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共混对聚丙烯挤出发泡性能影响的研究

作　者: 侯雁婷
导　师: 信春玲
学　校: 北京化工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 聚丙烯发泡流变性能泡孔结构机头压力
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

聚丙烯是一种线性半结晶性聚合物,其熔体强度很低,分子量分布相对较窄,适于发泡的温度区间窄,发泡过程很难控制,国内对于聚丙烯树脂挤出发泡方面的研究,主要集中在如何提高聚丙烯树脂的可发性方面,采用的技术更多集中在交联改性领域,在共混改性方面有少量研究涉足,有关树脂的流变性能对发泡样品泡孔结构影响方面的研究也较少见。首先,本文初步探讨适合挤出发泡的聚丙烯树脂的结构特点。使用正交试验分析法,选用具有不同分子量的三种线性共聚聚丙烯作为基体树脂,牌号为M02、SP179、RS1684,从树脂基体的结构、流变性能等方面出发,结合发泡样品的性能进行研究。结果表明：在三种聚丙烯树脂中,分子量较高的M02有较高的熔体黏性和弹性,在挤出发泡的气泡膨胀阶段,该体系能够很好地承受气泡膨胀过程的拉伸应力,防止发生气泡破裂、合并现象；在泡孔稳定阶段,能够保证气泡稳定增长,最终得到泡孔尺寸小、泡孔均匀性较好的发泡样品。由聚丙烯M02体系制得发泡样品的表观密度为0.08g/cm3、泡孔平均直径最小为93.7μm、泡孔密度达4.5×106个/cm3。其次,在正交试验分析的过程中,研究了高熔体强度聚丙烯(HMSPP)的含量对发泡样品性能的影响。结果表明：HMSPP的添加量为10%时,发泡样品表观密度较大(0.278g/cm3)；当添加量增至30%时,能够得到表观密度较小(0.09g/cm3),泡孔较均匀的发泡样品。再次,为了拓宽发泡的加工温区,选用三种聚乙烯：低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE),对聚丙烯M02基体树脂进行共混改性。分析PP/PE共混体系的性能,并结合PP/PE共混物发泡样品的性能进行研究。结果表明：虽然加工温区并未得到拓宽,但PE的加入促进PP结晶,使PP结晶温度提高、结晶速率增大,同时,起到非均相成核作用,因此,泡孔密度得以提高；此外,共混物PP/20%-HDPE黏性及弹性得到提高,由该体系所得样品的泡孔直径为.67μm,表观密度为0.04g/cm3。最后,在选定较好的配方体系之后,进一步研究口模尺寸对发泡样品性能的影响。结果表明：由流道高度为0.6mm的第一组口模(A、B、C)所生产的发泡样品的表观密度较小(0.06～0.13g/cm3)、泡孔尺寸较小(140～200μm)、泡孔均匀性较好；而由流道高度为1.Omm的第二组口模(D、E、F)所生产的样品的表观密度普遍较大(0.17-0.23g/cm3)、泡孔尺寸较大(200-230μm)。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章绪论  14-30
  1.1 概述  14-15
    1.1.1 泡沫塑料概述  14
    1.1.2 聚丙烯发泡材料概述  14-15
  1.2 泡沫塑料的发泡成型机理  15-22
    1.2.1 气泡核的形成  16-21
    1.2.2 气泡生长  21-22
    1.2.3 气泡的固化定型  22
  1.3 聚丙烯发泡的研究进展  22-28
    1.3.1 熔体强度对聚丙烯发泡的影响  22-25
    1.3.2 聚合物结晶性能对聚丙烯发泡的影响  25-26
    1.3.3 聚合物流变性能对聚丙烯发泡的影响  26-27
    1.3.4 机头结构对聚丙烯发泡的影响  27-28
  1.4 本论文研究内容、目的及意义  28-30
    1.4.1 研究内容  28
    1.4.2 目的及意义  28-30
第二章实验条件  30-36
  2.1 实验原料  30
  2.2 主要实验设备  30
  2.3 实验流程  30-31
  2.4 测试表征  31-36
    2.4.1 树脂基体性能表征  31-33
    2.4.2 发泡样品性能表征  33-36
第三章聚丙烯结构及性能对挤出发泡的影响研究  36-58
  3.1 引言  36
  3.2 实验方案及工艺流程  36-38
    3.2.1 实验方案——正交试验分析法  36-37
    3.2.2 工艺流程  37-38
  3.3 树脂性能分析  38-47
    3.3.1 分子量及其分布  38
    3.3.2 熔体强度  38-39
    3.3.3 流变性能分析  39-47
  3.4 结果与讨论  47-55
    3.4.1 实验结果统计  48-51
    3.4.2 实验结果分析  51-55
  3.5 本章小结  55-58
第四章聚丙烯/聚乙烯共混体系对泡孔结构的影响研究  58-76
  4.1 引言  58
  4.2 实验方案及工艺流程  58-59
  4.3 树脂性能分析  59-67
    4.3.1 结晶性能分析  59-60
    4.3.2 动态流变性能分析  60-67
  4.4 结果与讨论  67-73
    4.4.1 PP/PE共混物对发泡性能的影响  67-69
    4.4.2 PE含量对泡孔结构的影响  69-73
  4.5 本章小结  73-76
第五章片材口模尺寸对挤出发泡的影响  76-84
  5.1 引言  76
  5.2 口模尺寸的选择  76-78
  5.3 结果与讨论  78-82
    5.3.1 口模尺寸对机头建压能力及发泡样品的影响  78-79
    5.3.2 口模尺寸对机头压降速率及发泡样品的影响  79-82
  5.4 小结  82-84
第六章全文总结  84-86
  6.1 结论  84-85
  6.2 本文不足之处  85-86
参考文献  86-90
致谢  90-92
研究成果及发表的学术论文  92-94
作者和导师简介  94-95
附件  95-96

共混对聚丙烯挤出发泡性能影响的研究

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