微发泡聚烯烃发泡过程的研究及其模拟

发布时间：2024-02-06 20:42

　　现代科学技术的发展,要求聚合物材料具有更轻、更好的综合性能,以不断满足人民对美好生活的需求,微孔发泡聚合物材料成为可以满足上述要求的材料之一。微孔发泡材料是一种以气体为填料的新型材料,因存在弥散分布的泡孔,不仅有效降低石化原料的使用量及成本,同时兼具诸多优良的性能,可以作为结构材料被广泛应用于汽车、舰船、航空、医疗、包装、儿童用品等领域。要使发泡材料拥有较好的综合性能,则要求其具有较好的发泡质量,如泡孔尺寸较小、泡孔数较多及泡孔分布均匀等,而这些泡孔特征又取决于聚合物发泡材料的发泡过程。因此,对发泡过程的控制是获得较好发泡质量的关键,也是难点,解决这一问题对微孔聚合物材料的开发具有重要意义。当前,对于发泡过程的研究主要以建立模型、终态形貌分析为主,但二者均不能真实地、定量地反映实际发泡过程中泡孔的形成及长大,很难实现对发泡过程的控制。因此,本研究采用简易光镜-热台可视化装置、微型可视化装置和注塑成型装置对聚丙烯、低密度聚乙烯等复合材料在不同条件下的发泡过程进行实时监控,获取整过发泡过程的泡孔形貌特征,并结合相关模型及SEM从泡孔的形核、长大角度揭示聚合物发泡过程的规律,为制备高品质微孔...

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1聚合物材料中气泡均相成核示意图

贵州大学2019届博士学位论文遍在实际分析中应用到的均相成核，固/液界面非均对这两种成核理论进行简要介绍。理论指在没有发生相变之前体系为均相体系相中出现了所示。热力学上一般采用体系自由能的变化G来判化学反应的方向和限度。可以认为气泡成核过程是一变过程能够自发进行的条件就是....

图1-2体系自由能的变化与气泡核半径的关系

贵州大学2019届博士学位论文2GLPPPr1-2)即为当界面为球面时，气/液两相平衡体系的力学平衡条件公式[84-86]。为了简化讨论，经典成核理论假设含气聚合物熔体，气体分子在聚合物熔体中的化学势与气体分子在气泡中的化(,)(,)GG....

图1-3液/固界面非均相成核示意图

气泡核临界半径r与两相压差P和熔体/气或减小时，临界半径减小，聚合物熔体中较小的气气泡核，因此形成的气泡核数量就增多。在公式(1-气泡核所需克服的临界自由能垒，它与聚合物熔体气，与两相压差的平方成反比。己知半径为r的球体的)，临界泡核的表面积可以表示为：22216A4rP....

图1-4剪切发泡实验装置

贵州大学2019届博士学位论文核热点。伸形核模型为在聚合物基体中，气体核必须克服能量势垒而产生泡孔过程就是将泡孔内压缩的气体在泡核中的势能转化为表也提出一个拉伸形核的物理模型[98]，预测了泡孔的形核而增加，且和剪切应力与粘度的比值有关。主要是与机械关。再者形核位置、聚合物中....

本文编号：3896155