多元SCF在BF/PP微孔发泡过程中的吸附与扩散

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本课题以多元超临界流体为物理发泡剂,采用分步升温法,研究了竹纤维/聚丙烯复合材料(BF/PP)自由发泡与受限发泡的工艺,并分析了共溶剂、成核剂及发泡工艺条件对泡孔形貌的影响。同时,在研究BF/PP界面相容性的基础上,分析了发泡工艺条件与热处理温度对BF/PP受限发泡样条冲击性能的影响。结果表明,成核剂在一定程度上可以促进泡孔成核,增大泡孔密度。发泡温度、饱和压力、共溶剂含量对BF/PP自由发泡与受限发泡的微孔形貌影响规律相似:升高发泡温度、增大饱和压力、增加共溶剂含量,泡孔尺寸均呈现增大趋势,逐渐出现泡孔合并,并伴随有大泡孔周围出现很多小泡孔的现象;泡孔密度在各个条件下基本不变。由于竹纤维使复合材料的熔体强度增强,对泡孔增长起到一定的抑制作用,相对这种在聚合物内部竹纤维产生的“受限”作用,外部模具所产生的受限作用较小,对泡孔结构的影响不明显。经过碱处理、加入硅烷偶联剂等物理与化学改性,竹纤维在PP中均匀分散,两者界面相容性良好。随着发泡温度的升高、饱和压力的增大、共溶剂含量的增加,BF/PP受限发泡样条的冲击强度均出现先增大后而减小的趋势。相比末发泡样条的冲击强度,发泡样条中的小泡孔在一定程度上有利于冲击强度的提高,而大泡孔的出现则会降低冲击强度。随着热处理温度的升高,PP结晶度增大,冲击强度呈现下降趋势,且均低于未发泡时的冲击强度。本论文为制备出性能优良的微孔竹塑复合材料提供了实验基础。
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