共混对聚丙烯挤出发泡性能影响的研究

摘要

聚丙烯是一种线性半结晶性聚合物，其熔体强度很低，分子量分布相对较窄，适于发泡的温度区间窄，发泡过程很难控制，国内对于聚丙烯树脂挤出发泡方面的研究，主要集中在如何提高聚丙烯树脂的可发性方面，采用的技术更多集中在交联改性领域，在共混改性方面有少量研究涉足，有关树脂的流变性能对发泡样品泡孔结构影响方面的研究也较少见。
　　 首先，本文初步探讨适合挤出发泡的聚丙烯树脂的结构特点。使用正交试验分析法，选用具有不同分子量的三种线性共聚聚丙烯作为基体树脂，牌号为M02、SP179、RS1684，从树脂基体的结构、流变性能等方面出发，结合发泡样品的性能进行研究。结果表明:在三种聚丙烯树脂中，分子量较高的M02有较高的熔体黏性和弹性，在挤出发泡的气泡膨胀阶段，该体系能够很好地承受气泡膨胀过程的拉伸应力，防止发生气泡破裂、合并现象;在泡孔稳定阶段，能够保证气泡稳定增长，最终得到泡孔尺寸小、泡孔均匀性较好的发泡样品。由聚丙烯M02体系制得发泡样品的表观密度为0.08 g/cm3、泡孔平均直径最小为93.7μm、泡孔密度达4.5×106个/cm3。
　　 其次，在正交试验分析的过程中，研究了高熔体强度聚丙烯(HMSPP)的含量对发泡样品性能的影响。结果表明:HMSPP的添加量为10％时，发泡样品表观密度较大(0.278g/cm3);当添加量增至30％时，能够得到表观密度较小(0.09g/cm3)，泡孔较均匀的发泡样品。
　　 再次，为了拓宽发泡的加工温区，选用三种聚乙烯:低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)，对聚丙烯M02基体树脂进行共混改性。分析PP/PE共混体系的性能，并结合PP/PE共混物发泡样品的性能进行研究。结果表明:虽然加工温区并未得到拓宽，但PE的加入促进PP结晶，使PP结晶温度提高、结晶速率增大，同时，起到非均相成核作用，因此，泡孔密度得以提高;此外，共混物PP/20％-HDPE黏性及弹性得到提高，由该体系所得样品的泡孔直径为67μm，表观密度为0.04 g/cm3。
　　 最后，在选定较好的配方体系之后，进一步研究口模尺寸对发泡样品性能的影响。结果表明:由流道高度为0.6mm的第一组口模(A、B、C)所生产的发泡样品的表观密度较小(0.06～0.13g/cm3)、泡孔尺寸较小（140～200μm）、泡孔均匀性较好;而由流道高度为1.0mm的第二组口模(D、E、F)所生产的样品的表观密度普遍较大(0.17～0.23g/cm3)、泡孔尺寸较大(200～230μm)。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 概述

1．1．1 泡沫塑料概述

1．1．2 聚丙烯发泡材料概述

1．2 泡沫塑料的发泡成型机理

1．2．1 气泡核的形成

1．2．2 气泡生长

1．2．3 气泡的固化定型

1．3 聚丙烯发泡的研究进展

1．3．1 熔体强度对聚丙烯发泡的影响

1．3．2 聚合物结晶性能对聚丙烯发泡的影响

1．3．3 聚合物流变性能对聚丙烯发泡的影响

1．3．4 机头结构对聚丙烯发泡的影响

1．4 本论文研究内容、目的及意义

1．4．1 研究内容

1．4．2 目的及意义

第二章 实验条件

2．1 实验原料

2．2 主要实验设备

2．3 实验流程

2．4 测试表征

2．4．1 树脂基体性能表征

2．4．2 发泡样品性能表征

第三章 聚丙烯结构及性能对挤出发泡的影响研究

3．1 引言

3．2 实验方案及工艺流程

3．2．1 实验方案——正交试验分析法

3．2．2 工艺流程

3．3 树脂性能分析

3．3．1 分子量及其分布

3．3．2 熔体强度

3．3．3 流变性能分析

3．4 结果与讨论

3．4．1 实验结果统计

3．4．2 实验结果分析

3．5 本章小结

第四章 聚丙烯／聚乙烯共混体系对泡孔结构的影响研究

4．1 引言

4．2 实验方案及工艺流程

4．3 树脂性能分析

4．3．1 结晶性能分析

4．3．2 动态流变性能分析

4．4 结果与讨论

4．4．1 PP／PE共混物对发泡性能的影响

4．4．2 PE含量对泡孔结构的影响

4．5 本章小结

第五章 片材口模尺寸对挤出发泡的影响

5．1 引言

5．2 口模尺寸的选择

5．3 结果与讨论

5．3．1 口模尺寸对机头建压能力及发泡样品的影响

5．3．2 口模尺寸对机头压降速率及发泡样品的影响

5．4 小结

第六章 全文总结

6．1 结论

6．2 本文不足之处

参考文献

致谢

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