挤出配方和工艺条件对TPEE发泡性能影响的研究

摘要

本论文采用单螺杆熔融挤出法制备了TPEE发泡片（板）材，研究了配方和加工工艺对TPEE发泡制品泡孔结构和制品性能的影响，并进行了初步工业放大实验。
　　 TPEE熔体强度较低，不利于发泡，首先本论文采用双螺杆熔融挤出法制备了SEBS-g-MAH，通过共混改性来提高TPEE的熔体强度。当SEBS-g-MAH用量为6份时，共混材料的熔体质量流动速率降低了26.24％，而熔体强度上升了45.6％，发泡效果明显改善，同时通过TG证明，共混后材料的热稳定性能也得到提高。经SEM表征，当SEBS-g-MAH含量为6份时，发泡片材泡孔孔径分布在30-150μm范围内数量达70％以上，气泡闭孔率高且分布均匀，制品的表观密度和压缩永久形变都较小。
　　 接着，细致地探讨了AC发泡剂和成核剂、分散剂等发泡助剂对TPEE发泡的影响。实验表明，当AC发泡剂、改性纳米TiO2成核剂和EVA蜡分散剂的用量分别为0.7份、3份和1份时，发泡效果最好，用量过高或过低，都会破坏泡孔的结构和均一性。在此基础上，以EVA树脂为载体制备了AC发泡母粒。
　　 为了提高TPEE发泡制品的抗紫外老化性能，以SEBS-g-MAH为载体树脂制备了炭黑母粒。研究了多种分散剂对炭黑母粒在TPEE中的分散效果，发现当EVA蜡分散剂用量为10份时，TPEE薄膜的黑度为0.42，分散效果最好，在此基础上，确定炭黑母粒的配方为:SEBS-g-MAH∶炭黑∶EVA蜡=65∶25∶10。
　　 研究了加工工艺条件对TPEE发泡效果和发泡性能的影响，当采用压缩比为3∶1、L/D为25的销钉螺杆，螺杆转速设为60r/min，机头模具温度设置为170℃时，挤出背压为10.5MPa，得到的发泡片材不仅表面光滑，而且片材内部泡孔大小均一、分布均匀，泡孔密度大，发泡效果很好;此时发泡倍率达到1.62，拉伸强度为6.54MPa，压缩永久形较变小，为14.68％，发泡性能优异。
　　 最后，在论文研究的基础上，设计了工业放大用Φ65机螺杆系统，利用口模厚度为10mm的发泡模具进行发泡，得到厚度为12.25mm的发泡板材，厚度增长了22.5％，获得了良好的膨胀效果，提高了论文的实用价值。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 绪论

1．1 热塑性聚酯弹性体TPEE介绍

1．1．1 TPEE材料的结构特点

1．1．2 TPEE材料的性能

1．1．3 TPEE的加工成型研究

1．1．4 TPEE材料的典型应用

1．1．5 TPEE国内外生产研究现状及发展趋势

1．2 聚合物发泡材料

1．2．1 发泡材料的特点

1．2．2 发泡材料的分类

1．2．3 发泡材料的发泡方法

1．2．4 聚合物发泡材料的应用与研究进展

1．3 挤出发泡成型工艺介绍

1．3．1 挤出发泡成型过程

1．3．2 挤出发泡成型原理

1．4 聚合物熔体强度的介绍

1．4．1 聚合物熔体强度的影响因素

1．4．2 聚合物熔体强度的改进方法

1．5 本论文的研究目的、意义以及研究内容

1．5．1 研究的目的和意义

1．5．2 本论文的主要研究内容

第二章 马来酸酐接枝物对TPEE发泡结构的影响

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验设备及测试分析仪器

2．3 制备工艺

2．3．1 马来酸酐接枝物的制备

2．3．2 TPEE和接枝物的共混反应

2．3．3 发泡TPEE片材的制备

2．4 测试与表征

2．4．1 FT-IR(红外)表征

2．4．2 SEM(扫描电镜)表征

2．4．3 DSC(示差扫描量热)测试

2．4．4 TG(热失重)测试

2．4．5 接枝率的测定

2．4．6 发泡材料表观密度的测定

2．4．7 发泡材料拉伸性能测试

2．4．8 发泡材料压缩永久变形测试

2．4．9 熔体质量流动速率测定

2．4．10 熔体强度的测定

2．4．11 泡孔孔径百分比的测定

2．5 实验结果与讨论

2．5．1 接枝产物FT-IR分析

2．5．2 接枝产物TG分析

2．5．3 接枝产物接枝率和接枝效率

2．5．4 SEBS-g-MAH含量对TPEE基体材料性能的影响

2．5．5 SEBS-g-MAH含量对TPEE发泡材料性能的影响

2．6 本章小结

第三章 AC发泡母粒的制备

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验设备及测试表征仪器

3．3 制备工艺

3．3．1 TPEE发泡片材制备

3．3．2 AC发泡母粒的制备

3．3．3 利用AC发泡母粒制备TPEE发泡片材

3．4 测试与表征

3．4．1 AC发泡剂发气量测试

3．4．2 发泡材料表观密度测定

3．4．3 发泡材料发泡倍率测定

3．4．4 发泡材料拉伸性能测试

3．4．5 发泡材料压缩永久变形测试

3．4．6 SEM(扫描电镜)分析表征

3．5 实验结果与讨论

3．5．1 不同类型AC发泡剂发气量测试分析

3．5．2 AC发泡剂用量对TPEE发泡片材性能的影响

3．5．3 成核剂对TPEE发泡片材性能的影响

3．5．4 分散剂对TPEE发泡片材性能的影响

3．5．5 发泡母粒对TPEE发泡片材性能的影响

3．6 本章小结

第四章 TPEE用炭黑母粒的制备与分散性表征

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料

4．2．2 实验设备及测试表征仪器

4．3 制备工艺

4．3．1 炭黑母粒的制备

4．3．2 薄膜的制备

4．3．3 分散剂用量实验

4．4 测试与表征

4．4．1 流变性能测试

4．4．2 光学显微镜观察

4．4．3 薄膜黑度测试

4．5 实验结果与讨论

4．5．1 不同分散剂对炭黑母粒流变性能的影响

4．5．2 光学显微镜照片分析

4．5．3 不同分散剂对薄膜黑度的影响

4．5．4 EVA蜡用量对薄膜黑度的影响

4．6 本章小结

第五章 加工工艺条件对TPEE发泡性能的影响

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 实验原料

5．2．2 实验设备及测试分析仪器

5．3 制备工艺

5．4 测试与表征

5．4．1 发泡材料表观密度测定

5．4．2 发泡材料发泡倍率测定

5．4．3 发泡材料拉伸性能测试

5．4．4 发泡材料压缩永久变形测试

5．4．5 SEM(扫描电镜)分析

5．5 实验结果与讨论

5．5．1 加工成型温度对TPEE发泡的影响

5．5．2 挤出机头温度对TPEE发泡的影响

5．5．3 螺杆结构对TPEE发泡的影响

5．5．4 螺杆长径比(L/D)对TPEE发泡的影响

5．5．5 螺杆转速对TPEE发泡的影响

5．5．6 挤出背压对TPEE发泡的影响

5．5．7 冷却对TPEE发泡的影响

5．6 工业放大用螺杆系统的设计和应用

5．6．1 工业用Φ65机螺杆系统的设计

5．6．2 工业用Φ65机螺杆系统的使用

5．7 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书