线型低密度聚乙烯/纳米粒子复合材料的超临界微孔发泡

作     者：刘智峰 

作者单位：宁波大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈忠仁;包锦标

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：线型低密度聚乙烯 超临界CO2 纳米粒子 微孔发泡 开孔结构 

摘      要：聚合物发泡材料的泡孔形态在很大程度上决定了泡沫材料的性能及应用领域,开孔发泡材料是一种物相和气相都连续的发泡材料,基体材料以连续的泡孔壁存在,其独特的三维开孔结构具有优异的吸收和穿透性能,在吸音材料、导电材料、光学材料、过滤薄膜材料等领域有广泛的应用,尤其在生物医药材料(药物控制释放材料、骨骼组织培养材料、生物透析膜材料)等领域具有巨大的潜在应用前景。线型低密度聚乙烯(LLDPE)作为乙烯的一种,因其较窄的分子量分布和特殊的线型结构,增加了抗拉伸、抗冲击和抗撕裂性能,主要应用于薄膜、模塑、管材、电线电缆等领域,其开孔发泡材料在污水过滤处理和吸音材料方面具有潜在的应用前景。本论文以制备高开孔率且泡孔结构均匀的LLDPE微孔发泡材料为主要目的,运用自制的超临界流体发泡装置研究超临界二氧化碳(sc CO2)微孔发泡LLDPE的发泡性能及样品泡孔结构,讨论工艺参数对泡沫塑料气泡形态及开孔行为的影响,然后对发泡制备的样品进行扫描电镜(SEM)、流变性能、DSC热性能和开孔率等各项性能测试,在此实验基础上,探索进一步提高LLDPE开孔材料开孔率的新方法。研究了不同配比情况下LLDPE与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和纳米粒子(CNT)共混物的发泡结构和泡孔形态,同时对不同溶胀压力、发泡温度和卸压速率等工艺参数对LLDPE泡沫泡孔形态和开孔行为的影响进行了研究。通过理论和实验相结合的手段对泡孔形态及开孔行为机理进行研究,探讨了LLDPE/UHMWPE共混物和LLDPE/CNT共混物的不同开孔发泡机理。结果表明:在发泡温度在124-138 oC、溶胀压力在23-28 MPa条件下,得到开孔的LLDPE发泡材料,添加少量的UNMWPE和CNT,可以有效拓宽LLDPE的开孔发泡窗口,实现“面支撑开孔结构向“棒支撑开孔结构的转变,进一步提高了LLDPE的开孔率。