基于超临界CO2的PP/EPDM相形态调控及微孔发泡研究

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在最近的几十年中,超临界流体发泡技术受到了人们越来越多的关注,这是由于这种高聚物加工工艺绿色环保无污染的特点。超临界流体挤出、釜压、模压等发泡工艺的出现极大地拓展了超临界流体发泡技术的应用领域。由于CO2其超临界状态易于到达且可控性较强的特点,在超临界流体技术中,超临界CO2流体占有很大的比例,在制备发泡材料中担当了重要的角色。聚丙烯(PP)发泡材料其具有优异的综合性能,在发泡材料中的比重与日俱增,逐渐有取代会造成白色污染的传统聚苯乙烯发泡材料的趋势,但聚丙烯超临界CO2发泡技术由于聚丙烯发泡窗口窄的问题大大限制了聚丙烯发泡材料的生产和应用,如何通过对聚丙烯改性来拓宽其发泡的温度窗口成为聚丙烯超临界流体发泡技术必须克服的困难。高分子共混是拓展高分子性能简单且有效的办法,已在实际的生产生活中得到了应用。并且,共混可以集合不同高聚物的不同特点,得到性能优异的高分子合金。  本论文通过添加三元乙丙橡胶(EPDM)对PP进行共混改性制备PP/EPDM高分子共混物,利用超临界二氧化碳(scCO2)调控PP/EPDM相形貌,并以退火调控后的PP/EPDM为模板采用scCO2发泡工艺制备PP/EPDM微孔发泡材料。主要研究了EPDM含量、退火温度、退火压力和退火时间对PP/EPDM相形貌的影响,考察了PP/EPDM不同相形貌对力学性能的影响以及退火对PP结晶行为的影响。在制备PP/EPDM微孔发泡材料部分,主要研究了EPDM含量、发泡温度和压力对泡孔形貌的影响,同时也考察了发泡材料的力学性能。最后选取开孔结构的发泡材料研究了其吸油性能,包括吸油率以及吸油动力学。结果表明,利用scCO2退火PP/EPDM调控其相形貌实现了由海-岛结构向双连续结构的相转变,双连续结构的PP/EPDM显示出优异的韧性、高的断裂伸长率,同时强度几乎保持不变;EPDM的添加,拓宽了PP发泡材料的温度窗口;利用scCO2退火制备的双连续结构的PP/EPDM成功制备出开孔结构的微孔发泡材料;在吸油性能的研究中发现,最高的吸油率(柴油)可到17.0g/g,且循环利用次数大于50次以上,具有优异的吸油以及循环利用性能。
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