成核剂对PS发泡复合材料泡孔形态的影响.docx

成核剂对发泡复合材料泡孔形态的影响PS孔磊，陈西宏，邢瑞山( 广州民航职业技术学院，广东 广州510470)摘 要:在聚苯乙烯( PS) 中加入不同种类的成核剂，用自行研制的动态发泡模拟机研究了不同类型成核剂 成核剂对 发泡复合材料泡孔形态的影响 PS 孔 磊，陈西宏，邢瑞山 ( 广州民航职业技术学院，广东 广州 510470) 摘 要: 在聚苯乙烯( PS) 中加入不同种类的成核剂，用自行研制的动态发泡模拟机研究了不同类型成核剂 ( 包括碳酸钙、 碳黑、滑石粉、铁粉、镁铝水滑石、聚二甲基硅氧烷等) 对 PS 发泡复合材料泡孔形态的影响。研究发现，加入一些成核剂后，PS 发泡复合材料泡孔成核更容易; 并且加入比热容值较大的成核剂所生成的泡孔质量比加入比热容值小的成核剂要好。 关键词: 发泡塑料; 超临界 CO2 ; 成核剂; 非均相成核 中图分类号: TQ325. 2 文献标志码: B 文章编号: 1001 － 9677( 2014) 019 － 0071 － 03 The Effect of Nucleation Agent on Cell Morphology of Foam Plastics KONG Lei，CHEN Xi － hong，XING Ｒui － shan ( Guangzhou Civil Aviation College，Guangdong Guangzhou 510470，China) Abstract: The effect of nucleation agent on cell morphology of foam plastics was studied. In the experiment，the nucleation agent was added in the foaming material ( polystyrene) . Ｒesults showed that the addition of the nucleation agent can improve the cell morphology，the higher the specific heat capacity value of nucleation agent，and the easier the cell nucleation. Key words: foam plastic; supercritical CO2 ; nucleation agent; homogeneous nucleation 在发泡塑料成型过程中，气泡的成核非常重要，气泡核的 数量和分布状况决定了发泡塑料最终泡孔的多少和分布状况。 为了增加气泡成核点的数 量，许多学者做了大量研 究，如 J. S. Colton 和 N. P. Suh 在经典成核理论的基础上研究了带有成 核剂的发泡塑料的成核机理，提出成核剂的加入可在一定? 程 度上增加气泡核的数量［1 － 2］; Hrishikesh Kharbas 等人在聚酰胺 ( PA － 6) 中加入纳米粘土作为成核剂，研究发现纳米粘土的加 入可以增加泡孔数量，减少泡孔合并，提高制品性能［3］; Pieter Spitael 等人在聚苯乙烯( PS) 中加入共聚物胶粒作为成核剂加以 研究，发现聚乙烯，聚丙烯或甲基丙烯酸脂加入到聚苯乙烯 ( PS) 中并不能有效地作为成核剂促进发泡，而聚二甲基硅氧烷 ( PDMS) 加入到聚苯乙烯( PS) 中可以有效地增加泡孔密度［4］， 并提出理想的成核剂需具有四个特点: ① 成核时所需克服的 Gibbs 自由能较小; ②有均匀的尺寸和表面性质; ③容易分散; ④足够的量。本实验中，用超临界 CO2 做发泡剂，在发泡材料 ( PS) 中加入不同种类的成核剂，研究了不同种类成核剂对超临 界 CO2 / PS 发泡塑料泡孔形态的影响。 熔体流动速率 4. 35 g /10 min］，湛江新中美化工有限公司; 发 泡剂 ( 由普通的工业液体 CO2 气体自行生产超临界流体，纯度 约 99% ) ，广州金珠江气体厂有限公司; 成核剂( 见表 1) 。 表 1 成核剂材料 Table 1 The nucleation agent 成核剂 表面处理 平均粒径 制造商 广东恩平燕华化工 实业有限公司 CaCO3 是 1. 5 μm、80 nm 上海南陵化工产品 有限公司 碳黑 30 μm 辽宁省海城顺达实业 有限公司 滑石粉 是 5. 041 μm 萧山重阳铁粉 有限公司 铁粉 是 0. 5 μm、30 μm 大连圣迈化学 有限公司 镁铝水滑石 是 100 nm 实验部分 实验设备 超临界 CO2 恒压供应装置 (