硫酸镁晶须对微发泡PP复合材料发泡行为的影响.pdf

现代塑料加工应用2010年第22卷第4期
MODERN PLASTICS PROCESSING AND APPI ICATIONS
硫酸镁晶须对微发泡PP复合材料发泡行为的影响
李宗华龚维“孙林浩鲍安坤何颖
(贵州师范大学材料与建筑工程学院,贵州贵阳,550014)
摘要:以不同含量的改性的碱式硫酸镁(MgSO)晶须加入到聚丙烯(PP)中,在二次开模条件下制备微发泡PP/硫酸镁
晶须复合材料,分析了不同含量的硫酸镁晶须对微发泡复合材料发泡行为的影响规律。结果表明,随晶须含量的增加,泡孔
平均直径逐新减小,泡孔密度逐渐增加,晶须质量分数为25%时泡孔直径为26.79pm,泡孔密度达到2.33×10°个/cm3,具
有理想的发泡效果。
关键词:聚丙烯硫酸镁昻须微发泡发泡行为
Effect of Magnesium Sulfate Whisker on
Foaming Behavior of Polypropylene Materials
Li Zonghua Gong Wei Sun Linhao Bao Ankun He Ying
School of Material and Building Engineering, Guizhou Normal University
Ig, Guizhou, 550014
Abstract: The modified basic magnesium sulfate(Mgs0, whisker was added into poly
propylene with different content. The microcellular foam PP/Mgso, whisker composites
was made under the condition of twice-open mold. The effect rule of content of Mgs,
whisker on foaming behavior of microcellular foam composites was analyzed. The results
show that with the increase of whisker content, cell diameter decreases gradually, cell densi-
ty increases gradually. The cell diameter is 26.79 m and cell density is 2. 33 X 10months,
cm' when the content of whisker is 25%; there is ideal foaming effects in microcellular foam
composites.
Key words: polypropylene; magnesium sulfate whisker; microcellular foam; foaming
havior
普通泡沫塑料具有质轻、比强度高、隔热
微孔发泡聚合物复合材料的制备目标一般
隔音好、抗震能力强等优点。但泡孔尺寸较大,是获得泡孔平均直径小、尺寸分布均匀、泡孔密
受力时常常成为泡体裂纹的发源地,降低材料的度大的材料或制品
力学性能。为了克服普通泡沫塑料力学性能劣
研究以异相成核理论为基础,分析不同含量
化的缺点,美国麻省理工学院的NAM.P.SUH的硫酸镁晶须对复合材料微观结构和发泡行为
教授等人通过研究高分子材料中的添加剂发现,的影响,获得了泡孔细小、均匀致密、综合性能优
当添加剂的粒子在微米级,且小于高分子材料中
的临界孔隙尺寸时,能有效提高材料的力学性
收稿日期:2009-11-07;修改稿收到日期:2010-04
作者简介:;李宗华,本科,主要研究方向高分子材料结构与
能,微米级泡孔引入基材也能产生同样的效果
性能。FE-mail:wangdefang85117@sinal26.com
提出通过气体核将非常小的泡孔引入到塑料制
通讯联系人,E-mail:Gongwei1974@126.com。
品中去,从而达到既降低成本,又能提高性能的
基金项目:贵州师范大学学生科研基金项口,贵州省自然基
双重效果。
金项目黔科合J字[2009](2020号)。
42
现代塑料加工.应用
2010年8月
异的微发泡PP/硫酸镁晶须复合材料
厘米中泡孔的个数,按照(1),(2),(3)式计算6
MM
No
试验部分
原料与助剂
PP,T30S,工业级,北京燕山石化股份有限
Sa={ど(D,ーD)2/n}2
公司;发泡母粒,自制;助剂母粒,自制;碱式硫
其中:N。为泡孔密度,个/cm2;n为统计面
酸镁晶须,上海伟兆实业有限公司;马来酸酐接积中泡孔个数,个;M为电镜照片放大倍数;A
枝PP(PP-g-MAHI),宁波能之光新材料科技有为电镜照片中所选择的统计面积,cm2;V:为发
限公司。
泡材料中气体所占的比例;p为发泡样品的密
2试验仪器
度,g/cm;为未发泡样品的密度,g/cm2;Ss为
同向双螺杆混炼挤岀造粒机,SE40A,南京泡孔尺寸大小的分布差异,pm;D.为单个泡孔
瑞亚高聚物制备有限公司;塑料切粒机,的直径,μm;D为泡孔的平均直径,km。
PQ100/200,晨光塑料机械硏究所;塑料注塑成1.4.3平衡扭矩的测试
型机,CJ80m3v,广州震德机械有限公司;扫描
将不同含量的PP增强母粒采用转矩流变
电子显微镜(SEM),KYKY-2800B,北京中科仪仪室温下进行平衡扭矩的测试,测试条件:转速
器有限公司;转矩流变仪,XSs300,上海科创50r/min,最大质量200g
橡胶机械设备有限公司。
4.4密度测试
1.3样品制备
密度测试按GB1033-1986进行。
1.3.1硫酸镁晶须填充PP增强母粒的制备
用硅烷偶联剂政性硫酸镁晶须,将改性后的2结果与讨论
硫酸镁晶须、PP和相容剂(PP-g-MAH)进行混
合均匀,通过同向双螺杄挤出机进行混炼挤出,2.1硫酸镁晶须对发泡行为的影响
制备硫酸镁晶须增强PP母粒。工艺参数如下:2.1.1D
挤出加热区域的第1段、第2段、第3段、第4
由图1看出,随着硫酸镁晶须含量的增加,
段、第5段、第6段、第7段、胶口段温度分别为D逐渐减小,当硫酸镁晶须含量为25%时,D为
175,180,185,190,195,200,205,210℃,螺杆转26.79m,而纯PP微发泡材料的D为
速为40r/min,喂料速率为15~18r/min
45.63xm,加人硫酸镁晶须后PP复合材料的D
1.3.2微发泡PP/硫酸镁晶须复合材料的制备减小了70%左右,说明硫酸镁晶须的加入对PP
将PP/硫酸镁晶须增强母粒、发泡母粒、发复合材料的发泡有明显成核作用。这主要是由
泡助剂母粒在注塑机中进行二次开模成型方法于随着硫酸镁晶须含量的增加,在发泡体系中,
制成测试试样;微发泡试样注射温度170℃,注与基体PP形成众多的液-固界面,这些界面处存
射速度95%,注射压力45MPa,注射时间35s。在一些低能点,使气泡成核所需克服的自由能较
.4测试与表征
低,有利于气体在低能点处形成气泡核,而且
1.4.1SEM观察

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