聚碳酸酯(PC)是一种无定型的热塑性塑料,它具有透明、高的热变形温度以及良好的抗冲击强度的特性,到目前为止还没有其他的工程塑料能够同时拥有这么多优点。它常用于制造光盘、齿轮、管件、电动工具外壳、电器仪表零件和外壳、防护罩和仪表板等。但是PC有一个很大的缺点,就是容易引起应力开裂,而微孔发泡能够较好的解决这个问题。这是因为微孔泡沫塑料中的泡孔尺寸小于泡沫塑料内部的缺陷,这种微小泡孔的存在不但不会降低泡沫塑料的机械强度,反而会由于这些微孔的存在使得泡沫塑料中原来存在的裂纹尖端钝化,从而有利于防止材料内已有的裂纹在应力的作用下发生扩展,改善了泡沫塑料的机械力学性能。PC经过微孔发泡后不仅能降低密度,节约成本,而且它的冲击强度及韧性得到提高,有效的改善了其容易应力开裂的缺点。另外,微孔PC的隔热隔音性能好,电导率和导热系数低,同时还有着较强光反射能力等许多优点。 本文采用微孔发泡动态模拟实验机台,以超临界CO2作为物理发泡剂,首先研究了工艺参数对纯PC微孔塑料成型的影响,即在稳态条件下通过改变温度、压力、气体饱和时间、剪切等工艺参数,找出PC微孔发泡过程中的影响因素和趋势,寻找出适合PC微孔发泡的成型加工工艺条件。通过实验研究得出：温度对微孔PC塑料成型影响较为复杂,随着温度的增加,微孔PC塑料的泡孔密度先增加后减小,平均泡孔直径先减小后增加。因此,对于PC微孔塑料的成型存在着一个最佳温度值。随着压力的增加,气体在聚碳酸酯中的溶解度和扩散系数都增加,从而提高了气泡的成核密度,导致微孔PC塑料的泡孔密度增加而平均泡孔直径减小。 气体饱和时间对PC泡沫塑料泡孔结构的影响不是很明显,在一定的饱和时间范围内,延长聚碳酸酯的发泡时间有利于得到更均匀的泡孔结构。本文还利用分步降压法对纯PC微孔发泡进行了研究,得到了内核泡孔大而外侧表面泡孔小的特殊结构泡沫塑料。 同时,本文在PC微孔发泡过程中引入了轴向振动。实验结果表明,脉动剪切的引入对均相体系的形成、气泡核的形成以及泡孔的长大都有积极的影响。随着振动频率的增加,泡孔直径减小而泡孔密度增大,对于振动幅度,则存在一个最佳值,幅度过大,可能导致泡孔变形甚至破裂。 另外,本文还研究了作为成核剂加入的纳米碳酸钙对PC微孔塑料发泡的影响以及PC/PE和PC/ABS共混合金微孔发泡塑料的情况,结果表明,纳米成核剂的加入能够引起均相体系发生异相成核,泡孔的成核密度有所增加,得到的泡孔直径也较小。适量PE或者ABS的加入能够降低聚碳酸酯熔体粘度和强度,从而改善了聚碳酸酯的发泡性能,得到的泡孔结构较好。但是如果PE或者ABS加入量过大,就可能导致熔体强度过小而不能形成泡孔。