模压法制备微孔发泡PET片材及其机理研究

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本研究较为成熟地运用普通模压机制备出微孔发泡PET薄型片材。通过对加工工艺的深入研究,进一步拓宽模压发泡的加工窗口;通过微孔发泡PET片材的微孔结构与力学性能关系的研究,将有助于从理论上指导我们制备出结构更优、性能更好的微孔发泡材料;同时,对发泡机理的研究也将极大的丰富微孔发泡成型理论。 加工参数对微孔结构有较大影响,制备理想微孔结构微孔发泡PET片材的最佳加工条件为:预热时间240秒,饱和时间300秒,饱和压力大于18MPa,上板温度为187℃,下板温度为197℃,发泡剂浓度12phr,并根据需要选择适当厚度的PET片材。 微孔发泡加工后PET片材的韧性增强。加工参数对力学性能影响的研究发现:饱和时间,饱和压力,上板温度对拉伸模量、拉伸强度、比拉伸强度、断裂伸长率的影响较大,其余加工参数对微孔发泡PET片材的力学性能虽然有一定影响,但影响不很明显,趋势也不很规律。微孔结构与力学性能关系的研究表明:微孔发泡PET片材的拉伸模量和拉伸强度都随相对密度的增加而增加,随泡孔尺寸的增大而减小。 超高电阻仪测试显示,微孔发泡PET片材的绝缘性能得到明显改善;西林电桥测试结果显示,介电损耗和介电常数都下降,且介电常数的降低仅与泡孔的体积分数有关;介电强度测试显示,微孔发泡PET片材的介电强度随相对密度的减小而降低,并在一定程度上受到泡孔尺寸的影响。 气体扩散行为的研究表明:延长饱和时间,气体吸收量先迅速增加后保持不变,气体吸收速率先快速增加后快速减小;增大饱和压力,气体吸收量和吸收速率先都快速增加,当压力大于21MPa后又会逐渐减小;升高饱和温度,气体吸收量和吸收速率都快速增加,当温度高于187℃时,气体吸收量和吸收速率会迅速减小;气体吸收速率和气体吸收量都随发泡剂浓度增加而增加,但当发泡剂浓度大于12phr后,发泡剂浓度的变化对气体吸收速率和气体吸收量的影响逐渐减弱;研究还发现气体吸收速率和气体吸收量都随气体扩散穿越PET片材界面数的增加而减小,说明表面张力对气体扩散有较大的阻碍作用。气体吸收量对微孔结构影响的研究表明:泡孔尺寸随气体吸收量的增加先缓慢减小,在气体吸收量达到6﹪以后迅速减小;泡孔密度先随气体吸收量的增加缓慢增大,在气体吸收量达到6﹪以后迅速增加;相对密度随气体吸收量的增加而线性递减。 最后,对模压发泡的气体扩散吸收,气体扩散逸出以及泡孔成核和增长过程进行了模拟,从理论上说明了模压法微孔发泡的部分发泡机理。
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