基體中球晶尺寸和球晶密度的變化；以流變儀研究溫度對(duì)聚丙烯基體熔體流變性能的影響；采用差示掃描量熱儀（DSC）考查聚丙烯復(fù)合材料的發(fā)泡溫度范圍；利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試聚丙烯泡沫材料的壓縮性能。
　　對(duì)于聚丙烯/分子篩泡沫材料體系而言，分子篩

3、表面具有介孔結(jié)構(gòu)，可形成預(yù)存氣腔，從而降低了泡孔成核所需自由能壘，通過調(diào)整分子篩含量、發(fā)泡溫度和發(fā)泡壓力，可實(shí)現(xiàn)雙峰泡孔結(jié)構(gòu)的調(diào)控。當(dāng)分子篩添加量低于3％時(shí)，聚丙烯泡沫材料具有雙峰泡孔結(jié)構(gòu)，分子篩為3%至7%時(shí)，雙峰泡孔結(jié)構(gòu)消失；大泡孔以分子篩為異相成核點(diǎn)，分子篩的加入使得聚丙烯基體中球晶尺寸降低，球晶密度增加，從而提供更多小泡孔成核點(diǎn)；隨著發(fā)泡溫度和發(fā)泡壓力的增加，大小泡孔尺寸、泡孔密度比均增加；相對(duì)線性聚丙烯泡沫材料，當(dāng)分子篩含量為

4、0.5%時(shí)，雙峰泡孔結(jié)構(gòu)的泡沫材料的壓縮性能更優(yōu)異。
　　硼酸鋅作為聚丙烯基體中異相成核點(diǎn)，明顯改善了泡沫材料的泡孔形貌。通過調(diào)整溫度、壓力和硼酸鋅的含量，可實(shí)現(xiàn)對(duì)泡沫材料泡孔形貌的調(diào)控。在高溫低壓條件下，聚丙烯基體黏度低，未添加硼酸鋅的聚丙烯泡孔結(jié)構(gòu)均為大泡孔結(jié)構(gòu)，加入硼酸鋅后，可降低泡孔孔徑，提高泡孔密度和體積膨脹率；而在低溫高壓條件下，聚丙烯基體粘度高，泡孔結(jié)構(gòu)均為小泡孔結(jié)構(gòu)，而硼酸鋅的加入對(duì)泡沫材料泡孔形貌的影響相對(duì)較小。