在可持續(xù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)下,高能耗和低效的生產(chǎn)加工方式面臨淘汰,而綠色、高效的加工技術(shù)已成為當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。超臨界二氧化碳（CO₂）作為一種無(wú)毒、無(wú)污染的環(huán)保型物理發(fā)泡劑,在聚合物發(fā)泡材料制備中的應(yīng)用引起了科研工作者和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。在眾多聚合物微孔材料中,聚丙烯（PP）微孔材料具有較高的熱穩(wěn)定性、良好的性價(jià)比、剛度以及可回收等特性,是理想的泡沫基材。其可用作包裝材料、隔音材料、絕緣材料、運(yùn)動(dòng)器械、航天航空和汽車工業(yè)零部件、分子級(jí)過(guò)濾器、生物醫(yī)學(xué)材料、吸附劑及催化劑載體等領(lǐng)域,成為目前材料領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。而由于聚丙烯本身較低的熔體強(qiáng)度、成核位點(diǎn)少以及適宜發(fā)泡溫度窄等缺點(diǎn),造成發(fā)泡PP工藝難度大,發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)差,力學(xué)強(qiáng)度不佳等問(wèn)題,這限制了其在復(fù)合材料、工程領(lǐng)域的部分應(yīng)用。目前,相關(guān)研究人員主要局限于改善PP發(fā)泡材料的單一性能的研究,對(duì)PP發(fā)泡材料綜合性能的關(guān)注度不夠。因此,本論文通過(guò)輻射交聯(lián)、微-納米粒子填充以及結(jié)晶調(diào)控三種簡(jiǎn)單易行的改性方法結(jié)合超臨界CO₂發(fā)泡技術(shù)制備了微孔結(jié)構(gòu)規(guī)整、性能良好的PP發(fā)泡材料,研究了PP泡沫的微孔結(jié)構(gòu),發(fā)泡... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

發(fā)泡材料（聚丙烯）微孔形貌SEM圖

1.2.1 超臨界二氧化碳隨著人們對(duì)安全和環(huán)境的關(guān)注度日益增加，傳統(tǒng)氟氯烴和碳?xì)浠衔镒鳛榘l(fā)泡劑的帶來(lái)一些操作安全和環(huán)境方面的問(wèn)題。氟氯烴類發(fā)泡劑的使用嚴(yán)重破壞了臭氧層，國(guó)外已經(jīng)停止使用；碳烴類化合物易燃易爆，操作難度大，成本高。因此，人們?cè)趯で箝_(kāi)發(fā)環(huán)保型物理發(fā)泡劑做出努力，發(fā)現(xiàn)分子量較小的二氧化碳和氮?dú)獾茸鳛榘l(fā)泡劑，以取代傳統(tǒng)物理發(fā)泡劑。超臨界 CO2是指溫度超過(guò) 31.1℃，壓力高于 7.38 MPa 狀態(tài)下的 CO2，所以其到達(dá)超臨界狀態(tài)的條件相對(duì)容易，如圖 1. 2 所示[34]。超臨界 CO2與其他流體相比具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[26, 31, 33, 35-37]：（1）CO2化學(xué)惰性不易燃，無(wú)腐蝕，操作簡(jiǎn)單安全，環(huán)境相容性好；（2）臨界溫度較低，臨界壓力低，反應(yīng)設(shè)備簡(jiǎn)單，適宜工業(yè)化；（3）擴(kuò)散率高，生產(chǎn)效率高；（4）溶解能力強(qiáng)；（5）在多數(shù)聚合物中有較高溶解度；（6）分子極性較弱，能溶解非極性或極性較弱的聚合物；（7）價(jià)格低廉，易分離，可循環(huán)使用物質(zhì)，運(yùn)行成本低。

超臨界二氧化碳間歇發(fā)泡改性聚丙烯的機(jī)理及性能研究1.2.2 超臨界 CO2制備微孔聚合物1.2.2.1 超臨界 CO2作為物理發(fā)泡劑超臨界CO2制備聚合物發(fā)泡材料的基本原理是在高壓高溫條件下使超臨界CO2溶入聚合物中，形成聚合物/CO2均相飽和體系，然后通過(guò)釋放壓力，發(fā)生相分離，并引發(fā)氣泡核產(chǎn)生與長(zhǎng)大，最后定型得到發(fā)泡材料[4, 5, 7, 11, 38-48]。微孔泡沫塑料的成型過(guò)程主要經(jīng)過(guò)成核、生長(zhǎng)和冷卻定型三個(gè)階段[11, 49]，包括：(1)CO2在設(shè)定壓力和溫度下溶入聚合物中形成均相飽和體系。(2)通過(guò)降壓或升溫使聚合物中的CO2達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，擴(kuò)散、發(fā)生相變形成微孔核。(3)泡孔的生長(zhǎng)和定型。如圖1. 3。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]超臨界二氧化碳在聚烯烴共混物發(fā)泡及加工中的應(yīng)用研究[D]. 王坤.中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所 2016
[2]聚丙烯擠出發(fā)泡過(guò)程的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 何繼敏.北京化工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]聚丙烯—超臨界CO2板片材發(fā)泡特性[D]. 陳哲.湖北工業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3266103