超临界CO2发泡聚丙烯的研究

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摘要本文研究了超临界 CO2 /PS微孔发泡过程中, 发泡温度、饱和压力、发泡时间以及混合纳米CaCO3和PE对对发泡聚合物（GPPS、HIPS）的体积膨胀率、泡孔形态、玻璃转化温度等的影响，分别采用扫描电镜（SEM）、差示扫描量热(DSC)对聚合物泡孔形态和热性能进行表征。结果表明, 发泡温度对泡孔形态影响很大, 温度降低, 泡孔塌陷和合并减少, 发泡材料的泡孔密度增大, 泡孔尺寸减小, 但温度太低时, 发泡样品泡孔密度较低, 泡孔壁较厚; 压力对发泡形态的影响也是很显著的, 压力太低, CO2的溶解度小, 泡孔壁厚, 泡孔分布不均匀。随着压力升高, CO2的溶解度增加, 发泡样品的泡孔密度增加, 泡孔更加均匀。64170

毕业论文关键词聚苯乙烯发泡材料超临界CO2 聚乙烯纳米CaCO3

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Preparation of Polystyrene Foam Using Supercritical Carbon Dioxide As Blowing Agent

Abstract The relations of the volume expansion ratio of foamed PS（GPPS、HIPS），the cell density and dimension and the glass transition temperature with saturation pressure，foaming temperature ，dwell time , combined with nano-CaCO3 were studied in the condition of supercritica1．The foam morphology and cell density of polymer foam (GPPS, HIPS) have been characterized by SEM，DSC.The experimental results showed the temperature had great effect on the cell morphology ,the cell collapsing and migration decreasing , the cell density increased and cell size reduced , with the decrease of temperature; However,the decrease in cell density and increase in wall thickness was caused when the foaming temperature was too low；Meanwhile , the pressure also had great effect on the cellular morphology ; too low pressure induced low CO2 solubility, which led the cell wall thickness increased and non-uniform cell size distribution; the CO2 solubility and cell density increased as the saturation pressure enhanced.

Keywords polystyrene foam supercritical dioxide polyethylene nano-CaCO3

1 绪论 1

1.1 超临界 CO2的特性及其作用 1

1.2 PS发泡材料的性能 3

2 制备PS发泡材料的工艺研究 6

2.1 实验 6

2.1.1 主要原料 6

2.1.2 仪器及设备 6

2.1.3 PS复合材料的制备 7

2.1.4 聚合物发泡材料的制备 8

2.2 测试与表征 8

2.2.1 发泡倍率 9

2.2.1 SEM表征 9

2.2.3 DSC表征 9

3 结果与讨论 10

3.1 GPPS及其复合材料的DSC分析 10

3.2 GPPS及其复合材料 11

3.2.1 不同工艺条件对体积膨胀率的变化 11

3.2.2 不同工艺条件对泡孔大小的影响 17

3.2.3 小结 22

3.3 HIPS及其复合材料 23

3.2.1 不同工艺条件对体积膨胀率的变化 23

3.2.2 不同工艺条件对泡孔大小的影响 28

3.2.3 小结 34

结论 35

致谢 36

参考文献 37

附录A 38

1 绪论

微孔塑料一般是指泡孔直径在0.1~10μm范围内、泡孔密度达到109~1015个/ cm3、材料体积相比发泡前可增加2~20倍的新型泡沫塑料[1]。其最先由美国麻省理工学院的NP Suh 教授领导的研究小组于20世纪80年代初研制成功，随后由美国Trexel公司于20世纪90 年代实现市场化[2]。与未发泡材料及普通泡沫塑料相比，微孔聚合物材料具有可以抗高强度的冲击缺口压力、好的韧性、高的比强度、疲劳寿命也比一般的材料要长，再加上高的热稳定性、低的介电常数、低的热导率等优异性能，因此越来越受到大家关注，他不仅可用于食品包装质量轻、承受压强大、要求高度隔音的飞机或者精细汽车部件、以及制造质量轻、缓冲性强的运动器材、以及高电压并且绝缘材料、对保温性有高要求的纤维材料和对摩擦力有严格的要求的表面改性材料等[3]，还可以适合用作工业上分离的材料、吸附的材料、用作催化剂的载体、更可以在生物医学材料界和分子级的过滤器中得到应用[4]等。这些独特的优点和强度均是普通泡沫塑料达不到的，因此微孔泡沫塑料是一种具有极大开发潜力和前景的新型材料。