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內容簡介

作為一個介紹聚閤物泡沫加工成型各類問題和這個研究團隊的早期工業閤作夥伴之一，編者裏查德·讓德龍非常有幸嚮讀者介紹《熱塑性聚閤物發泡成型——原理與進展》。這本書囊括瞭從事聚閤物發泡艱苦研究工作十多年的諸多專注研究者的知識，這些知識涵蓋瞭探索性工作以及學術界與工業界的閤作。

目錄

第1章 溶解度與擴散係數
1.1 簡介
1.2 理論與機理
1.2.1 玻璃態及橡膠態
1.2.2 影響溶解的其他因素
1.3 預測模型
1.3.1 Fickian擴散
1.3.2 非Fickian擴散
1.4 測試方法
1.4.1 滲透
1.4.2 吸附
1.5 對發泡過程的影響與泡沫性能
1.5.1 增塑
1.5.2 溶解度與相分離
1.5.3 泡孔密度
1.5.4 成核和氣泡增長
1.5.5 擴散和應用
1.6 逆轉行為
1.7 結論
縮寫語
參考文獻

第2章 與擠齣發泡相關的流變行為
2.1 簡介：流變學在發泡成型中的作用
2.2 基本的流變學概念
2.2.1 動態流變學
2.2.2 剪切流變學
2.2.3 拉伸流變學
2.2.4 流變學模型
2.3 各種可發聚閤物的拉伸行為
2.3.1 聚苯乙烯
2.3.2 聚烯烴
2.3.3 聚氯乙烯
2.3.4 聚對苯二甲酸乙二醇酯
2.3.5 聚碳酸酯
2.3.6 適宜於發泡的流變性能
2.3.7 控製應變硬化特性
2.4 物理發泡劑對流變行為的影響
2.4.1 剪切黏度的降低
2.4.2 物理發泡劑對拉伸流變性能的影響
2.5 失效與破裂
2.5.1 均勻形變：Considère準則
2.5.2 從液態到類玻璃態的行為
2.5.3 溫度、分子量和形變速率對聚苯乙烯樣品屈服的影響
2.6 結論
縮寫詞
參考文獻

第3章 發泡成型中的聚閤物共混技術
3.1 簡介
3.2 聚閤物共混基礎原理
3.2.1 相容性
3.2.2 聚閤物共混體係的設計
3.2.3 共混特性
3.3 聚閤物共混發泡的加工與應用
3.3.1 應變硬化和可發性
3.3.2 成核、增長和泡沫密度
3.3.3 開孔/閉孔率
3.3.4 物理發泡劑親和力
3.3.5 尺寸穩定性和可發性珠粒配方
3.3.6 其他物理和機械性能
3.4 結論與展望
縮寫詞
參考文獻

第4章 可替換發泡劑的研究
4.1 簡介
4.1.1 曆史迴顧
4.1.2 命名法則
4.1.3 物理發泡劑的一般要求
4.2 物理發泡劑
4.2.1 碳氫發泡劑
4.2.2 惰性氣體發泡劑
4.2.3 氫氟烴發泡劑
4.2.4 其他物理發泡劑
4.2.5 復閤物理發泡劑
4.3 化學發泡劑
4.3.1 一般性能
4.3.2 使用化學發泡劑進行發泡
4.4 物理發泡劑的作用途徑
4.4.1 氣體�踩厶逄逑檔募嗖�
4.4.2 泡沫的錶徵
4.5 發泡劑加工工藝
4.5.1 增塑
4.5.2 溶解度
4.5.3 泡孔成核及增長
4.6 結語
縮寫詞
參考文獻

第5章 發泡工藝的研究
5.1 簡介：瞭解擠齣發泡成型加工
5.2 理解擠齣發泡的工藝
5.2.1 簡介
5.2.2 溶解度
5.2.3 增塑
5.2.4 成核
5.3 超聲波技術
5.3.1 聲波在聚閤物中傳播的基礎知識
5.3.2 脫機實驗方法
5.3.3 在綫實驗方法
5.4 超聲波技術在泡沫成型中的應用
5.4.1 溶解度
5.4.2 增塑
5.4.3 成核
5.4.4 螺杆構型對PFA溶解度的影響
5.4.5 化學發泡劑的分解（脫機）
5.5 結論--未來展望
縮寫詞
參考文獻

第6章 熱塑性泡沫形態與力學性能的關係
6.1 簡介
6.2 經典力學方法
6.2.1 標準力學測試
6.2.2 經典方法
6.3 文獻迴顧
6.3.1 微孔泡沫
6.3.2 常規低密度泡沫
6.4 泡沫的形態描述
6.4.1 泡沫密度
6.4.2 泡沫結構
6.4.3 泡孔尺寸分布
6.4.4 泡沫的各嚮異性
6.4.5 微觀結構密度參數
6.5 泡沫的形態與力學性能的關係
6.5.1 聚苯乙烯泡沫的力學性能與單一參數泡孔尺寸的關係
6.5.2 單一參數方法對聚烯烴泡沫的驗證
6.5.3 單一參數法對各嚮異性聚烯烴泡沫的驗證
6.5.4 討論
6.6 概要與結論
縮寫詞
參考文獻

精彩書摘

　　熱塑性泡沫的擠齣發泡在很大程度上受到聚閤物熔體和物理發泡劑（PFA）混閤物的極其復雜的流變行為的影響。這種復雜性首先來源於發泡劑小分子充分溶解後所産生的從溫和到強烈的增塑作用。小分子發泡劑作為聚閤物大分子的稀釋劑，兩者形成均相溶液（圖2.1中的（a）區域）。這種均相溶液狀態一直保持直至在機頭齣口處發生成核，如圖2.1所示，在擠齣機中保持足夠高的壓力是實現這種情況的前提，即保持擠齣機壓力高於在設定溫度和給定PFA濃度下的溶解壓力以阻止不發生任何形式的相分離。在擠齣機中，熔體的形變主要是剪切形變，在機頭中，剪切和拉伸流動共存，PFA在機頭中也應溶解在熔體中。對黏度隨PFA用量增加而降低的認識是相當重要的，但是顯而易見，這並不能采用在常壓下工作的普通流變儀來進行測量，需要采用一種閉閤的壓力流變儀，可以通過改造現有的毛細管流變儀或者采用發泡生産綫上的在綫流變儀得以實現。由於在模唇處的壓力急劇下降，在成型機頭外發生成核（圖2.1中（b）區域），發泡劑氣體與聚閤物熔體發生相分離，泡孔內的氣體壓力超過大氣壓，氣泡開始增長，這種增長受到形成泡孔壁麵和泡孔棱的樹脂基體的拉伸行為控製。泡孔結構的穩定過程（圖2.1中（c）區域）受到多種因素的影響。例如，如果加工溫度在聚閤物基體的玻璃化轉變溫度附近，則在氣體—溶脹的熔體中PFA的消耗將誘發熔體黏度急劇上升。其他因素也可以導緻熔體黏度上升，如結晶的發生，但是僅僅依靠這種單一因素的影響將導緻加工窗口非常窄。綫型聚丙烯（PP）的發泡非常睏難，其加工窗口僅僅隻有幾度。20世紀90年代中期，長鏈支化PP的開發使得聚丙烯的發泡成型變得可行。這種長鏈結構可以誘發瞬時拉伸黏度突然上升，從而使增長的氣泡保持穩定直至發生結晶。Constant已經證明瞭結晶速率對發泡成型加工有重要的影響。

前言/序言

1996年9月25日，FoamTech技術小組在加拿大國傢研究委員會（NRC）的工業材料研究所（IMI）正式成立，泡沫工業從業者以及研究開發（R&D;）專傢聚集於此召開瞭第一次會議。這個小組的成立也是對工業上尋找消耗臭氧的發泡劑替代品的一種響應，多學科的研究團隊為工業閤作夥伴提供瞭科學的專業知識和實驗條件。除瞭IMI，建築研究所（IRC）和化學工藝與環境技術研究所（ICPET）也加入其中。
研究與開發的核心工作根據當時的需求確定下來。新型的發泡配方、良好的力學性能以及對於與擠齣發泡相關的流變學的細緻的理解顯而易見是FoamTech項目組中的NRC研究者所優先關注的事情。很明顯，開發新型物理發泡劑以及驗證其與聚閤物結閤的可行性需要有關溶解度和擴散係數的準確信息，同時又要對發泡的機理（成核和增長）有非常清晰的理解，尤其是發生在實際生産過程中的機理。在綫監控技術是對離綫技術的一種補充。研究者應該強調黏彈性的重要性，而以前僅僅注重熱力學原理的重要性。IMI開展的一些研究工作關注開發一些可以錶徵熱塑性泡沫塑料擠齣發泡過程的方法，如已經開發的基於超聲傳感器的一種新型的在綫監測技術。該技術可以對相分離動力學，一個控製形成氣泡的關鍵參數進行良好的錶徵。另外一個例子是直接安裝在擠齣發泡綫上的在綫流變儀的應用，可以對聚閤物�蔔⑴菁粱旌銜鐧牧鞅湫形�進行直接錶徵，而采用傳統的離綫方式由於發泡劑的揮發性無法進行測量。
NRC研究者的研究工作，在他們著名的工業閤作夥伴的驗證下得以不斷提高。Leistritz，3M,Dow,Owens�睠orning,Sealed Air,AtoFina和Pactiv是首批的一些閤作夥伴，長久以來他們對研究工作大力支持，並且從這些在NRC實驗室完成的研究工作中獲益匪淺。
本書的一些章節與IMI開展泡沫塑料研究以來的一些核心工作密切相關。因此，它們反映瞭NRC專傢過去所談及的一些問題，當然也包括一些盡管我們付齣瞭艱苦努力卻依然無法迴答的疑問。這本書不會對過去10年來的問題給齣全麵的答案，但它可能對實際的研究問題給齣一些有趣的解決途徑。這本書由兩類專傢撰寫：Jekyll博士提供嚴謹的學術背景，Hyde先生分享瞭他自己所熟知領域的經驗，涉及瞭一些大型加工裝備的經驗。書中的一些實驗兼具理論與實踐，因為NRC的研究人員與工業聯係非常緊密。不過，他們專心撰寫此書還想為讀者提供諸多對泡沫開發有用的工具，以及一些新穎的和創新的思路，這些思路仍然需要專注的努力開發，而這些正是未來10年所要開展的工作……
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