发泡聚丙烯粘接成型的研究

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发泡聚丙烯(EPP)作为一种新型泡沫塑料,由于其具有许多十分优异的性能,如良好的抗震吸能性能、形变回复率高、很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性等,且其环境友好性优于其他泡沫材料,近些年得到了快速发展。目前EPP制品主要通过二次发泡和模塑工艺制备,存在生产周期长、设备投入大、模具结构复杂、设计要求高、维护困难,而且对工艺参数要求非常苛刻等缺点,严重阻碍了EPP制品在众多企业,特别是中小企业产品中的广泛应用,因此急需开发一种简单易行的新的成型工艺,以满足市场对EPP制品的需要。针对这一现状,本文提出采用简单的粘接成型工艺来代替传统的模塑工艺的新思路。主要的研究内容和结论如下:  1.采用铬酸氧化、低温乳液包覆法对发泡倍率为40(简称EPP1)的EPP进行表面处理,采用SEM、XRD、TG、FTIR等测试手段对改性EPP1进行了表征,研究结果表明:采用铬酸浸渍处理EPP1时,处理温度45℃,时间60min,铬酸溶液配比为:铬酸浓度K2CrO7:H2O:浓H2SO4=10:100:200时,EPP1表面粗糙度增加,表面产生了明显的缺陷、蚀坑;采用低温乳液包覆法处理EPP1,当水/单体为1:1,乳化剂用量为3%,引发剂用量为0.3%,BA/MMA比为3:1时接枝率最高。  2.采用乳化固相接枝马来酸酐(MAH)对发泡倍率为10(简称EPP2)的EPP进行表面改性研究。探讨了单体用量、引发剂用量、反应时间及反应温度等因素对固相接枝反应接枝率的影响,并通过XRD、TG测试考察了接枝率对结晶度及热性能的影响。实验结果表明,接枝MAH最佳反应条件:MAH用量为20%,BPO用量为0.6%,二甲苯用量为20ml,反应温度90℃,反应时间2h;通过FTIR、1H-NMR、XRD证实MAH确己接枝到EPP2链上形成EPP2-g-MAH接枝物;随着接枝率的升高,结晶度逐渐减小;随着接枝马来酸酐比例的增加,接枝物的耐热性增强。  3.采用低温乳液聚合法制备了丙烯酸酯乳液胶粘剂,通过改变聚合温度、引发剂用量、各组分配比等因素对接枝率的影响,测试了其固含量、稳定性、粘接性能等,得到最优的合成工艺条件。实验表明:FTIR证实合成了丙烯酸酯乳液,最佳合成工艺是水/单体为1:1,引发剂用量为0.3%,BA/MMA比为6/4,反应温度为50℃,反应时间为5h。  4.环氧乳液胶粘剂的制备。考察乳化剂用量及高速剪切搅拌速度对乳液稳定性的影响。实验表明:乳化剂用量为20%具有较好的稳定性,剪切搅拌速度越高,使乳液小分子剪切越小,乳液越稳定。  5.丙烯酸酯乳液胶粘剂、环氧乳液粘接EPP1及EPP2成型的研究。考察表面改性方式、胶粘剂用量及增塑剂用量对EPP1粘接性能的影响,及接枝率、固化剂及环氧乳液用量对EPP2粘接性能的影响。结果表明,经铬酸处理及包覆丙烯酸酯胶EPP1都较未处理粘接性能增大,包覆丙烯酸酯胶粘接效果更好,密度、拉伸强度和断裂伸长率都随着胶量的增加而增加,增塑剂用量为4%较适宜;EPP2粘接成型随着MAH接枝率的升高,拉伸强度也逐渐增大,随着环氧乳液用量的增加,拉伸强度逐渐增强;丙烯酸酯乳液粘接EPP1性能优异,环氧乳液粘接EPP2性能优异。
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