超临界CO2发泡PLA(聚乳酸)工艺技术研究
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聚乳酸发泡材料研究进展聚乳酸(Polylactic Acid,简称PLA)是一种由乳酸(Lactic Acid)结合聚合而成的生物可降解高分子材料,在环保、生物医学、包装等领域有着广泛的应用前景。
聚乳酸发泡材料作为PLA的一种特殊形态,具有轻质、降解、低成本等特点,因此在材料科学领域受到了越来越多的关注。
本文将介绍聚乳酸发泡材料的研究进展。
聚乳酸发泡材料的制备方法多种多样,包括物理发泡法、化学发泡法和生物发泡法。
其中,物理发泡法是最常用的方法之一、在物理发泡法中,聚乳酸与发泡剂混合,在高温下加热融化,然后急速降温,使发泡剂在聚乳酸中溶解,并释放出气体,形成气泡,从而得到发泡材料。
而化学发泡法则是通过添加化学发泡剂,在适当的温度下进行发泡反应,从而制备出不同孔隙结构的聚乳酸发泡材料。
研究表明,聚乳酸发泡材料具有较好的力学性能和热稳定性。
与传统塑料发泡材料相比,聚乳酸发泡材料具有更好的生物降解性能和环境友好性,可以有效减少对环境的污染。
此外,聚乳酸发泡材料还具有良好的吸声、隔热和抗震性能,因此在建筑、交通和包装等领域具有广泛的应用前景。
在聚乳酸发泡材料的研究方面,主要集中在改善其力学性能和缩小孔隙结构的研究。
研究人员通过改变聚乳酸的组成、结构和添加剂等方法,改善了聚乳酸发泡材料的力学性能。
例如,可以通过共聚物的添加来改善聚乳酸的韧性和延展性。
同时,通过控制发泡条件和添加适量的发泡剂,可以调节聚乳酸发泡材料的孔隙结构,使其具有更好的绝热性能和吸声性能。
此外,研究人员还对聚乳酸发泡材料进行了多方面的应用研究。
例如,聚乳酸发泡材料可以用于制备轻质隔热材料,用于建筑和交通领域,可以有效提高建筑物和交通工具的能源效率。
此外,聚乳酸发泡材料还可以用于包装领域,制备环保的包装材料,用于食品保鲜和保护产品等方面。
总的来说,聚乳酸发泡材料具有广阔的应用前景,并且在材料科学领域的研究也取得了一定的成果。
未来,随着技术的发展和研究的深入,相信聚乳酸发泡材料的性能将进一步提升,应用范围也会更加广泛。
超临界流体制备PLA/SEBS-g-MAH发泡材料李欢高长云(青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室)聚乳酸(PLA,polylactid acid)是一种热塑性线型脂肪族类聚酯,由可再生原料制备而得,具有良好的生物相容性和生物降解性,且在许多性能上与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等石油基通用塑料相似,是石油基塑料的理想替代材料,能减少对石油资源的依赖和对环境的污染,在包装和生活消费品等领域具有良好的应用前景。
PLA是一种可结晶的聚合物,它具有韧性差、熔体强度不高等缺点,其应用范围大大受到限制。
随着超临界流体技术应用范围的扩大,其用于制备PLA发泡材料可有效改善PLA的性能,得到微孔发泡材料。
超临界流体(SCF)具有许多独特优点,如对多数有机聚合物溶解性能好、较低的黏度、扩散系数大、较低的表面张力等,其中最常用的是超临界二氧化碳流体(ScCO2)。
ScCO2作为一种新型方式,具有绿色化学(成本低、来源广、绿色环保等)的优点,符合当前绿色环保科技的要求,是最有潜力和可替代传统发泡行业的方法。
超临界流体的存在可允许聚合物在更低的温度下加工,该技术可降低PLA成本同时还可提高其韧性,减少其降解程度,为PLA的加工提供了新的方法口。
祁冰等采用快速降压法,利用超临界CO2作发泡剂制备微孔聚乳酸,研究发泡条件和结晶度对微孔形貌的影响,发现结晶不利于发泡。
魏杰等将PLA与滑石粉混合均匀,采用DOE方法研究发泡温度、饱和压力及发泡时间等工艺参数对开孔度及表观密度的影响,在工艺条件为饱和温度115℃、饱和压力15 MPa、发泡时间15 S情况下得到开孔率6.3%、表观密度0.084 g·cm-3的开孔发泡材料,并且研究了其开孔机理。
Y.Fujimoto等选用纳米粒子层状硅酸盐ODA和SBE改善PLA发泡性能,研究表明纳米粒子的加入起到了异相成核作用,有效地改善泡孔形态。
1实验部分1.1原料与仪器PLA,规格4032D,密度1.24 g·cm-3,熔点155~170℃,M n为88 500 g·mol-1,M w/M n为1.8,熔体流动速率为3.9 g·(10 min)-1(190℃,2.16 kg),美国Naturewoks 公司。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
超临界CO2微孔发泡技术在生物医用材料中应用分析摘要:本文主要采用SCF制备工艺结合高压DSC系统,通过发泡温度调节PLA的结晶状态,获取仿生的复合三维连通多孔结构,对该多孔PLA材料微观结构和性能、生物相容性和安全性、装载药物能力进行评价。
采用超临界CO2发泡技术制备了PLA多微孔三维立体结构,该材料具有优良的生物相容性,且无毒无害,细胞在该三维连通结构中生长良好,并能成功装载抗肿瘤药物,可作为生物医用材料选择之一。
关键词:超临界CO2;微孔发泡技术;生物医用材料1引言PLA系列是一种典型的、分子链均呈线性结构的低熔体强度聚合物,因其具有良好的生物相容性、可降解成对生物体无毒的小分子并通过代谢排出体外等特点,因而被广发应用于组织工程领域。
然而,由于活组织因具有表面纳米或亚微米级的超细结构和良好的连通特点可以对生理负荷的改变和生物化学刺激产生应答,而原始的PLA材料则不具有此功能,因此,科学家们需要设计一种模拟生物体内环境特点的,以PLA为基体的亚微米和纳米复合三维连通多孔结构,通过对其泡孔形态和连通性的控制,实现合适的孔径、极好的孔连通性和优良机械性能等,为组织细胞的生长和养分的输送提供合适的空间和支撑,从而获取一种理想的安全无毒副作用的仿生材料。
聚合物发泡材料是以气泡尺寸划分为传统发泡材料(>100μm),微孔发泡材料(1-100μm),超微孔材料(0.1-1μm)以及纳米孔发泡材料(0.1-100 nm)。
微孔发泡材料概念即孔密度>109 cells/cm3,孔径<10μm的材料。
常用的微孔发泡类型分为化学、物理发泡。
相当于常用的化学发泡剂而言,物理发泡剂具有易挥发特点,而传统物理发泡剂,如氟利昂、烷烃类以及醇类发泡剂、惰性气体类发泡剂等都有不同程度的危害。
近年来,环境友好、化学性质稳定、无毒无害且价格低廉的CO2成为人们广泛关注的新型绿色发泡剂。
CO2的临界温度为31.3℃,临界压力为7.37 MPa,可以实现在室温附近的超临界CO2发泡技术(SCF)。
聚乳酸(PLA )是一种新型绿色塑料,具有良好的生物相容性和生物可降解性[1]。
近年来,由于大量石油基聚合物产品的使用,造成石油资源日益紧张并且环境污染问题日趋严重,因而PLA 制品作为石油基聚合物产品的替代品被大量地研究。
PLA具有很高的拉伸强度和弯曲强度,但其熔体强度低、结晶速度缓慢,很难由之得到具有均匀泡孔结构的PLA 泡沫制品。
因此在过去的20多年里,研究人员对PLA/气体混合物的基本组分、PLA 的发泡机理以及材料改性对PLA 发泡行为的影响等进行了大量研究[2]。
而随着科技的进步和人们环保意识的增强,PLA 的生产及应用将成为必然趋势。
注塑发泡成型技术(FIM )是制备发泡高分子材料的一种新加工工艺,其特点是成型周期短、生产效率高,能一次成型外形复杂、尺寸精确的发泡高分子材料制品,而且容易实现生产自动化[3-4]。
同非发泡注塑成型相比,采用PLA 进行注塑发泡成型具有一定的优势,如更低的材料消耗、更好的尺寸稳定性、更高的能源利用率和更短的成型周期[5]。
本文综述了近年来国内外研究人员对于PLA 注塑发泡成型的研究进展。
1 注塑发泡工艺PLA 的注塑发泡成型工艺主要分为微孔发泡注塑成型和化学发泡注塑成型。
1.1 微孔发泡注塑成型微孔发泡注塑成型的最初出发点是在保证材料力学性能的基础上,降低原材料成本,减轻制品的质量。
已经商业化的微孔发泡注塑成型技术应用超临界流体(SCF )作为发泡剂,通常是氮气(N 2)或者二氧化碳(CO 2)。
Hao-Yang Mi 等[6]以超临界CO 2作为物理发泡PLA/热塑性聚氨酯弹性体(TPU )组织工如通过傅里叶变换红外光谱(FTIR )、差(DSC )、动态力学分析(DMA )等方法和TPU 之间的不相容性;扫描电子显微)照片则显示,PLA 呈球状或孤岛状分布于,而这种相态结构更进一步地影响了通过实验49%~79%、泡孔直径115~252 μm 、1.4×105~3.9×105个/cm 3的支架,从而验支架的可行性。
超临界CO2微发泡塑料新材料制备项目可行性研究报告方案一、项目背景及目标超临界CO2微发泡塑料是一种具有很高蓄能效率和环境友好性的塑料材料。
其制备过程利用超临界CO2流体在高温高压下与聚合物材料相溶并迅速膨胀形成微小气泡,使材料具有轻质、高强度、低密度等特点。
该材料的研究和应用在汽车、航天、建筑等行业具有广阔的市场前景。
本报告旨在对超临界CO2微发泡塑料制备项目进行可行性研究,评估其技术、经济、市场等方面的可行性,为项目的发改委立项和银行贷款提供依据。
二、研究方案1.技术可行性分析:对超临界CO2微发泡塑料的制备技术进行详细研究,包括原材料的选择、工艺流程、工艺参数等。
通过实验室试验和现有资料的搜集,评估该技术的可行性、稳定性和成本。
2.经济可行性分析:评估超临界CO2微发泡塑料制备项目的投资规模和经济效益。
包括预估投资金额、设备采购及维护费用、原材料成本、人力资源费用等。
并结合市场需求和预期销售额,编制项目投资回收期、财务指标等经济指标。
3.市场可行性分析:对超临界CO2微发泡塑料在汽车、航天和建筑等行业的应用市场进行调研和分析。
了解市场需求、竞争状况、发展趋势等,评估项目的市场前景和潜在风险。
4.风险评估及控制措施:针对项目可能面临的技术、市场、政策等风险进行全面评估,并提出相应的风险控制措施。
确保项目在实施过程中能够保持稳定运行。
5.社会影响评估:评估超临界CO2微发泡塑料制备项目对环境、能源和可持续发展的影响,并提出相应的环境保护措施。
6.结果分析与建议:基于以上研究,对超临界CO2微发泡塑料制备项目的可行性进行综合分析,提出项目实施时的建议和改进措施。
三、预期成果通过本报告的研究1.对超临界CO2微发泡塑料制备技术的可行性和稳定性进行评估,明确关键技术和工艺参数。
2.对项目的投资规模和经济效益进行合理预估,为发改委立项和银行贷款提供依据。
3.分析超临界CO2微发泡塑料在汽车、航天和建筑等行业的市场需求和竞争状况,评估项目的市场前景和风险。
PLA聚乳酸物理发泡片材生产技术研究张建群沙燕李勇山东通佳机械有限公司摘要:利用特殊设计的螺杆挤出机和专用模具,结合添加助剂,使聚乳酸发泡稳定,发泡倍率在15-25之间可调,泡孔均匀细密,关键词:聚乳酸全降解发泡、绿色环保发泡片、全降解塑料前言为解决废弃塑料造成的白色污染,各国的科研机构、企业都在研究采取各种方法和措施,其中最活跃的是采用降解型塑料。
生物降解型塑料就是用可被自然界中的微生物如细菌分解的天然分子合成的高分子树脂。
聚乳酸的生产过程无污染,而且产品可以生物降解,实现在自然界中的循环,因此是理想的绿色高分子材料。
1、主要实验设备:200型塑料混合机山东通佳机械200型塑料干燥机张家港90/120串联挤出机山东通佳机械聚乳酸全降解发泡片环状模具山东通佳机械发泡片挤出辅机山东通佳机械厚度仪哈尔滨量具厂SEM电镜德国2、主要实验原料:PLA树脂巴斯夫扩链剂巴斯夫内外润滑剂日本钟源化学发泡剂颗粒美国GECO2发泡剂市售3、生产工艺流程发泡剂原料干燥原料混合一级挤出机挤出机二级挤出机环状模具定型筒定型剖分展品冷却卷取工艺说明:聚乳酸树脂在干燥机中在90度的温度下干燥2小时,然后在塑料混合机中于一定比例的成核剂混合均匀投入一级挤出机,一级挤出机的主要功能是原料的塑化,在一级挤出机的末端注入发泡剂和润滑剂,混合后的原料在二级挤出机中进行充分的混合和冷却,以得到较高的熔体强度。
混合均匀的熔体通过油温精确控制的环状模具进行基础发泡,形成筒做发泡体,然后进行在线剖分进一步冷却、卷取。
4、实验与分析(1)螺杆结构的设计制备发泡PLA的最大障碍是其低的熔体强度,较高的剪切敏感性,以及较高的保热性。
所有这些问题的解决都要设计到螺杆和配方的问题。
为了解决PLA的高保热性,实验应用设计了一种特殊的冷却螺杆,该螺杆结构具有大导程结构,减小了剪切,增加了特殊混炼元件,提高了物料的混合效果。
挤出机冷却结构采用恒温油冷却,较大的比热容可以快速的带走机筒表面的热量并使机筒保持恒定的温度,该挤出机串联在一级挤出机上应用。
第31卷第10期实验室研究与探索Vol.31No.10超临界CO 2微孔发泡技术制备PLA 生物医用材料的研究金承钰a ,b ,朱丽娟b,左军b ,陈万涛b (上海交通大学a.分析测试中心,上海200240;b.医学院附属上海市第九人民医院,上海200011)摘要:采用超临界CO 2发泡技术(SCF )结合高压差示扫描量热仪(DSC ),通过发泡温度调节PLA 的结晶状态,制备了PLA 多微孔三维立体结构。
该结构无泡孔塌陷现象,孔壁及界面平滑,孔隙间小微孔为连通孔,开孔率较好。
CAL27细胞在多孔PLA 上生长良好,完全铺展并伸出丰富的丝状伪足与相邻细胞紧密接触,不同浓度多孔PLA 材料浸提液中细胞培养48小时后生长状态良好并可成功装载10%顺铂于多孔PLA 基材。
由此可见,SCF 技术制备的多孔PLA 材料三维连通结构良好,具有优良的生物相容性,且无毒无害,能装载药物,可作为生物医用材料选择之一。
关键词:超临界CO 2发泡;多孔PLA ;顺铂载药中图分类号:Q 81文献标志码:A 文章编号:1006-7167(2012)10-0280-03Fabrication of PLA Microcellular Foams withSupercritical Carbon Dioxide TechnologyJIN Cheng-yu a ,b,ZHU Li-juan b ,ZUO Jun b ,CHEN Wan-tao b(a.Instrumental Analysis Center ,Shanghai 200240;b.Affiliated Shanghai 9th People ’s Hospital ofMedicine School ,Shanghai Jiaotong University ,Shanghai 200011,China )Abstract :In this study ,supercritical carbon dioxide (scCO 2)was applied to produce PLA microcellular foams with open cell structure.The foam cell wall was smooth with open pores.The CAL cells cultured on PLA microcellular foams were spread well and the filopodia were connected with each other.The cells grew well with 48h incubation of different concentrations of PLA foams extractive solution.10%of cisplatin was loaded successfully on PLA microcellular foams.Thus ,it is proved that supercritical CO 2is a suitable choice to fabricate PLA microcellular foam with open cell structure for their good properties ,such as biocompatibility ,non-toxicity and easily drug loading in biomedical material field.Key words :supercritical CO 2foam ;PLA microcellular foams ;cisplatin-loaded收稿日期:2012-06-01基金项目:上海交通大学“医工交叉研究基金”(YG2010MS92)作者简介:金承钰(1974-),江苏常州人,女,博士,副研究员,研究方向:纳米结构与细胞的相互作用,E-mail :cyjin@sjtu.edu.cn 0引言PLA 系列是一种典型的、分子链均呈线性结构的低熔体强度聚合物,因其具有良好的生物相容性、可降解成对生物体无毒的小分子并通过代谢排出体外等特点,因而被广发应用于组织工程领域[1]。
超临界CO2发泡PLA(聚乳酸)发泡工艺技术研究
张建群沙燕李勇
山东通佳机械有限公司山东省物理发泡塑料机械工程技术研究中心摘要:据有关部门的统计显示,全球每年约生产塑料制品1亿吨,其中一次性发泡包装材料3000万吨。
这些和我们的生产生活密不可分的塑料制品及包装因为难以自然分解和合理回收利用,而造成了令人头痛的“白色污染”,并且对不可再生的石油资源产生了严重的依赖。
聚乳酸(PLA)是利用有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料,聚乳酸有良好的生物可降解性,使用后能被自然界中微生物完全降解,用它制成的各种制品埋在土壤或水中,6至12个月即可完成自动降解,在微生物分解下生成碳酸气和水。
采用PLA作为原料生产一次性发泡包装材料具有良好的环境和社会效益。
关键词:超临界CO2、PLA发泡挤出、双阶挤出塑化混合、高压恒温机头前言:根据初步统计目前我国各类一次性餐盒的年生产能力约在115亿只以上,已初具规模。
其中仅高发泡塑料餐盒就达80亿只左右。
随着快餐业的发展,快餐盒的社会需求量还将逐步扩大。
面对如此大的市场需求,作为最有效的取代品之一的PLA全降解餐盒生产将形成一个新兴的包装行业,如能从规模生产和其它措施中降低成本,以不断挤占现有的塑料快餐盒市场,定会取得良好的社会效益和经济效益。
1、超临界CO2发泡工艺技术在PLA发泡中的应用
超临界流体(简称SCF)发泡技术已成为国内外业界研究的热点。
目前CO2是研究最为广泛的体系,这主要归因于其临界点(临界温度为31.8℃,临界压力为7.38MPa),温度和压力的微小改变可使CO2的密度产生较大变化,进而使与密度相关联的黏度、比热容、介电常数、传递特性和溶解能力等物理化学性质发生较大的变化。
在超临界状态下,CO2具有近似液体的密度,因而有常规液态溶剂的强度。
同时它又具有气体的黏度,拥有很高的传质速度。
超临界CO2对聚合物熔体有很好的增塑作用,能降低聚合物熔体的黏度,提高熔体的流动性,降低挤出温度,作为发泡剂具有无毒、不可燃、ODP为零、安全、发泡效率高等优点。
同时实际的挤出加工工艺条件能够保证CO2处于超临界状态,使直接挤出泡沫塑料成为可能。
另外,CO2是工业生产的副产品,不需要额外生产,不会造成环境污染,
是HCFC具有很大发展潜力的替代品。
在连续挤出发泡过程中,气泡的成核和长大是影响发泡制品的主要过程。
影响气泡成核及生长的主要因素包括加工工艺参数的影响,如挤出过程中的温度、压力、剪切速度等;还包括原料的性能、规格等影响,如熔体的粘弹性、发泡剂在熔体中的溶解度、浓度、扩散系数等。
因此,通过改善工艺参数可以控制气泡的成核及长大,从而控制产品的质量。
在工业生产中,超临界CO2作为发泡剂应用于挤出发泡存在着输送困难、与树脂相容性差和发泡不稳定等问题,在一定程度上限制了其使用范围。
通过改善设备,提高CO2相容性等方面,利用连续挤出加工法生产出具有强度好、质轻、尺寸稳定、吸水率低、导热系数小等特点的PLA发泡片材。
图1:生产工艺流程图
(1)通过高精密的质量流量闭环控制装置输送超临界CO2,精确控制CO2流量,并确保输送的CO2处于超临界状态。
解决超临界CO2输送不稳、流量难控制的问题;
(2)增加挤出设备中混合元件,提高超临界CO2与树脂的相容性。
通过工艺控制和工艺条件调整确保注入的CO2能够全部溶解于聚合物;CO2在聚合物熔体中的高质量分布、分散和溶解。
增加挤出设备中混合元件,利用特殊螺杆结构,增加CO2与熔体的接触面积,提高CO2的在熔体中溶解度和分散度;
(3)注入点位置设置在二级主机,保证注入气体不会向进料方向移动,避免了因此造成的体系不稳定。
同时在挤出设备中增加压力阻力障碍,增加熔体压力,利用熔体回流混合,起到一定的塑化和均化作用,增大了气体分散均匀性;
图2:发泡剂注入量对泡体质量的影响
(4)精密控制螺杆转速和沿机筒方向的温度分布,提高熔体压力和黏度,增加CO 2溶解度和分散度,利用模具温度控制仪提高口模处温度控制。
在挤出发泡过程中,温度是一个极为重要的工艺参数,制品的发泡性能对温度具有很大的依赖性。
本机组采用了PID 智能控温系统控制温度,机筒采用恒温导热油循环控制,满足PLA 对温度的敏感性要求。
2、成核剂对PLA 发泡泡体质量的影响
由于PLA 结晶度较高不利于气体发泡,根据热点成核理论,加入无机成核剂,形成大量的气泡核,这样才有利于气泡的形成,并能提高泡孔细度,从而得到泡孔均匀、细密的泡沫体。
成核剂的用量对复合材料的性能有着较大的影响。
图3:成核剂添加量对材料物理性能的影响
从图中可以看出,随着成核剂量的增加,复合材料的拉伸强度、冲击强度及弯曲强度呈现先下降后上升的趋势,当成核剂用量约为0.4%时,复合材料的各项性能指标为最佳值。
通过电镜扫描看到泡孔分布均匀。
发泡质量也有着重要的影
响。
成核剂粒径越小,形
成的泡孔越细密,材料的
冲击强度和延展性就越
高。
当成核剂为纳米级时,
复合材料的各项性能有显
著地变化。
图4:PLA发泡片材电镜照片
3、应用分析:工艺条件对PLA发泡质量和发泡性能的影响
(1)挤出温度对发泡质量的影响
PLA在挤出加工过程中,挤出温度的合理控制十分重要。
高质量的发泡体只能在较窄的温度范围内得到。
当熔体的温度过高时,挤出物料本身的熔体强度低,则泡内的发泡压力可能超过泡沫表面张力所能承受的限度,从而使泡孔破裂,制
品表面粗糙,泡孔结构出现不均匀,密度有上升趋势。
当挤出温度过低时,发泡
剂分解不均匀,也不会得到均匀、密度较高的发泡制品。
(2)挤出压力对发泡质量的影响
挤出压力和挤出温度一样,也是用以调节发泡质量和工艺的重要参数。
从图中可以看出,随着挤出压力的升高而制品的泡孔直径明显减小,而泡孔密度随着挤出压力的升高,呈上升趋势,说明挤出压力越高越利于细孔结构的形成。
这是因为在发泡挤出过程中,体系的热力学不稳定状态是气泡成核的驱动力。
在其他条件相同时,当挤出压力越高,物料经过机头后,聚合物熔体中发泡剂分解气体的溶解度与实际所包含的气体含量之间的差别越大,泡孔成核的驱动力越高。
因此挤出过程中机头口模处建立的压力应在8~10Mpa 为宜,生产产品的密度较低,产品泡孔分布均匀,而且制品表面形成连续均匀的表皮结构。
(3)、螺杆转速对发泡质量的影响
在挤出发泡中,总是希望增加挤出机的产量。
螺杆的转速与生产能力成正比。
因此,提高转速可以有效地增加生产能力;但PLA 挤出发泡加工过程中螺杆转速的增加受到许多限制。
比如过高的螺杆转速会导致剪切速率过高,而形成熔体粘度下降,温升过快,形成发泡点前移,影响产品的表面质量。
(4)口模结构对发泡质量的影响
挤出口模方式是影响发泡质量的关键因素。
普通口模均是在一定空间内突然减压发泡到规定尺寸,而渐扩式挤出发泡是在小部分突然发泡后,紧接着是一个渐扩的喇叭形通道,使发泡空间逐渐扩大至规定尺寸。
在出口膨胀的同时,表面层与温度低于塑料软化点温度的冷却模内壁接触而结成硬皮。
当制品达到喇叭口发泡区出口时,已经形成初步定型的表皮硬度,内层为发泡体的制品。
然后,再由定型部分继续冷却定型。
采用渐扩法挤出发泡技术,可以减少泡孔内发泡气体的逸出,提高发泡剂
的效率。
同时也减少了泡孔的破裂,给制品表皮外观的完美创造了条件。
渐扩法发泡是循序渐进进行的,因此,其泡沫芯层的泡孔分布比较均匀。
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