基于MuCell的聚丙烯微孔注塑成型及其力學(xué)性能研究.pdf

1、聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、較好的環(huán)境適應(yīng)性及耐熱性，廣泛應(yīng)用于車輛和航空航天等領(lǐng)域。然而，PP屬于半結(jié)晶聚合物，熔體強(qiáng)度較差，不利于均勻細(xì)密泡孔結(jié)構(gòu)的形成，而且其沖擊韌性較低，限制了PP微孔發(fā)泡材料的應(yīng)用。為優(yōu)化PP微孔發(fā)泡材料的泡孔形貌和力學(xué)性能，擴(kuò)展PP微孔發(fā)泡材料的應(yīng)用領(lǐng)域，本文基于MuCell微孔注塑成型技術(shù)進(jìn)行了如下研究：
　　首先，采用單因素實(shí)驗法，研究了熔體溫度、注射速度、背壓和超臨界流體（SCF）含

2、量等微孔注塑成型工藝條件對純PP微孔發(fā)泡材料發(fā)泡行為（泡孔尺寸和泡孔密度）和力學(xué)性能（拉伸、沖擊和彎曲強(qiáng)度）的影響，結(jié)果表明，在減重均為10％的前提下，純PP發(fā)泡試樣相同位置處的表觀密度在不同工藝組合下沒有明顯變化，充填近端均維持在0.775 g/cm3左右，而充填遠(yuǎn)端在0.65-0.69 g/cm3之間。隨熔體溫度升高，泡孔尺寸有先增后減的趨勢，泡孔密度則呈現(xiàn)相反規(guī)律，充填遠(yuǎn)端泡孔密度普遍高于充填近端。隨著注射速度和背壓的增加，充填近

3、端和遠(yuǎn)端的泡孔尺寸均有減小的趨勢，而泡孔數(shù)量會有所增加；隨著SCF含量的提高，泡孔尺寸明顯降低，泡孔密度有增大的趨勢。不同工藝條件下，未發(fā)泡試樣的拉伸強(qiáng)度均保持在30 MPa左右，發(fā)泡試樣的拉伸強(qiáng)度在16-19 MPa之間，相對于未發(fā)泡試樣，發(fā)泡試樣拉伸強(qiáng)度下降比例可達(dá)36%-45%。發(fā)泡試樣和未發(fā)泡試樣的缺口沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別維持在3 KJ/m2左右和31-34.3 MPa之間，且發(fā)泡試樣的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度一般大于未發(fā)泡試樣。<

4、br>　　而后研究了POE、滑石粉對于PP復(fù)合微孔發(fā)泡材料發(fā)泡行為和力學(xué)性能的影響。加入POE后，PP/POE共混物的粘度增大，熔體流動速率下降，PP的熔體強(qiáng)度得到提升，改善了 PP的發(fā)泡效果。隨 POE含量的提高，共混物發(fā)泡試樣的泡孔平均直徑呈先降低后增大的趨勢，而泡孔密度呈相反趨勢，當(dāng)POE含量為15%時，泡孔的平均直徑降至73.8μm，泡孔密度則達(dá)到13.1×105個/cm3，是其它組分下泡孔密度的5-7倍，且泡孔分布均勻，無明顯

5、合并和塌陷。發(fā)泡和未發(fā)泡試樣的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度均呈連續(xù)下降趨勢，發(fā)泡試樣的沖擊強(qiáng)度在POE含量為25%時達(dá)到最大值18.24 MPa，而未添加POE時發(fā)泡試樣的沖擊強(qiáng)度僅有3.08 MPa。對于PP/POE/滑石粉共混物，滑石粉的加入對PP/POE共混物發(fā)泡效果的改善作用有限，但其整體發(fā)泡效果仍好于純PP，在滑石粉含量為10%時，泡孔平均直徑為142.7μm，泡孔密度為1.33×105個/cm3，泡孔形貌優(yōu)于其它組分。此時發(fā)泡試樣的拉