论文部分内容阅读
泡沫塑料是一种性能卓越的聚合物/气体复合材料,具有许多优异性能,用途很广,已遍及各行各业。泡沫塑料中的结构发泡塑料具有不发泡或少发泡的皮层,这不仅使泡体表面光滑平整,而且其力学性能明显优于自由发泡塑料,使得泡沫塑料的应用更加广泛。挤出结构发泡成型最早出现于60年代,应用于聚氯乙烯（PVC）挤出结构发泡仿木材料。目前,PVC挤出结构发泡成型技术比较成熟。鉴于PVC挤出结构发泡成型的研究技术日益成熟,其它塑料挤出结构发泡成型也相应地受到了关注。由于聚丙烯（PP）树脂密度低,力学性能优异,其泡沫产品可回收性好,有利于环保,其挤出结构发泡成型趋势看好。但是,PP适合发泡的温度范围非常窄,熔体强度低,发泡过程很难控制。针对这一情况,本文对PP挤出增强结构发泡成型进行了研究。根据塞路卡法结构发泡原理,专门设计了适用于PP挤出结构发泡的成型机头,实现了PP挤出结构发泡,制得了具有光滑坚硬结皮,发泡芯层的结构发泡试样。通过添加增强材料,进一步改善了试样的力学性能,获得了PP挤出增强结构发泡试样。通过大量的实验,从宏观性能及微观结构两方面,重点研究了配方、工艺参数对PP挤出增强结构发泡成型的影响。本文通过对发泡剂及助发泡剂的实验研究获得了较好的配方比例;通过加入高熔体强度聚丙烯（HMSPP）、低密度聚乙烯（LDPE）及三元乙丙橡胶（EPDM）对PP进行共混改性,提高其熔体强度,改善了发泡效果,减小了泡孔尺寸,增大了泡孔密度;通过添加玻纤改性PP母粒,对PP挤出结构发泡试样进行了增强。结果表明:在其它配方组分固定的基础上,与未添加增强材料的试样相比,随着玻纤改性PP母粒含量的增加,试样的泡孔尺寸变大,泡孔密度减小,但表观密度逐渐减小,力学性能显著提高。合适的机头温度及螺杆转速下可以获得较好的结构发泡试样。通过研究配方及工艺参数对PP挤出结构发泡的影响,获得了本研究的最佳配方及工艺参数。配方为:LDPE含量为15份,EPDM含量为5份,玻纤改性PP母粒含量为15份,发泡剂含量为2.0份,助发泡剂含量为0.025份,成核剂为0.1份;工艺参数为:机头温度为160℃,螺杆转速20r·min-1,机头压力为12.5MPa。在此条件下能获得具有较好微观结构及宏观性能的PP挤出增强结构发泡试样。试样的拉伸强度、冲击强度及弯曲模量分别提高了44.1%、56.8%及16.3%。本论文的研究成果,为PP挤出增强结构发泡成型技术的工业化开发提供了理论依据和经验。