利用热历史和成核剂调控iPP发泡行为及其机理研究

摘要

微孔发泡材料具有优异的性能，如质轻、节约原料、抗冲击性较高等，已经在包装、电子电器产品、医疗设备、体育用品、汽车工业及其它领域获得广泛的应用。等规聚丙烯（iPP）是一种通用塑料，价格较低、热变形温度较高和耐化学腐蚀性好，应用范围广，对其进行微孔发泡成型，是近年来微孔发泡领域的一个研究热点。但在发泡过程中因其熔体强度较低难以得到理想的泡孔结构，进而限制了其在发泡领域的应用。 本文利用热历史和加入少量成核剂提高 iPP 在微孔发泡成型时的熔体强度和泡孔成核能力，有效改善了iPP的微孔发泡性能，主要研究内容如下： （1）流变测试结果表明：经退火处理后的iPP，由于部分有序结构的引入，其储能模量（G'）、耗能模量（G''）均比未退火处理的iPP相应数值高，结合少量成核剂的使用，可进一步提高iPP的G'和G''。很显然，通过合适的热处理，结合成核剂的使用，可有效改善其熔体强度，继而影响其微孔发泡性能。 （2）使用间歇发泡方法，结合退火处理和成核剂的使用，对iPP和添加0.2 wt%DMDBS成核剂的iPP（iPP/0.2DMDBS）进行微孔发泡成型。通过退火处理引入部分有序的结构，在6~18 MPa的CO2压力氛围下，iPP的微孔发泡温度窗口范围可被拓宽至23~31℃；在18 MPa时iPP/0.2DMDBS的微孔发泡温度范围可被拓展至63℃（110~173℃），有效提高了iPP的发泡温度区间。发泡温度设定在iPP的熔点附近，可获得泡孔密度在109~1012 cells/cm3之间的发泡样品。 （3）进一步研究了在退火处理结合成核剂的使用条件下，成核剂含量、CO2饱和时间、退火时间、饱和温度和饱和压力对iPP结晶和发泡性能的影响，可得到具有微纳米级的泡孔尺寸，泡孔密度在 1010~1012 cells/cm3之间的发泡样品，为后续iPP的连续挤出发泡成型提供了理论依据，积累了实验数据。

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