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胡圣飞教授团队在聚合物轻量化方面取得新进展

来源:绿色轻工材料湖北省重点实验室  发布时间:2017-06-02 16:15:56

为了多元化调控相对低熔点的聚丙烯(LPP,熔点为130 ℃)的珠粒发泡性能,采用一种相对高熔点的聚丙烯(HPP,熔点为166 ℃)与LPP进行共混,以期望提高LPP在釜压发泡过程(实验釜压发泡温度在150 ℃以下)中的熔体弹性和其发泡珠粒的刚性,以CO2为发泡剂采用釜式法制备了LPP/HPP共混物发泡珠粒。发现:HPP的添加提高了LPP/HPP共混材料的结晶温度、复数粘度及熔体强度,对其釜压珠粒发泡影响很大;LPP/HPP共混物发泡珠粒均具有双结晶熔融峰结构,发泡温度一定时,随着HPP含量增加,发泡珠粒的高温峰熔点基本不变、低温峰熔点略有降低,低温晶与高温晶的结晶度之比降低且总结晶度略微增加,表明发泡珠粒在模塑成型时刚性会更好; LPP/HPP共混物发泡珠粒的泡孔密度均大于LPP发泡珠粒,共混物发泡珠粒的泡孔尺寸和发泡倍率均小于LPP发泡珠粒;且随着HPP含量的增加,泡孔密度逐渐变大、泡孔尺寸和发泡倍率逐渐变小;在一定的工艺条件下,通过改变HPP含量,能有效的调控共混物发泡珠粒的发泡倍率。

引入表面微交联的方法改性聚乳酸(PLA),选取BPO作为引发剂,并选用毛细管模头挤出造粒以获得较大的比表面积来保证改性过程的处理效果。改性后的PLAB-PLA)再与PBAT以不同比例共混挤出发泡。相对于纯PLAB-PLA获得了更好的粘弹性和熔体强度,但是并不能获得较好的发泡效果。柔性链聚合物PBAT的加入,使复合材料的弹性和粘度进一步得到提升,发泡效果也更好。同时,PBAT提升了PLA从熔体结晶的能力,保证共混材料从口模挤出后能迅速获得较高的粘度。当PBAT含量为15 wt%时,泡孔为规则的球形,发泡效果最佳。当高于这个含量时,泡孔的结构变得不规则,有部分较大的泡孔形成,泡孔分布也逐渐没有规律,可能是熔体具备足够的弹性,而熔体强度过高导致。

以均苯四甲酸酐(PMDA)、异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)为扩链剂,对聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混体系进行长支链化改性,提高其熔体强度,通过挤出发泡制备PLA/PBS发泡材料,采用转矩流变仪、旋转流变仪、扫描电镜研究了扩链剂用量对PLA/PBS体系流变性能和发泡性能的影响。结果表明,扩链剂PMDATGIC联合使用能有效地对PLA/PBS体系进行长支链化改性,得到具有一定长支链结构的体系,提高了其熔体强度、弹性和拉伸粘度,改善了PLA/PBS体系的发泡性能。当扩链剂用量为0.8 wt%时,发泡材料的泡孔密度达到4.96×107/cm3,平均孔径为60 μm,泡孔规整且分布均匀。

 

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