HDPE/LDPE共混物超临界CO2挤出发泡中成核剂的优选及工艺条件优化

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以高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)熔融共混物为原料,超临界二氧化碳(scCO2)为物理发泡剂,通过挤出发泡的方法制备聚乙烯共混物的泡沫材料。系统研究了不同种类成核剂以及复合成核剂的成核效果,并通过对发泡结果、材料流变学性质、CO2在聚合物中的溶解扩散性能以及聚合物的结晶性能进行分析,综合考察挤出发泡影响因素。结果表明,1.0 wt%滑石粉(talc)和1.0 wt%聚乙烯乙酸酯(PVAc)的复合成核剂发泡效果最佳,制备的聚乙烯共混物泡沫材料平均孔径可达254μm,孔密度6.6O×104 cells·cm-3,发泡倍率6.02。针对添加优选成核剂的HDPE/LDPE复合材料,优化其挤出发泡工艺,制备泡沫材料。结果表明:合适的模头温度(130。C)可以使熔体保持在适宜的剪切黏度范围内,有助于得到较好的泡孔形貌;随着进气量的增加,发泡倍率呈现线性增长趋势,泡孔直径下降,气量为0.8 mL·min-1,泡孔直径最小为217.5 μm,当气量超过1.2mL·min-1时,会出现较为明显的泡孔合并现象,进一步增加气量会造成流道不稳定。结合毛细管流变仪测试表明,温度上升以及CO2进气量的增加都会降低PE的剪切黏度,且随着剪切速率的增加,剪切变稀现象更为明显。通过工艺条件优化,可以得到平均孔径217.5μ,泡孔密度为6.17m104cells·cm-3,表观密度为0.163 g·cm-3的PE发泡线材。
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