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.

نمونه ترجمه مقاله:دانلود ترجمه مقاله فوم میکروسلولی

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 پلی­اورتن فومی میکروسلولی، مثل  فوم‌های پلی­استایرن (PS) یا پلی­­اتیلن (PE)، فوم‌های پلی­پروپیلن (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 امیدوار­کننده‌‌ای برای دیگر فوم‌های گرمانرم (ترموپلاستیک) پلی­اورتن در کاربری‌های مختلف صنعتی هستند. به عنوان یکی از مواد پلیمری مصنوعی جهانی، IPP عمدتا در بسته­بندی، 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 ایده­آل‌ می‌شود. فروپاشی سلول، انباشتگی (انعقاد) یا شکستگی ایجاد شده حین ذوب شدن فوم باعث نقص شدید فوم‌های میکروسلولی IPP‌ می‌شود.

برخی روش‌ها برای بهبود مقاومت ذوب IPP اتخاذ شده اند، برای مثال پیوند، اختلاط پلیمر‌های خطی یا شاخه ای، و پر کردن افزودنی‌ها از روش‌های شایع مورد استفاده است. معرفی گروه‌های کاربردی انتهایی یا ترکیب یک ساختار شاخه‌‌ای زنجیره‌‌ای بلند با مولکول ستون (اصلی) PP، یک راه موثر برای افزایش قابلیت فومی آن است. ژای و همکاران گزارش داده اند که IPP درختی یا شاخه‌‌ای در مقایسه با آن IPP‌های خطی، ساختار سلولی بسته خوبی را نشان‌ می‌دهد و با افزایش مقاومت ذوب، چگالی سلول نیز افزایش‌ می‌یابد. با توجه به دیگر مقاله‌ها، ترکیب با دیگر پلیمرها به طور گسترده‌‌ای برای تنظیم ساختار سلولی PP و رفتار فومی آن استفاده شده است.‌ هانگ و همکاران، و راچاتاناپون و همکاران به ترتیب ‌‌تأثیرات HDPE و PS را بر روی خواص فومی PP  بررسی کرده اند. ژانگ و همکاران، مخلوط‌های PP/HDPE را با عمل برش دینامیک تشریک کرده اند، و دریافتند که مقاومت ذوب افزایش­یافته‌ می‌تواند به طور موثر رشد سلول را محدود کرده، قابلیت فومی را بهبود بخشد و از شکست سلول جلوگیری نماید. علاوه بر این، دیگر افزودنی‌ها مثل رس نانو، اجزای کربنات کلسیم، عامل هسته‌‌ای کریستال و فیبر‌های طبیعی، برای تقویت فوم‌های PP استفاده شد. با این که روش‌های ذکر شده در بالا‌ می‌توانند قابلیت فومی IPP را افزایش دهند، اما این روش‌ها ممکن است به طور چشمگیری هزینه‌ها را افزایش داده یا برخی خواص مکانیکی محصولات نهایی فومی را بدتر کنند.