微孔聚合物材料泡孔结构的调控技术研究

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1、●分类号——UDC学校代码!Q垒窆2学号!Q垒窆21Q2Q当Qg劣j蒺理歹大穿学位论文题目微孔聚合物材料泡孔结构的调控技术研究英文study。ncellStmc眦c。n仃0lTechn。l。gy。f题目MicrocellularPolymerMaterials研究生姓名姜明指导教师姓名筮篮送职称丝撞学位盛±姓名鱼左职称丝撞学位谴±单位名称盍垫墨墨盘堂邮编垒3QQZQ申请学位级别一三堂盛±．学科专业名称挝盘堂论文提交日期2Q!l生!Q旦论文答辩日期2Q!!生l1月学位授予单位盍墨墨墨盘堂学位授予日期答辩委员会主席2011年11月ADissertationSubm

2、ittedtoWuhanUniversityofTechnologyfortheDoctor’SDegreeinEngineeringStudyonCellStructureControlTechnologyofMicrocellularPolymerMaterialsPh．D．Candidate：JiangMingSupervisor：Prof．XiongChuanxiProf．HeLiMajor"MaterialsScienceWuhanUniversityofTechnologyWuhan430070，Hubei，P．R．ChinaNov,2011独创性

3、声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：——日期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用

4、影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生：导师：FI期：武汉理工大学博士学位论文摘要微孔聚合物材料可在较少损失材料力学性能的前提下降低材料密度和用量，同时满足材料的轻质、高强度和功能性要求。微孔聚合物发泡材料疲劳寿命长，具有较好的韧性、热稳定性、能量吸收和绝缘性能，在汽车、家电、电子、建筑、包装、消费品工业及军事领域具有广阔的应用前景。对于同一种聚合物基体，泡孔结构是决定其力学性能的主要因素，因此研究微孔聚合物材料的

5、泡孔结构调控技术具有重要意义。本文在参考了目前有关聚合物发泡材料泡孔结构调控技术的基础上，通过制备具有不同结构和功能的添加剂，针对聚苯乙烯(PS)和聚丙烯(PP)两种聚合物体系进行了泡孔结构调控技术研究，分析了添加剂的结构和性质对泡孔结构的调控作用机理。本论文的主要研究内容及结果如下：1．采用三种具有不同粒径的化学发泡剂，通过化学注塑发泡制备了PS和PP发泡材料，研究了发泡剂粒径对泡孔结构的调控作用。结果显示，发泡剂粒径越小，PS和PP发泡材料的平均泡孔尺寸越小，单位体积孔数量越高，通过改变化学发泡剂粒径可以调节泡孔尺寸和单位体积孔数量；较高熔体强度聚合物能够

6、降低体系泡孔合并程度，从而降低泡孔尺寸，提高单位体积孔数量。2．通过羧基功能化PS微球表面接枝技术，制备了表面含氨基脲的亚微米PS(SCPS)微球，分析了SCPS的形态、发泡功能及其在PS基中的分散。SEM显示微球形状规则，平均尺寸在300．900nnl范围；TG分析证明SCPS的气体产率约为35ml／g，SCPS具有发泡功能tSEM证明通过熔融共混，SCPS微球能够均匀分散在PS基中；采用SCPS作为发泡剂制备了PS发泡材料，研究了SCPS对其泡孔结构的影响。发泡材料平均泡孔尺寸为25“m，单位体积孔数量为1．56×107cclls／cm3，泡孔尺寸分布较窄

7、，属于微孔材料范畴。3．通过乳液聚合方法制备了POSSES纳米微球，并利用该微球与PS复合，通过化学发泡制备了POSSES纳米复合发泡材料，研究了纳米微球的结构形态、·对体系流变行为的影响及其对PS泡孔结构的调控作用。TEM显示微球结构较为均一，平均尺寸约为35nm

8、XRD分析显示POSS以分子水平存在于纳米微球中；POSS在0．03．0．15wt％含量时对体系流变性能没有显著影响，其对泡孔结构的调控能力主要归功于成核作用：在含量较高(0．5叭％)时，POSS提高了体系b’}武汉理工大学博士学位论文的弹性模量和损耗模量，抑制了发泡过程中的泡孔合并行为。POSS

9、／PS纳米复合发泡材料的平均泡孔尺寸为