發(fā)泡料的價格在聚丙烯(PP)中加入／3成核劑(TMB一5)，以超臨界二氧化碳(CO：)作為發(fā)泡劑，用高壓發(fā)泡釜對其進行間歇發(fā)泡。研究盧成核劑用量、飽和溫度、飽和壓力對p成核／PP發(fā)泡材料的結(jié)晶和發(fā)泡性能的影響。結(jié)果表明，盧成核劑有效促進了／3晶的形成，發(fā)泡材料中盧晶相對含量*高可達到92．4％，但增大飽和壓力卻會抑制JB晶產(chǎn)生。盧成核劑同時起到異相成核作用，使泡孑L成核更容易，制得的樣品發(fā)泡性能較好。另外，飽和溫度的升高會使PP熔體強度降低，導(dǎo)致泡孑L的尺寸增大、密度減小；而隨著飽和溫度降低，飽和壓力升高，氣體在熔體中的溶解度增大，泡孔成核數(shù)量增多，使泡孔密度增大、泡孔尺寸減小。飽和壓力為22 MPa時，泡孔密度可達2．72x108個／cm3。

目前關(guān)于口成核劑改性PP發(fā)泡材料的研究較少，本實驗采用間歇發(fā)泡的方法不隨市場發(fā)泡料的價格的變化影響，以超臨界二氧化碳(CO：)為發(fā)泡劑制備盧成核／PP發(fā)泡材料，系統(tǒng)地研究了盧成核劑含量、飽和溫度和飽和壓力對盧成核／PP發(fā)泡材料結(jié)晶行為和發(fā)泡性能的影響。在制備發(fā)泡材料的過程中，泡孔成核和工藝條件對泡孔結(jié)構(gòu)有顯著的影響。成核點的數(shù)量和工藝條件的控制決定了發(fā)泡材料的泡孔密度、尺寸和分布情況。聚丙烯(PP)作為一種半結(jié)晶性材料，熔體強度低，且發(fā)泡過程中由于熔體內(nèi)部成核點少，導(dǎo)致泡孔直徑大，泡孑L密度低，這些缺陷大大限制了PP發(fā)泡材料的制備和應(yīng)用。為了增加氣泡核數(shù)量和改善PP的發(fā)泡行為，多數(shù)學(xué)者曾采用接枝、共混等多種方法對PP進行改性。其中，共混改性是較為有效的一種方法。Jamatpour等?采用納米黏土對PP進行共混改性，研究發(fā)現(xiàn)納米黏土能夠增加成核點的數(shù)量，從而增大PP發(fā)泡材料的泡孑L密度，減小泡孑L尺寸，提高材料的發(fā)泡性能。Ding等舊。對PP／納米碳酸鈣復(fù)合材料進行微孑L發(fā)泡研究，結(jié)果表明納米碳酸鈣在發(fā)泡過程中起成核劑作用，材料的泡孑L密度大大增加，泡孔尺寸減小，*小泡孑L直徑為9．55斗m，達到微孔級別。在PP中加人口成核劑，不僅能夠提高PP的結(jié)晶速率和盧晶型含量，而且盧成核劑能在PP熔體中起異相成核作用，促使產(chǎn)生大量低勢能點，有效增加了氣泡成核點數(shù)量，同時通過改善發(fā)泡工藝條件，有利于得到泡孔密度大、泡孔尺寸小的發(fā)泡材料。

發(fā)泡料的價格將一定比例的屆成核劑(其在共混體系中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是0．1％、0．2％、0．3％、0．4％)與PP置于密煉機中密煉均勻，密煉溫度190℃，轉(zhuǎn)速45r／min，時間8 min。將密煉得到的原料在平板硫化機上模壓成厚4 mm的板材，模壓溫度200 oC，模壓壓力10 MPa。之后用電鋸將該板材切割成長1 CB、寬0．5 cm的小樣條。發(fā)泡實驗采用高溫熔融_低溫飽和一泄壓發(fā)泡一冷卻定型的間歇發(fā)泡工藝來制備發(fā)泡材料，發(fā)泡實驗由圖1所示的裝置完成。將模壓得到的樣條放入高壓釜的樣品臺，排氣三次以趕出釜內(nèi)空氣；打開高壓釜的進氣閥并通人超臨界CO：流體，設(shè)置壓力達到所需值(16—22 MPa)；將高壓釜放人熔融油浴槽9(恒溫190 oC)中熔融30 min，使樣品完全熔融形成PP／超臨界CO：均相體系；將高壓釜移入飽和油浴槽10中(飽和溫度為140～155 oC)，飽和30 min；關(guān)閉進氣閥，打開排氣閥，對釜內(nèi)樣品進行卸壓發(fā)泡；*后將高壓釜迅速置于冰水浴(4℃)中進行冷卻定型，15 min后取出發(fā)泡制品。改變工藝參數(shù)，考察飽和溫度和壓力對發(fā)泡材料的發(fā)泡及結(jié)晶行為的影響。

不同口成核劑含量下發(fā)泡樣品的一次升溫曲線，飽和溫度和壓力分別為140 oC和16 MPa。圖中可見，加人口成核劑后發(fā)泡樣品的結(jié)晶形態(tài)均存在僅和屆兩相體系，且隨著盧成核劑含量增加，／3晶所對應(yīng)的結(jié)晶峰強度逐漸變大。這是因為盧成核劑能有效誘導(dǎo)PP熔體產(chǎn)生大量口晶，從而提高盧晶型含量陋]。從表1可以看出，當(dāng)盧成核劑含量從0．1％增加到0．4％時，口晶結(jié)晶度逐漸上升，盧晶相對含量從41．2％增加至44．8％。口成核劑用量對發(fā)泡樣品泡孔形態(tài)的影響如圖3所示。加入口成核劑后，泡孔數(shù)量明顯增加，泡孔尺寸減小∞o。根據(jù)熱點成核理論，聚合物熔體熱點處分子的勢能減小，過飽和氣體從熱點處離析出來形成氣泡核需克服的自由能壘降低，所以在熱點處泡孔成核比較容易，有利于形成大量氣泡核一J。

因而在PP中加入p成核劑后，PP和p成核劑界面會形成大量低勢能點，在發(fā)泡過程中的快速泄壓階段，CO，氣體從低勢能點離析出來，從而得到泡孔密度大的發(fā)泡材料。表1還給出了泡孔密度和發(fā)泡倍率。當(dāng)口成核劑含量從0．1％增至0．3％時，泡孔密度逐漸增大，*大泡孑L密度達到2．37×108個／cm3。在異相成核過程中，成核劑顆粒數(shù)量決定了熔體中氣泡核的數(shù)量，因此隨著口成核劑含量增加，異相成核點增加，泡孔密度增大。當(dāng)口成核劑含量為0．4％時，泡孑L密度有所下降，這是因為過量的口成核劑發(fā)生團聚，產(chǎn)生分布不均的熱點，使成核點產(chǎn)生的時間不一致，率先成核的泡孔比其他位置的泡孑L尺寸更大，而不同尺寸泡孔的內(nèi)壓不同，內(nèi)壓高的泡孔會發(fā)生破裂，出現(xiàn)泡孔合并現(xiàn)象，從而使泡孑L密度下降舊1。飽和溫度對結(jié)晶行為和發(fā)泡性能的影響上述分析得出，添加0．3％口成核劑的樣品的發(fā)泡性能較好，因此下文在該屆成核劑含量下研究工藝萬方數(shù)據(jù)·66· 塑料工業(yè)2016正參數(shù)對發(fā)泡行為的影響。圖4是飽和壓力16 MPa時，在不同飽和溫度下PP發(fā)泡樣品的一次升溫曲線和XRD曲線。

發(fā)泡料的價格每條曲線均存在熔融雙峰。圖4b中，曲線在20=14．00、16．80、18．60處的特征峰，分別與代表0[晶型的(110)、 (040)、 (130)晶面的衍射峰相對應(yīng)[9。1 0|；而曲線在20=16．00處出現(xiàn)了代表盧晶型(300)晶面的衍射峰H川，峰的強度相對較大，上述結(jié)果證實發(fā)泡樣品中產(chǎn)生了大量的口晶。列于表2中，隨著飽和溫度的升高，盧晶相對含量值略有上升，這是因為在較高的飽和溫度下，熔體強度降低，樣品的發(fā)泡倍率較低，成核劑沒有較好地分散，以致樣品中屆晶相對含量增加。發(fā)泡材料的泡孑L結(jié)構(gòu)受飽和溫度影響較大，主要通過影響高分子熔體強度以及氣體在熔體中的擴散效果和溶解度來影響材料的發(fā)泡性能。圖5是不同飽和溫度下口成核／PP發(fā)泡樣品的SEM圖，從圖中可以看出，隨著飽和溫度的升高，泡孔尺寸不斷變大，泡孑L數(shù)量逐漸減少。這是因為隨著飽和溫度升高，CO：氣體在PP熔體中擴散速率加快溶解度下降，氣泡成核點數(shù)隨之減少，使泡孔數(shù)量減少，同時PP的熔體強度和黏彈性下降，氣泡膨脹生長過程受到的阻力減小，導(dǎo)致泡孔尺寸不斷增大¨31。而當(dāng)飽和溫度較低時，熔體強度較大，氣泡膨脹過程受阻力較大，減少了泡孔合并現(xiàn)象的發(fā)生，并且低溫時CO：氣體溶解度上升且擴散速率減慢，增加了成核點數(shù)量，使泡孑L更加均勻，泡孔尺寸下降。

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