اصلاح رفتار فومی میکروسلولی IPP با کنترل تاریخچه حرارتی و عامل هسته‌‌ای در CO2 فشرده
چکیده
این مطالعه با هدف استفاده از کنترل تاریخچه حرارتی و عامل هسته‌‌ای برای تنظیم رفتار فومی ایزوتاکتیک پلی پروپیلن (IPP) انجام شده است. با معرفی یک مرحله بازپخت و یک عامل هسته‌‌ای α، خواص تبلور و رئولوژیکی IPP تغییر کرده است، و رفتار فومی میکروسلولی آن نیز متقابلاً تنظیم شده است. نتایج آزمایشات رئولوژیکی، افزایش مقاومت ذوب را با عرضه مرحله تبلور و عامل هسته‌‌ای α تایید می‌کند. بعد از انحلال در دمای 110 درجه سانتیگراد، 10 مگا پاسکال، برای 40 دقیقه، IPP در دمای 165 درجه سانتیگراد، 12 مگا پاسکال برای 30 دقیقه بیشتر اشباع می‌شود، و سپس فومی می‌شود؛ چگالی سلول 7.95 ×10^9 cells/cm3 است ، در حالی که سایز متوسط سلول 11.66 μm است. علاوه بر این، مشارکت رفتار بازپخت و افزودن 0.2 wt.% عامل هسته‌‌ای α می‌تواند بر روی قابلیت هسته‌‌ای سلول ناهمگن و مقاومت ذوب IPP تأثیر مثبت بگذارد، سلول‌های بسیار کوچکتر با تراکم سلولی نسبتا بالا تا 10^13–10^14 cells/cm3 القا می‌شوند.
1) مقدمه
فوم‌های میکروسلولی ویژگی‌های یکسانی را در پلیمرهای فومی متداول یا جامد نمایش می‌دهند، از جمله وزن سبک، صرفه جویی در مواد، هدایت کم گرما، و مقاومت ضربه بالا، این مزایا فوم‌های میکروسلولی را در معرض توجه زیادی در طول چند دهه گذشته قرار می‌دهد. CO2 فشرده معمولا در فرایند فومی میکروسلولی به عنوان یک عامل فومی ساز فیزیکی، در درجه اول به خاطر ارزانی و عملکرد ایمن آن، مورد استفاده قرار می‌گیرد. در مقایسه با دیگر مواد پلی اورتن فومی میکروسلولی، مثل فوم‌های پلی استایرن (PS) یا پلی اتیلن (PE)، فوم‌های پلی¬پروپیلن (PP) دارای دمای سرویس، صلبیت و پایداری حرارتی بالاتری هستند. علاوه بر این، فوم‌های PP مقاومت ضربه خوبی نسبت به فوم‌های PS، و مقاومت بالاتری نسبت به فوم‌های PE ارائه می‌دهند. فوم‌های PP جایگزین امیدوار¬کننده‌‌ای برای دیگر فوم‌های گرمانرم (ترموپلاستیک) پلی اورتن در کاربری‌های مختلف صنعتی هستند. به عنوان یکی از مواد پلیمری مصنوعی جهانی، IPP عمدتا در بسته بندی، لوازم خانگی، عایق حرارتی، قطعات خودرو و سایز زمینه‌های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، فوم‌سازی IPP به یک سطح مورفولوژی سلولی ریز، کار دشواری است. دلیل اصلی این امر، ساختار مولکولی خطی آن است، که منجر به مقاومت ذوب بسیار پایین شده و مانع تولید مورفولوژی سلول ایده¬آل می‌شود. فروپاشی سلول، انباشتگی (انعقاد) یا شکستگی ایجاد شده حین ذوب شدن فوم باعث نقص شدید فوم‌های میکروسلولی IPP می‌شود.
ABSTRACT
This study is aimed at using thermal history control and nucleating agent to adjust the foaming behavior of isotactic polypropylene (iPP). Through the introduction of an annealing stage and α nucleating agent, the crystallization and rheological properties of iPP were changed, and its microcellular foaming behavior was tuned correspondingly. Rheological testing results verified the enhancement of melt strength through the presentation of the crystallization stage and α nucleating agent. After an annealing at 110 °C, 10 MPa, for 40 min, iPP was further saturated at 165 °C, 12 MPa for 30 min and then foamed, the cell density is 7.95 × 109 cells/cm3 , while the average cell size is 11.66 μm. Furthermore, the synergy between the annealing treatment and an addition of 0.2 wt.% α nucleating agent could positively affect the heterogenous cell nucleating ability and melt strength of iPP, much smaller sized cells with relatively quite high cell density up to 1013–1014 cells/cm3 were induced.
1. Introduction
Microcellular foams exhibit unique properties over solid or traditional foamed polymers, such as light weight, material saving, low heat conductivity, and high impact strength, these advantages enable microcellular foams to be received significant attentions in the past several decades [1–4]. Compressed CO2 is usually used in microcellular foaming process, as a physical foaming agent, primarily because it is inexpensive and safe in performance [4]. Compared with other microcellular foamed polyolefin materials such as polystyrene (PS) or polyethylene (PE), Polypropylene (PP) foams have higher service temperature, rigidity and thermal stability. Additionally, PP foams offer a good impact strength than PS foams, and a higher strength than PE foams [5,6]. PP foams are the promising substitutes for other polyolefin thermoplastic foams in various industrial applications. Being one of universal synthetic polymer materials, iPP has been popularly applied in packaging, household appliances, heat insulating, automobile parts, and other industrial fields. However, iPP is difficult to be foamed to a fine cell morphology level. The main reason is ascribed to its liner molecular structure, which results in a too low melt strength and hinders the generation of ideal cell morphology. Cell collapse, coalescence or rupture developed during melt foaming are the severe defects of iPP microcellular foams [5].
چکیده
1.مقدمه
2.آزمایش
2.1. آماده سازی مواد و نمونه
2.2 توصیف رئولوژیکی
2.3. فرایند فوم‌سازی دستهای
2.4. تجزیه و تحلیل گرماسنجی اسکن دیفرانسیلی (DSC)
2.5. درشت نمایی اسکن شده الکترونی (SEM)
3. نتایج و بحث
3.1. آزمایش رئولوژیکی
3.2. آزمایشات فوم‌سازی دستهای
4. نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Experimentation
2.1. Materials and sample preparation
2.2. Rheological characterization
2.3. Batch foaming process
2.4. Differential scanning calorimetry (DSC) analysis
2.5. Scanning electron microscopy (SEM)
3. Results and discussion
3.1. Rheological testing
3.2. Batch foaming experiments
4. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه