發(fā)布時間：2021-06-10 18:22

　　聚合物泡沫是以聚合物為基體,氣體為分散相（閉孔結(jié)構(gòu)）或共連續(xù)相結(jié)構(gòu)（開孔結(jié)構(gòu)）的聚合物復(fù)合材料。聚合物泡沫材料的發(fā)明和發(fā)展背后的基本驅(qū)動力是其能夠在不影響性能的前提下利用仿生多孔結(jié)構(gòu)降低材料的密度,從而達到輕量化的目的。這類性能優(yōu)異的聚合物材料在我們的生活中具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,如:阻尼材料、隔音材料、風(fēng)車葉片、飛行器填充材料、汽車減震材料以及產(chǎn)品包裝等等。在實際的應(yīng)用中,不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)τ谂菽牧系呐菘捉Y(jié)構(gòu)有不同的要求,因為聚合物泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)對泡沫材料的性能有很大的影響。隨著近些年來,社會對于低能源消耗、綠色化學(xué)的要求越來越高,使得綠色無污染的超臨界CO2（sc-CO2）作為物理發(fā)泡劑的發(fā)泡工藝備受關(guān)注。所以如何通過sc-CO2發(fā)泡工藝制備出具有可控泡孔結(jié)構(gòu)的泡沫材料進而實現(xiàn)材料性能的可控化是當前研究的熱點問題。通用聚合物,如:聚乙烯（PE）、聚苯乙烯（PS）,大量用于實際生活、生產(chǎn)中,探索制備這類發(fā)泡材料的新途徑實現(xiàn)高性能化就顯示十分有必要。本文以研究含有PE、PS兩種組分的多相聚合物體系的發(fā)泡行為為起點,探索了聚合物相結(jié)構(gòu)（微相、宏觀相）對其sc-CO2發(fā)泡行為的影響,嘗試從分子... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１自然界和合成材料中存在的多孔材料：（ａ）竹子；（ｂ）蜂窩；（ｃ）小鼠肺中肺泡組??

劑隨后必須被去除。??一種有望克服這些缺點的技術(shù)是聚合物－發(fā)泡劑溶解發(fā)泡的工藝，特別是??使用高壓ｃ〇２氣體或超臨界ｃ〇２作為物理發(fā)泡劑的溶解發(fā)泡工藝？＿３３］。這種氣??體是這類過程的最佳選擇之一，因為它在超臨界狀態(tài)下具有良好的擴散特性，??并且達到這種狀態(tài)的條件相對溫和。此外，二氧化碳是一種綠色溶劑，去除后??不會有殘留物也不會產(chǎn)生任何污染化合物％３５］。??１．３聚合物超臨界Ｃ０２發(fā)泡??１．３．１超臨界流體??超臨界流體（ＳＣＦ）可以被定義為溫度和壓力都高于臨界值的物質(zhì)（圖１．３）。然??而，這個定義的用途有限，因為它沒有提供關(guān)于物質(zhì)密度的信息。Ｄａｒｒ和??Ｐｏｌｉａｋｏｆｆ提供了一個更實際的定義［３６］，即超臨界流體被描述為“任何物質(zhì)，其溫??度和壓力高于其臨界值，其密度接近或高于其臨界密度”。在接近臨界密度時，??ＳＣＦｓ顯示的特性在某種程度上介于液體和氣體之間［３７，３８］。例如，ＳＣＦ可以相對??致密并且可以溶解某些固體，同時與氣體混溶，并表現(xiàn)出高擴散率和低粘度。??此外，超臨界流體具有很高的可壓縮性，通過改變壓力，可以在很大范圍內(nèi)“調(diào)??節(jié)”其密度（以及溶劑性質(zhì)）（圖１．４）。對于我們所使用的最常用的超臨界Ｃ０２??其臨界條件為：３１?°Ｃ，７．３８?ＭＰａ，臨界密度為０．４６８?ｇ／ｃｍ３。??＿?；??．?■??？?ｏＣｒ??２?Ｌｉｑｕｉｄ??ｗ?Ｐｃ￣?ＰＣ??ｃｆｌ?ｃ?／??Ｅ?／??〇Ｌ?Ｓｏｌｉｄ?／??ｙ??Ｇａｓ??ｔ??＜?ｊ??Ｔ〇??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??圖１．３顯示超臨界流體（ＳＣＦ）區(qū)域的純組分的壓力－溫度相圖。三相點（Ｔ）

?第一章緒論???１．０－??０．８－??Ｉ?＿??〇?０．６＇??〇＞?■??ｆ?０．４－?＝?３５°ｃ??Ｓ?：??０．２－??■？？？?Ｐ??０．〇■）?１?＾?１?１?＇??０?５０?１００?１５０?２００??Ｐｒｅｓｓｕｒｅ／ｂａｒ??圖１．４?３５?°Ｃ下二氧化碳密度的變化圖。在這個溫度下（即接近Ｔｃ），臨界壓力（Ｐｃ）附近，??ｃｏ２密度迅速但持續(xù)地增加［６（）］。??１．３．２超臨界Ｃ０２發(fā)泡??近些年來，社會對于綠色化學(xué)的要求越來越高，所以利用綠色無污染的超??臨界Ｃ〇２發(fā)泡工藝來自制備聚合物多孔材料備受關(guān)注。微孔發(fā)泡工藝最初用于??降低塑料材料的重量和成本，出現(xiàn)在２０世紀８０年代的美國［３９１。這一發(fā)展的目??的是制造微孔材料，保持聚合物的初始機械和熱性能。許多聚合物，如聚氯乙??烯，聚碳酸酯，聚甲基丙烯酸甲酯和聚酯可以通過這一過程發(fā)泡。生產(chǎn)的泡沫??被稱為微孔材料，其孔的直徑從１?ｐｍ至數(shù)百微米［３９］。然而，這種發(fā)泡過程可??以被優(yōu)化并適用于更復(fù)雜的聚合物系統(tǒng)，以獲得平均泡孔尺寸約為１〇〇?ｎｍ的納??米泡孔材料。二氧化碳發(fā)泡工藝有利于聚合物泡沫的生產(chǎn)，無需使用（額外的）??溶劑，適用于間歇或連續(xù)工藝的工業(yè)生產(chǎn)［４（），４１］。??首先，將聚合物板或膜置于壓力容器中，用二氧化碳加壓，直到氣體達到??飽和。在此階段，注入的二氧化碳應(yīng)處于氣態(tài)或超臨界狀態(tài)，后者很容易達到，??臨界點為３１．６?°Ｃ，壓力為７．３８?ＭＰａｔ４２］。然后應(yīng)用快速壓力或溫度變化來改變氣??體在材料中的溶解度，導(dǎo)致氣體過飽和并實現(xiàn)泡孔形成。在第一種情況下，泡??沫在壓力快速

【參考文獻】：
期刊論文
[1]長鏈支化聚丙烯結(jié)晶行為及發(fā)泡性能研究[J]. 張振江,唐濤,祝麗荔,魏凱,喬磊.  高分子學(xué)報. 2016(04)



本文編號：3222890