聚烯烃发泡母粒的研制及应用

论文摘要

泡沫塑料是一种内部有许多细小泡孔的塑料制品,其性能突出,用途十分广泛,传统的加工方法是将发泡剂添加到树脂中,利用物理、化学或机械发泡法直接发泡,这种操作程序存在许多不足。目前工业生产中常采用将发泡剂制成发泡母粒生产泡沫塑料,发泡母粒就是将聚合物基体、载体树脂、发泡剂、分散剂、发泡助剂、加工助剂等配成高浓度的分散体,进行混炼,最后用双螺杆挤出机挤出制成粒状,用于生产泡沫制品;它的出现解决了普通发泡剂在加工泡沫制品时存在的分散性差、粉尘飞扬,计量不准等难题,同时具有节省原料,减少对设备的磨损,减轻制品质量、提高制品精度等功能。文中主要研究了发泡母粒的组成及用量对母粒性能的影响,指出发泡剂选用化学发泡剂AC,发泡活性剂选用ZnO与Zn（st）2,它们之间的配比关系为AC:[ZnO+Zn（st）2]=4:1,其中ZnO:Zn（st）2=5:1时,发泡剂的分解性能最佳。其它助剂对发泡制品力学性能的影响是:分散剂PE蜡的含量为5份,成核剂TiO2的用量为7.5份,交联剂DCP的添加量为1.2份,填充剂CaCO3的添加量为10份时,制品的拉伸强度和缺口冲击强度均较好,但弹性模量和断裂伸长率的变化不确定。同时研究了发泡母粒中发泡剂的含量和有效成分对发泡制品性能的影响:发泡剂含量为1.2%的总体性能较好,母粒的有效成分对制品的性能影响不大,但有效成分为20%发泡母粒整体综合性能表现较好。对发泡母粒的DSC和TG分析可知:发泡母粒在熔融时出现两个明显的峰,一个吸热峰,一个放热峰,其最佳使用温度在140℃至160℃之间。最后,将自制的发泡母粒用于泡沫制品的生产,通过实验证明若想得到理想的泡孔状态,最佳工艺参数为:注射量100克左右,注射温度150℃左右,注射压力30～50MPa,注射速度20～30mm·s-1,注射时间5秒,保压压力40～70MPa,保压时间30秒。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 塑料母粒
• 1.3 发泡母粒
• 1.3.1 发泡母粒的成分
• 1.3.1.1 发泡剂
• 1.3.1.2 分散剂
• 1.3.1.3 载体树脂
• 1.3.1.4 助发泡剂
• 1.3.2 发泡母粒的加工
• 1.3.2.1 加工工艺
• 1.3.2.2 加工设备
• 1.3.3 发泡母粒的研究现状及应用前景
• 1.4 发泡材料
• 1.4.1 发泡材料的分类
• 1.4.2 发泡材料的特点
• 1.4.3 发泡材料的成型机理
• 1.4.4 发泡材料的国内外研究
• 1.5 本文的研究目的、意义与内容
• 1.5.1 研究目的及意义
• 1.5.2 研究内容及其技术路线
• 第二章 实验部分
• 2.1 试验原料及设备
• 2.1.1 原料及试剂
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.2 样品准备
• 2.2.1 发泡剂发气状况式样的准备
• 2.2.2 发泡母粒原料的准备
• 2.3 实验原理与工艺
• 2.3.1 发泡剂AC分解原理与工艺
• 2.3.2 发泡母粒的制备原理与工艺
• 2.3.3 发泡样条的制备工艺
• 2.4 试样性能测试
• 2.4.1 试样力学性能测试
• 2.4.1.1 拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量的测试
• 2.4.1.2 冲击强度的测试
• 2.4.2 发泡材料密度的测定
• 2.4.3 发泡母粒DSC和TG分析
• 2.4.4 发泡材料微观结构观察
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 发泡剂和发泡活化剂的选择及对发泡母粒性能的影响
• 3.1.1 发泡剂的种类对发泡母粒分解特性的影响
• 3.1.2 发泡活化剂的种类对发泡剂分解特性的影响
• 3.1.2.1 金属氧化物对AC发泡剂分解特性的影响
• 3.1.2.2 硬脂酸盐对AC发泡剂分解特性的影响
• 3.1.3 发泡剂和发泡活化剂对发泡母粒性能的影响
• 3.1.3.1 不同配比的发泡活化剂对发泡剂AC分解特性的影响
• 3.1.3.2 不同含量的发泡活化剂对发泡剂AC分解特性的影响
• 3.2 发泡母粒中各助剂的选择及用量对制品力学性能的影响
• 3.2.1 载体树脂的选择及其对发泡母粒性能的影响
• 3.2.2 分散剂的选择及用量对发泡母粒力学性能的影响
• 3.2.3 成核剂的选择及用量对发泡母粒力学性能的影响
• 3.2.4 交联剂的选择及用量对发泡母粒力学性能的影响
• 3.2.5 填充剂的选择及用量对发泡母粒力学性能的影响
• 3.3 发泡母粒的DSC分析
• 3.3.1 发泡母粒的熔融特性分析
• 3.3.2 发泡母粒的热失重分析
• 3.4 发泡剂AC不同含量对制品力学性能的影响
• 3.4.1 发泡剂AC不同含量试样的制备
• 3.4.2 AC发泡剂不同含量对发泡制品力学性能的影响
• 3.5 发泡母粒的不同有效成分对制品力学性能的影响
• 3.5.1 不同有效成分母粒的制备
• 3.5.2 不同有效成分母粒对发泡制品力学性能的影响
• 3.6 加工工艺对聚烯烃发泡母粒应用性能的研究
• 3.6.1 试样准备及测试项目
• 3.6.1.1 发泡母粒配方
• 3.6.1.2 制备发泡样品
• 3.6.1.3 发泡样品密度
• 3.6.1.4 发泡样品泡孔结构
• 3.6.2 加工工艺参数的确定
• 3.6.2.1 注射量对发泡制品性能的影响
• 3.6.2.2 注射温度对制品性能的影响
• 3.6.2.3 注射压力、注射速度对发泡制品性能的影响
• 3.6.2.4 保压压力对发泡制品性能的影响
• 3.6.2.5 保压时间对发泡制品性能的影响
• 3.6.2.6 其他工艺参数对发泡制品的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书