山東聚丙烯發(fā)泡定制
發(fā)布時(shí)間:2024-10-08 00:59:05山東聚丙烯發(fā)泡定制
當(dāng)前,作為制約人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源受到更大程度的保護(hù)傲霸,水污染治理也得到了高度的重視疆瑰。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)眉反,對(duì)環(huán)境和人體有很大危害,因此要開發(fā)綜合利用穆役,采取科學(xué)的凈化措施才可排放寸五,化害為利。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)耿币。研究表明梳杏,造成水污染的污染物中,重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位淹接,一些重金屬對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅秘狞。尤其是化工廢水中有些含有如氰、酚蹈集、砷烁试、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)拢肆,以及無機(jī)酸减响、堿類等刺激性、腐蝕性的物質(zhì)郭怪,在一定的濃度下對(duì)生物和微生物產(chǎn)生毒性影響支示。環(huán)境中的銅離子很容易通過食物鏈進(jìn)入人體中,會(huì)引起頭痛鄙才、呼吸困難颂鸿、引起血管內(nèi)溶血、損傷神經(jīng)系統(tǒng)攒庵,對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的威脅嘴纺。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害,發(fā)泡材料因特有的吸附過濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標(biāo)用材浓冒。在工業(yè)污水處理工程中栽渴,聚乙烯醇(PVA)是常用的高分子聚合物,其具有良好的水溶性稳懒、黏附性闲擦、機(jī)械性能和穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于紡織场梆、食品和醫(yī)藥等行業(yè)墅冷。近些年來,聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料多被用到工業(yè)污水和城市廢水處理的研究應(yīng)用中或油。在有關(guān)公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中寞忿,多以聚乙烯醇為原料,配以甲醛装哆、淀粉罐脊、半纖維素定嗓、竹炭蜕琴、聚丙烯酸萍桌、生物炭、海泡石凌简、水滑石上炎、坡縷石水等聚合物,再經(jīng)發(fā)泡處理制備雏搂。不僅具有強(qiáng)吸水性藕施,而且能夠通過吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污⊥怪#可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)(生物毒性或致癌性)裳食,為社會(huì)倡導(dǎo)的高效、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案芙沥。針對(duì)污水處理的實(shí)際需求诲祸,本文僅限于對(duì)幾種公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹,如淀粉基而昨、碳納米管改性的水凝膠救氯、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖歌憨、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料着憨。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 。該類發(fā)泡材料主要由包含半纖維素和海泡石的材料制備而成务嫡。利用半纖維素增強(qiáng)甲抖、增韌的作用,以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能心铃,將半纖維素和海泡石穿插于聚乙烯醇與淀粉形成的水凝膠材料中惧眠,再經(jīng)發(fā)泡處理而成。具有比表面積大于个,結(jié)構(gòu)穩(wěn)固氛魁,過濾分離和吸附效率好,同時(shí)具有優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能厅篓,能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬秀存,并有脫除異味和脫色的效果,適用于污水處理技術(shù)羽氮。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對(duì)工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行吸附或链。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積,其高吸附能力和很高的表面活性档押,使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑澳盐。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料祈纯,是利用腐殖酸和海泡石的增強(qiáng)作用,將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇叼耙、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中腕窥,形成對(duì)重金屬離子吸附效率好、吸附量大筛婉,而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固簇爆、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料。試驗(yàn)表明爽撒,凈化去污能力好入蛆,不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水,同時(shí)還可以處理工業(yè)廢水硕勿,如電鍍哨毁、紡織、印染源武、化工扼褪、制藥等工業(yè)排放的廢水,特別是不易生物處理的廢水软能,并且可以回收廢水中的貴金屬迎捺、稀有金屬等。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體查排,適用于需要?dú)⒕膱?chǎng)合凳枝。聚乙烯醇縮甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解,容易對(duì)周圍環(huán)境造成污染跋核。天然高分子材料對(duì)生物無毒岖瑰,傳質(zhì)性能好,但強(qiáng)度低砂代,厭氧條件下易被微生物分解蹋订,壽命短。合成高分子材料強(qiáng)度高刻伊,化學(xué)穩(wěn)定性好露戒,但傳質(zhì)性能差。因此捶箱,將天然高分子材料秸稈纖維和合成高分子材料聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料——聚乙烯醇縮甲醛(PVFM)發(fā)泡材料用來處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能智什。又能擁有強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)丁屎。該實(shí)驗(yàn)中采用機(jī)械打泡法和化學(xué)發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復(fù)率性荠锭,對(duì)廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力,穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上晨川,氨氮去除效果可達(dá)96%以上证九。因此也可作為污水處理的潛在方案删豺。圖源:河北科技大學(xué) 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進(jìn)一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)愧怜,較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性呀页,以及生物相容性。被用作清潔材料叫搁、過濾材料赔桌、吸收劑和功能性的吸附材料供炎。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物渴逻,能通過整合作用或離子交換除去廢水中的金屬離子和燃料等有害物質(zhì)。通過這兩種材料制備的聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料含有一定量的氨基音诫,且孔徑較大惨奕,接觸面積較大,克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對(duì)重金屬離子吸附速率較慢的缺點(diǎn)竭钝。實(shí)驗(yàn)表明梨撞,聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料吸附金屬離子后可以在幾分鐘內(nèi)快速解吸附,經(jīng)過5次循環(huán)之后香罐,對(duì) Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對(duì)良好的吸附能力卧波。可見是一種能用于污水處理的理想吸附劑庇茫。該方法操作方便港粱,吸附后處理簡(jiǎn)單,豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法旦签。 我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高查坪,出水中仍含有較多的污染物質(zhì),進(jìn)入水體后會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化宁炫,對(duì)環(huán)境造成一定的影響偿曙。填料的性能直接決定污染物去除率,傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小羔巢、掛膜困難望忆、生物量比較少且生物膜易脫落,處理效率不高等問題竿秆。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料启摄,可以作為污水處理填料應(yīng)用,比表面積大袍辞,掛膜快鞋仍,具有良好的親水性親生物性,表面生物量大且種類豐富搅吁,污泥量少不堵塞威创,與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢(shì)落午,在污水處理廠提標(biāo)改造及改擴(kuò)建領(lǐng)域具有重大意義。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料 圖源:浙江工業(yè)大學(xué)相較于傳統(tǒng)的技術(shù)肚豺,如將聚合物吸附填料直接共混于樹脂中溃斋,或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑,研究新型的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料成為污水處理綠色發(fā)展的重要方向吸申。國(guó)內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟梗劫,并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用,對(duì)解決工業(yè)污水處理截碴、建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做了應(yīng)有之義梳侨。目前,針對(duì)聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用日丹,各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究走哺,制作材料技術(shù)、裝備和價(jià)格也具有普惠性和實(shí)用性哲虾,但仍需要在今后的實(shí)際工業(yè)污水處理中對(duì)材料的性能進(jìn)行規(guī)谋铮化驗(yàn)證和優(yōu)化。
山東聚丙烯發(fā)泡定制
概述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡(jiǎn)稱MPP束凑,是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米晒旅,泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在汪诉,MPP具有優(yōu)異的減震废恋、緩沖、隔熱和吸聲等性能摩瞎,可廣泛應(yīng)用于包裝拴签、交通工具、箱包旗们、體育器材等領(lǐng)域蚓哩,是傳統(tǒng)EVA、PU上渴、PS發(fā)泡材料岸梨、EPE和EPP的替代物。丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP稠氮,在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體曹阔,并誘導(dǎo)其成核、發(fā)泡隔披,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料赃份。發(fā)泡過程清潔無污染,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)抓韩,因此可回收循環(huán)使用纠永。聚丙烯(PP)本身是無毒材料,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料谒拴。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械尝江、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖英上、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域炭序,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫,EVA泡沫苍日。PP是半結(jié)晶聚合物惭聂,其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE易遣、PS彼妻、PU發(fā)泡材料嫌佑,MPP的使用溫度可達(dá)120℃豆茫,因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域屋摇。MPP集增強(qiáng)揩魂、隔熱和降噪為一體,也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域炮温,如汽車火脉、軌道交通,船舶柒啤,風(fēng)機(jī)葉片等倦挂。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫担巩、PET結(jié)構(gòu)泡沫等方援,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用。 MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有:(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下涛癌,由于泡孔較小犯戏,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料拳话,更加降低制品重量和體積先匪。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材弃衍,而片材表面不會(huì)穿孔呀非,可應(yīng)用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在镜盯,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板岸裙,提高漫反射率坦冠。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞哥桥。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的辙浑、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用拟糕。6) 同樣由于其微米尺度的泡孔判呕,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能,可應(yīng)用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域送滞。
山東聚丙烯發(fā)泡定制
新材料研習(xí)社報(bào)道侠草,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,輕量犁嗅、舒適边涕、綠色、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向褂微。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量功蜓、降低油耗,是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一宠蚂。目前式撼,汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重、昂貴的金屬構(gòu)件求厕,“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案著隆,汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的重要標(biāo)志。在當(dāng)前的車用塑料中呀癣,聚丙烯是用量美浦、使用頻次、增長(zhǎng)速度的品種项栏。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長(zhǎng)是因?yàn)槠涿芏刃∑直妗Ⅲw積輕、設(shè)計(jì)空間廣忘嫉,綠色環(huán)保荤牍、性能優(yōu)異及其制造成本低。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應(yīng)用特點(diǎn)是以塑代鋼庆冕,減輕汽車自重康吵。聚丙烯是一種由丙烯聚合(均聚PP)或丙烯和乙烯共同聚合(共聚PP)而成的無臭、無毒访递、半透明的聚合物晦嵌。聚丙烯按甲基(-CH3)空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯(Isotactic polypropylene)、無規(guī)聚丙烯(Atactic polypropylene)和間規(guī)聚丙烯(Syndiotactic polypropylene)三種。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性惭载、耐化學(xué)腐蝕性旱函、耐熱性、介電性能描滔,以及高強(qiáng)度的機(jī)械性能和高頻絕緣性棒妨,且不受濕度的影響,聚丙烯的種類及性能含长。目前券腔,為了進(jìn)一步改善聚丙烯的性能,通常采用化學(xué)改性(共聚改性拘泞、交聯(lián)改性纷纫、接枝改性、添加成核劑等)或物理改性(添加有機(jī)或無機(jī)助劑等)改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)陪腌、晶體構(gòu)型或填充辱魁、共混、增強(qiáng)等來實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化诗鸭。改性聚丙烯根據(jù)特點(diǎn)和功能可分為長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料染簇、免噴涂聚丙烯材料、聚丙烯微發(fā)泡材料只泼、高溶體強(qiáng)度聚丙烯剖笙、環(huán)保阻燃聚丙烯材料、抗菌聚丙烯请唱、耐刮擦聚丙烯材料,及低氣味过蹂、低VOC聚丙烯材料等十绑。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢(shì)性能優(yōu)勢(shì)聚丙烯在強(qiáng)度、剛度酷勺、硬度本橙、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯;能夠在100℃的溫度下正常使用脆诉,具有良好的尺寸穩(wěn)定性甚亭、熱穩(wěn)定性、較好的力學(xué)性能击胜、較高的耐沖擊性亏狰、機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌,化學(xué)穩(wěn)定性良好且不受濕度影響偶摔。聚丙烯外觀透明而輕暇唾,密度為0.89~0.91 g/cm3,是目前塑料中輕的品種之一。因此策州,采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量的降低瘸味。另外,由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢(shì)够挂。保優(yōu)勢(shì)聚丙烯為無毒旁仿、無味、無臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物孽糖,屬于環(huán)保材質(zhì)丁逝。聚丙烯不僅可回收再利用,而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子梭姓,在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應(yīng)霜幼,使聚丙烯具有降解特性,大大地降低了白色污染帶來的環(huán)境問題誉尖。成本優(yōu)勢(shì)聚丙烯的生產(chǎn)原料來源路徑多樣罪既,主要有油、煤铡恕、甲醇琢感、丙烯等。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長(zhǎng)快的一種原料來源方式探熔。由于我國(guó)煤炭資源豐富驹针,且煤炭的價(jià)格較為穩(wěn)定,煤制備聚丙烯成本浮動(dòng)小诀艰。同時(shí)柬甥,聚丙烯容易加工成型,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單其垄,其生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的其他塑料材料苛蒲。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應(yīng)用的核心基材,但由于聚丙烯的性能缺陷绿满,包括收縮率大臂外、容易產(chǎn)生翹曲變形、低溫易脆斷等喇颁,決定其必須通過改性才能滿足車用部件的特殊需求漏健。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求,優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成橘霎,采用化學(xué)或物理方法來進(jìn)行改性蔫浆。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯是采用長(zhǎng)度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進(jìn)行復(fù)合而形成的改性聚丙烯復(fù)合材料,與普通聚丙烯材料相比茎毁,通過玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高克懊,能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美忱辅。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯具有更好的耐熱性能,且成本遠(yuǎn)低于ABS塑料谭溉;另外墙懂,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的高溫耐疲勞強(qiáng)度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍高出10%,同時(shí)兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性扮念。普通聚丙烯與長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的性能對(duì)比损搬。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體,通過物理或者化學(xué)的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)柜与。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限巧勤,可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期;同時(shí)使制品具有內(nèi)應(yīng)力弄匕、翹曲小的特性颅悉,在注塑成型中更平整、筆直和穩(wěn)定迁匠;另一方面剩瓶,由于微孔的支撐作用,使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異城丧,在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復(fù)原始形狀延曙。低氣味、低VOC聚丙烯低氣味亡哄、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個(gè)重要方向枝缔,尤其針對(duì)處于相對(duì)封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料,對(duì)聚丙烯提出了綠色蚊惯、環(huán)保的要求愿卸。低氣味、低 VOC 聚丙烯是通過在填料拣挪、加工助劑的選擇擦酌、成型及后處理工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)上來優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生,從而控制氣味的產(chǎn)生菠劝。
山東聚丙烯發(fā)泡定制
與傳統(tǒng)注塑制品相比,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕睁搭、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少赶诊、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)园骆。目前舔痪,欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一,具有操作簡(jiǎn)單锌唾、效率高锄码、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件夺英,且能耗少,符合節(jié)約材料滋捶,降低成本這一發(fā)展理念痛悯,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求。然而重窟,欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形载萌,泡孔尺寸分布不均勻,所得制品表面存在大量的氣痕巡扇、銀紋等缺陷扭仁,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用厅翔。家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置乖坠,利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對(duì)微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)刀闷,采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點(diǎn)熊泵,改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)方法將PP涩赢、發(fā)泡劑(AC)戈次、發(fā)泡助劑[Zn(St)2/ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進(jìn)行塑化。然后打開氣體反壓裝置筒扒,在型腔中分別注入固定的GCP為0怯邪,0.2,0.4花墩,0.6悬秉,0.8?MPa的氣體,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡冰蘑,冷卻后和泌,取出PP發(fā)泡樣品。GCP對(duì)充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后祠肥,熔體壓力瞬間達(dá)到大值武氓。隨著GCP從0增加至0.8?MPa,熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa仇箱,注射完成后县恕,隨著氣體的排出,熔體壓力瞬間下降剂桥,隨著冷卻收縮忠烛,熔體壓力逐漸趨于0?MPa。由此可知权逗,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力美尸,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境冤议。CP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時(shí),由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率师坎,泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形恕酸,導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大,在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形屹耐,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象尸疆,泡孔形貌極不規(guī)則,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小惶岭,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)寿弱。同時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著GCP的增大按灶,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小症革,熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大鸯旁,泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布噪矛。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時(shí),皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)铺罢,此時(shí)整體泡孔的變形較小艇挨。是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動(dòng)剪切作用,GCP值越大韭赘,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大缩滨,泡孔受到熔體的約束力大,泡孔不易發(fā)生變形泉瞻。GCP對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示脉漏。可知袖牙,在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個(gè)樣品厚度的10.9%侧巨;隨著GCP的增大,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高鞭达,GCP為0.8 MPa時(shí)司忱,升高至26.7%。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降畴蹭,從63.7%下降到45.4%烘贴,這說明GCP可以減小泡孔變形層,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍撮胧。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如下圖所示老翘,泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加芹啥,整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)锻离,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小墓怀,由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度汽纠,即GCP可以減小泡孔長(zhǎng)度與寬度的差距,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小傀履。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)虱朵,見圖c,隨著GCP的增加钓账,當(dāng)GCP為0.2?MPa時(shí)泡孔直徑略有減小碴犬,但隨著GCP的進(jìn)一步增大,泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm梆暮。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大服协,使得泡孔的成核臨界能壘升高,泡孔的成核速率下降啦粹,泡孔在充模過程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱偿荷,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng),因此熔體壓力越大唠椭,泡孔直徑越大跳纳。
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微發(fā)泡注塑,聚丙烯/橡膠/滑石粉復(fù)合材料贪嫂,增強(qiáng)增韌聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯作為一種經(jīng)濟(jì)高效的熱塑性聚合物寺庄,具有材料成本低、抗腐蝕性好撩荣、比強(qiáng)度高和易于成型加工等優(yōu)點(diǎn)铣揉,已廣泛應(yīng)用于包裝工程、紡織餐曹、電子產(chǎn)品以及汽車工業(yè)逛拱。以汽車工業(yè)為例,聚丙烯的年均用量高達(dá)255.6百萬噸台猴,研究表明汽車每減重10%就可以將燃料的利用率提高至少6%朽合。因此,近年來為了節(jié)省材料和能源饱狂、減少環(huán)境污染進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展曹步,塑料制品的輕量化問題引起了廣大學(xué)者的研究興趣,而其中發(fā)泡注塑成型工藝被視為是一種非常有前途的輕量化實(shí)現(xiàn)方式休讳。然而讲婚,由于聚丙烯的熔體強(qiáng)度低,導(dǎo)致其發(fā)泡能力非常差俊柔,常規(guī)微發(fā)泡注塑聚丙烯產(chǎn)品存在泡孔尺寸大且分布極其不均勻筹麸,嚴(yán)重降低了其力學(xué)性能活合,尤其是沖擊力學(xué)性能。針對(duì)上述問題物赶,山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王桂龍和合作者提出了一種利用橡膠和滑石粉的耦合作用改性聚丙烯的新途徑白指,顯著提高了聚丙烯熔體強(qiáng)度和促進(jìn)了結(jié)晶,進(jìn)而改善了聚丙烯的發(fā)泡能力酵紫,終通過微發(fā)泡注塑制備了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的微孔聚丙烯制品告嘲。
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簡(jiǎn)述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡(jiǎn)稱MPP,是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米奖地,泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)橄唬。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在,MPP具有優(yōu)異的減震鹉动、緩沖轧坎、隔熱和吸聲等性能,可廣泛應(yīng)用于包裝泽示、交通工具缸血、箱包、體育器材等領(lǐng)域械筛,是傳統(tǒng)EVA捎泻、PU、PS發(fā)泡材料埋哟、EPE和EPP的替代物笆豁。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP,在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體赤赊,并誘導(dǎo)其成核闯狱、發(fā)泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料抛计。發(fā)泡過程清潔無污染哄孤,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)吹截,因此可回收循環(huán)使用瘦陈。丙烯(PP)本身是無毒材料,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料波俄。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械晨逝、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖懦铺、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域捉貌,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫,EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物昏翰,其熔點(diǎn)一般150~170℃苍匆。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS棚菊、PU發(fā)泡材料,MPP的使用溫度可達(dá)120℃叔汁,因此MPP特別適合高溫包裝统求、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強(qiáng)据块、隔熱和降噪為一體码邻,也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域,如汽車另假、軌道交通像屋,船舶,風(fēng)機(jī)葉片等边篮。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用己莺,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等戈轿,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用凌受。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有:(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下,由于泡孔較小思杯,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小胜蛉。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料,更加降低制品重量和體積色乾。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控誊册,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材,而片材表面不會(huì)穿孔暖璧,可應(yīng)用于微電子器件的包裝案怯。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板漆撞,提高漫反射率殴泰。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞浮驳。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的悍汛、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用至会。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔离咐,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能,可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。