熱塑性聚合物發(fā)泡成型原理與進(jìn)展

《熱塑性聚合物發(fā)泡成型:原理與進(jìn)展》囊括了從事聚合物發(fā)泡艱苦研究工作十多年的諸多專注研究者的知識，這些知識涵蓋了探索性工作以及學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的合作。作為一個(gè)介紹聚合物泡沫加工成型各類問題和這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的早期工業(yè)合作伙伴之一，我非常有幸向讀者介紹這本書。

第1章 溶解度與擴(kuò)散系數(shù)

1.1 簡介

1.2 理論與機(jī)理

1.2.1 玻璃態(tài)及橡膠態(tài)

1.2.2 影響溶解的其他因素

1.3 預(yù)測模型

1.3.1 Fickian擴(kuò)散

1.3.2 非Fickian擴(kuò)散

1.4 測試方法

1.4.1 滲透

1.4.2 吸附

1.5 對發(fā)泡過程的影響與泡沫性能

1.5.1 增塑

1.5.2 溶解度與相分離

1.5.3 泡孔密度

1.5.4 成核和氣泡增長

1.5.5 擴(kuò)散和應(yīng)用

1.6 逆轉(zhuǎn)行為

1.7 結(jié)論

縮寫語

參考文獻(xiàn)

第2章 與擠出發(fā)泡相關(guān)的流變行為

2.1 簡介:流變學(xué)在發(fā)泡成型中的作用

2.2 基本的流變學(xué)概念

2.2.1 動(dòng)態(tài)流變學(xué)

2.2.2 剪切流變學(xué)

2.2.3 拉伸流變學(xué)

2.2.4 流變學(xué)模型

2.3 各種可發(fā)聚合物的拉伸行為

2.3.1 聚苯乙烯

2.3.2 聚烯烴

2.3.3 聚氯乙烯

2.3.4 聚對苯二甲酸乙二醇酯

2.3.5 聚碳酸酯

2.3.6 適宜于發(fā)泡的流變性能

2.3.7 控制應(yīng)變硬化特性

2.4 物理發(fā)泡劑對流變行為的影響

2.4.1 剪切黏度的降低

2.4.2 物理發(fā)泡劑對拉伸流變性能的影響

2.5 失效與破裂

2.5.1 均勻形變:Considère準(zhǔn)則

2.5.2 從液態(tài)到類玻璃態(tài)的行為

2.5.3 溫度、分子量和形變速率對聚苯乙烯樣品屈服的影響

2.6 結(jié)論

縮寫詞

參考文獻(xiàn)

第3章 發(fā)泡成型中的聚合物共混技術(shù)

3.1 簡介

3.2 聚合物共混基礎(chǔ)原理

3.2.1 相容性

3.2.2 聚合物共混體系的設(shè)計(jì)

3.2.3 共混特性

3.3 聚合物共混發(fā)泡的加工與應(yīng)用

3.3.1 應(yīng)變硬化和可發(fā)性

3.3.2 成核、增長和泡沫密度

3.3.3 開孔/閉孔率

3.3.4 物理發(fā)泡劑親和力

3.3.5 尺寸穩(wěn)定性和可發(fā)性珠粒配方

3.3.6 其他物理和機(jī)械性能

3.4 結(jié)論與展望

縮寫詞

參考文獻(xiàn)

第4章 可替換發(fā)泡劑的研究

4.1 簡介

4.1.1 歷史回顧

4.1.2 命名法則

4.1.3 物理發(fā)泡劑的一般要求

4.2 物理發(fā)泡劑

4.2.1 碳?xì)浒l(fā)泡劑

4.2.2 惰性氣體發(fā)泡劑

4.2.3 氫氟烴發(fā)泡劑

4.2.4 其他物理發(fā)泡劑

4.2.5 復(fù)合物理發(fā)泡劑

4.3 化學(xué)發(fā)泡劑

4.3.1 一般性能

4.3.2 使用化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡

4.4 物理發(fā)泡劑的作用途徑

4.4.1 氣體?熔體體系的監(jiān)測

4.4.2 泡沫的表征

4.5 發(fā)泡劑加工工藝

4.5.1 增塑

4.5.2 溶解度

4.5.3 泡孔成核及增長

4.6 結(jié)語

縮寫詞

參考文獻(xiàn)

第5章 發(fā)泡工藝的研究

5.1 簡介:了解擠出發(fā)泡成型加工

5.2 理解擠出發(fā)泡的工藝

5.2.1 簡介

5.2.2 溶解度

5.2.3 增塑

5.2.4 成核

5.3 超聲波技術(shù)

5.3.1 聲波在聚合物中傳播的基礎(chǔ)知識

5.3.2 脫機(jī)實(shí)驗(yàn)方法

5.3.3 在線實(shí)驗(yàn)方法

5.4 超聲波技術(shù)在泡沫成型中的應(yīng)用

5.4.1 溶解度

5.4.2 增塑

5.4.3 成核

5.4.4 螺桿構(gòu)型對PFA溶解度的影響

5.4.5 化學(xué)發(fā)泡劑的分解(脫機(jī))

5.5 結(jié)論--未來展望

縮寫詞

參考文獻(xiàn)

第6章 熱塑性泡沫形態(tài)與力學(xué)性能的關(guān)系

6.1 簡介

6.2 經(jīng)典力學(xué)方法

6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)測試

6.2.2 經(jīng)典方法

6.3 文獻(xiàn)回顧

6.3.1 微孔泡沫

6.3.2 常規(guī)低密度泡沫

6.4 泡沫的形態(tài)描述

6.4.1 泡沫密度

6.4.2 泡沫結(jié)構(gòu)

6.4.3 泡孔尺寸分布

6.4.4 泡沫的各向異性

6.4.5 微觀結(jié)構(gòu)密度參數(shù)

6.5 泡沫的形態(tài)與力學(xué)性能的關(guān)系

6.5.1 聚苯乙烯泡沫的力學(xué)性能與單一參數(shù)泡孔尺寸的關(guān)系

6.5.2 單一參數(shù)方法對聚烯烴泡沫的驗(yàn)證

6.5.3 單一參數(shù)法對各向異性聚烯烴泡沫的驗(yàn)證

6.5.4 討論

6.6 概要與結(jié)論

中文名: 熱塑性聚合物發(fā)泡成型 原理與進(jìn)展

作者: [加]讓德龍

資源格式: PDF

版本: 掃描版

出版社: 化學(xué)工業(yè)出版社

書號: 9787122136657

發(fā)行時(shí)間: 2012年08月01日

地區(qū): 大陸

語言: 簡體中文

塑料的發(fā)泡方法根據(jù)所用發(fā)泡劑的不同可以分為物理發(fā)泡法和化學(xué)發(fā)泡法兩大類。在這里首先簡單介紹一下發(fā)泡劑。

發(fā)泡劑可簡單粗分為物理發(fā)泡劑與化學(xué)發(fā)泡劑兩類。對物理發(fā)泡劑的要求是 :無毒、無臭、無腐蝕作用、不燃燒、熱穩(wěn)定性好、氣態(tài)下不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、氣態(tài)時(shí)在塑料熔體中的擴(kuò)散速度低于在空氣中的擴(kuò)散速度。常用的物理發(fā)泡劑有空氣、氮?dú)?、二氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒎旱?;化學(xué)發(fā)泡劑是一種受熱能釋放出氣體諸如氮?dú)?、二氧化碳等的物質(zhì)，對化學(xué)發(fā)泡劑的要求是 :其分解釋放出的氣體應(yīng)為無毒、無腐蝕性、不燃燒、對制品的成型及物理、化學(xué)性能無影響，釋放氣體的速度應(yīng)能控制，發(fā)泡劑在塑料中應(yīng)具有良好的分散性。應(yīng)用比較廣泛的有無機(jī)發(fā)泡劑如碳酸氫鈉和碳酸銨，有機(jī)發(fā)泡劑如偶氮甲酰胺和偶氮二異丁腈。

簡單地講，就是利用物理的方法來使塑料發(fā)泡，一般有三種方法:

(1)先將惰性氣體在壓力下溶于塑料熔體或糊狀物中，再經(jīng)過減壓釋放出氣體，從而在塑料中形成氣孔而發(fā)泡;

(2)通過對溶入聚合物熔體中的低沸點(diǎn)液體進(jìn)行蒸發(fā)使之汽化而發(fā)泡;

(3)在塑料中添加空心球而形成發(fā)泡體而發(fā)泡等。

物理發(fā)泡法所用的物理發(fā)泡劑成本相對較低，尤其是二氧化碳和氮?dú)獾某杀镜停帜茏枞?、無污染，因此應(yīng)用價(jià)值較高;而且物理發(fā)泡劑發(fā)泡后無殘余物，對發(fā)泡塑料性能的影響不大。但是它需要專用的注塑機(jī)以及輔助設(shè)備，技術(shù)難度很大。

化學(xué)發(fā)泡法是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡:對加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱使之分解釋放出氣體而發(fā)泡;另外也可以利用各塑料組分之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出的氣體而發(fā)泡。

采用化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行發(fā)泡塑料注塑的工藝基本上與一般的注塑工藝相同。塑料的加熱升溫、混合、塑化及大部分的發(fā)泡膨脹都是在注塑機(jī)中完成的。

總之，不論選取哪一種塑料原料，也不論采用哪一種發(fā)泡方法，其發(fā)泡過程一般都要經(jīng)過形成氣泡核，氣泡核膨脹，泡體固化定型等階段。

在注塑、擠出以及吹塑成型工藝中，先將超臨界狀態(tài)的二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中，使氣體與熔融原料充分均勻混合/擴(kuò)散后，形成單相混合溶膠:

將該溶膠導(dǎo)入模具型腔或口模，使混合溶膠產(chǎn)生巨大的壓力降，從而使其內(nèi)部析出形成大量的氣泡核;在隨后的冷卻成型過程中 ，溶膠內(nèi)部的氣泡核不斷長大成型，最終獲得微孔發(fā)泡的塑料制品。

在預(yù)定背壓下熔融塑化樹脂，向熔融樹脂中定量注入SCF N2或CO2;通過進(jìn)一步混合/擴(kuò)散后形成均相溶液，并在進(jìn)入模具型腔之前保持該狀態(tài);注射進(jìn)入到型腔中，通過注射過程中的熱力學(xué)不穩(wěn)定性，瞬時(shí)形成大量的氣泡核;在填充和冷卻過程中，氣泡長大并被固定，獲得微孔發(fā)泡制品。