超临界发泡材料及其改性张湘汉20190329超临界流体:当纯流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力以上时,该流体处于超临界状态,称为超临界流体(简称SCF),其物理和化学性质介于液体和气体之间超临界流体有如下特点:① 密度与液体相近,比气体大两个数量级,且临界点附近温度和压力发生微小变化时其密度就会发生显著的变化② 介电常数随压力的增大而增大,有利于溶解一些低挥发性物质,相应溶质的溶解度可提高5—10个数量级③ 黏度比液体小1个数量级,近似于普通气体,而扩散系数比液体大2个数量级,因而有较好的流动性、渗透性和传递性能超临界发泡的特点:1、 相比于普通的AC发泡剂,发泡的泡沫更纯净,着色性能更好AC发泡剂是黄色晶体,并且分解易产生较多的副产物,导致制品又味道,颜色有偏差2、 超临界发泡的泡沫泡孔更加细腻,与AC发泡剂相比,具有更好的分散性3、 超临界发泡的泡沫可以更轻,密度可以达到15Kg/m34、 超临界发泡的泡沫的抗冲击强度更大,具有更好的热稳定性、韧性、良好的隔音性能,更低的导热系数和热导率超临界发泡方法:1、浸泡法(间歇发泡成型)聚合物在高压容器中吸附气体达到饱和,然后体系在快速释压和快速升温的条件下形成了泡孔核并生长。
6S I菲廷銀制基采言鶴锻炭迥时料方柱示量QI 15^:;总疾停S8:-■&力挣理罢:' 羸压尋裁出第召韧汰徉:-辽晰试算小高蟲誣汕制畐曲)ft能紀狒L2、连续挤出成型连续挤出成型,往螺杆里面注入,然后利用螺杆剪切共混均匀,挤出降压发泡1 —*丿“"歸转嗣i] nZt~i n压力iU节言血A^E 1 0-科禅(X.「L_jin_i i_jii tie「 71 1砧棚S / 垢力转務的・ ・♦’ ■—• 4~► *-► ~►TX 曇班踊渣弓I復威%弋怅41k怏血備元件超临界发泡材料的制备过程:1. 形成聚合物/气体饱和体系:在一定的温度和压力下,将非反应性气体如氮气和二氧 化碳溶解于聚合物中,形成均匀的聚合物/气体饱和体系;2. 泡核形成:通过压力聚降或温度聚升,使饱和体系成为热力学不稳定状态,从而迅 速成为不饱和体系;3. 泡核增长:体系内的气体扩散入泡核,使泡孔增长,体系自由能持续降低泡孔增 长往往伴随泡孔合并和泡壁破裂;4. 泡孔结构成型:聚合物基体的刚性增加,同时聚合物中气体的扩散与逸出,导致了气体驱动力的降低这两者综合导致了泡孔结构的最后成型超临界发泡材料性能分析:① 超临界发泡的制品具有更细腻、更均匀的泡孔结构,可以提高材料的力学性能。
② 其微孔结构的泡孔尺寸小于材料内部的缺陷,泡孔的存在将不会降低材料的强度,由于微 孔的存在使材料中原有的裂纹尖端钝化,有利于阻止裂纹在应力作用下扩展,从而改善塑料 的力学性能超临界发泡材料的应用:发泡的产品主要用于建筑、航空航天、汽车、医疗保健超临界发泡材料的改性:超临界发泡材料的形态一般包括泡孔密度,泡孔尺寸及其分布通过加强泡孔成核和控制泡 孔增长可以增加其泡孔密度,减小泡孔尺寸,以及均化泡孔分布状态加强泡孔成核的方法有:添加纳米填料,使用结晶聚合物进行共混改性 控制泡孔增长的方法有:抑制泡孔合并和抑制泡壁破裂其中抑制泡孔合并的方法有增加泡 孔成核速率,可通过纳米粒子来诱导成核;控制泡壁破裂的方法有增加聚合物的熔体强度 如加入填料等方法。