共注射成型PP/HDPE发泡制品的结构与性能研究

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共注射成型是指将两种不同的聚合物熔体先后注入到模具型腔内,形成以先注射进去的熔体为壳层、后注射进去的熔体为芯层的多层复合注塑制品的成型方法。共注射成型发泡制品可以克服传统注塑发泡制品表面质量较差的缺点,节约材料,降低生产成本,同时改善制品的隔热隔音性能,拓宽聚合物发泡材料的使用范围,具有很好的经济、环境和社会效益。本论文采用化学发泡法,首先将高密度聚乙烯(HDPE)、纳米有机蒙脱土(OMMT)与聚丙烯(PP)共混以改善聚丙烯的发泡性能,然后通过共注射成型,成功制备出了具有致密壳层和发泡芯层的轻质制品。系统研究了发泡剂含量、HDPE含量、OMMT含量、芯层熔体温度等对制品物理、力学性能(表观密度、拉伸强度和冲击强度)、泡孔形态结构(孔隙率、泡孔密度、泡孔尺寸)以及结晶行为的影响。1、HDPE的加入可以提高制品的冲击强度;发泡剂含量过高时,由于泡孔的合并、塌陷等使制品的拉伸强度和冲击强度急剧下降;适量OMMT的加入有利于提高制品的拉伸强度和冲击强度。当发泡剂含量为2wt.%、HDPE含量为30wt.%、OMMT含量为3wt.%、芯层熔体温度为190oC时,制品具有较好的综合力学性能,此时拉伸强度为25.80MPa,冲击强度为12.483k J/m2。2、采用扫描电子显微镜(SEM)观察了制品脆断面的微观形貌,研究发现:适量HDPE和OMMT的加入均有利于增大泡孔密度,减小泡孔尺寸;随发泡剂含量的增加,泡孔密度逐渐增大,但发泡剂含量过高时,会导致泡孔合并;芯层熔体温度升高会导致体系熔体强度降低,加剧泡孔的合并。当发泡剂含量为2wt.%、HDPE含量为30wt.%、OMMT含量为3wt.%、芯层熔体温度为190oC时,泡孔尺寸最小达到85.32um,泡孔密度为2.486×105个/cm3。PP/HDPE共混后,两相熔点及结晶度均有减小的趋势,而其它因素对制品结晶行为的影响不大。
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