聚乳酸泡沫塑料——基础、加工及应用

第1章泡沫塑料及发泡概述1

1.1背景2

1.2发泡概念及分类3

1.3发泡剂7

1.4塑料发泡机理8

1.4.1聚合物/气体溶液的形成8

1.4.2气泡成核10

1.4.3气泡生长12

1.5热塑性泡沫的生产13

1.5.1挤出发泡13

1.5.2注射发泡15

1.5.3珠粒发泡15



第2章聚乳酸和聚乳酸发泡概述17

2.1背景18

2.2聚乳酸结构19

2.3聚乳酸的结晶行为21

2.3.1D-丙交酯含量对聚乳酸结晶的影响22

2.3.2分子量对聚乳酸结晶的影响24

2.3.3分子链支化对聚乳酸结晶的影响26

2.4聚乳酸的玻璃化转变温度27

2.5聚乳酸的流变行为28

2.6聚乳酸/气体混合物性能31

2.7聚乳酸泡沫的生产技术32

2.7.1聚乳酸挤出发泡33

2.7.2聚乳酸注射发泡33

2.7.3聚乳酸珠粒发泡34



第3章聚乳酸在溶解的二氧化碳中的PVT、溶解度和界面张力行为35

3.1聚乳酸的溶解度和压力-体积-温度行为38

3.1.1压力-体积-温度测量39

3.1.2气体溶解度的测量43

3.1.3D-丙交酯含量对溶解度的影响47

3.1.4小结48

3.2聚乳酸的界面张力行为48

3.2.1密度定义48

3.2.2界面张力50

3.2.3小结54



第4章聚乳酸在溶解有气体时的结晶动力学56

4.1分子链结构的影响58

4.1.1等温差示扫描量热图谱及Avrami分析60

4.1.2支化对等温处理的聚乳酸*终结晶度的影响63

4.1.3CO2压力对等温处理的聚乳酸*终结晶度的影响64

4.1.4等温处理聚乳酸的偏光显微技术67

4.1.5非等温差示扫描量热图谱及Avrami分析67

4.1.6支化、CO2压力和冷却速率对*终结晶度的影响69

4.1.7支化、CO2压力和冷却速率对Tc和Tg的影响74

4.1.8小结77

4.2溶解气体类型的影响77

4.2.1聚乳酸在高压气体下的晶体熔融行为79

4.2.2非等温熔融结晶83

4.2.3聚乳酸在1bar和45bar压力的CO2、N2和氦气作用下的等温熔融结晶87

4.2.4小结88

4.3分子构型的影响90

4.3.1非等温熔融结晶行为90

4.3.2等温熔融结晶行为94

4.3.3小结97

4.4微米/纳米添加剂的影响98

4.4.1等温熔融结晶分析100

4.4.2不同压力下聚乳酸纳米/微米复合材料的非等温熔融结晶104

4.4.3纳米/微米尺寸的添加剂和溶解的CO2对聚乳酸*终结晶度的耦合作用106

4.4.4纳米/微米尺寸的添加剂和溶解的CO2对Tc和Tg变化的耦合作用109

4.4.5小结111



第5章聚乳酸及其复合材料的挤出发泡112

5.1线型和支化聚乳酸的挤出发泡115

5.1.1挤出泡沫的表征118

5.1.2聚乳酸的剪切诱导结晶122

5.1.3加工过程中的结晶控制123

5.1.4小结126

5.2聚乳酸/黏土纳米复合材料的挤出发泡126

5.2.1聚乳酸/黏土纳米复合材料的结晶行为128

5.2.2剪切作用对聚乳酸和聚乳酸/黏土纳米复合材料结晶行为的影响130

5.2.3以超临界CO2作为发泡剂的挤出发泡聚乳酸和聚乳酸/黏土纳米复合材料的泡孔形态131

5.2.4纳米黏土的分散对聚乳酸/黏土纳米复合材料发泡行为的影响134

5.2.5溶解的CO2气体含量对聚乳酸/黏土纳米复合材料发泡行为的影响137

5.2.6结晶对聚乳酸发泡行为影响的研究138

5.2.7发泡对泡沫样品*终结晶度的影响140

5.2.8小结141

5.3聚乳酸复合材料的挤出发泡：纳米黏土、纳米硅和滑石粉的比较141

5.3.1聚乳酸纳米/微米复合材料的挤出发泡行为142

5.3.2添加剂对气泡成核行为的单一影响148

5.3.3小结149



第6章聚乳酸及其复合材料的注射发泡151

6.1聚乳酸/滑石粉复合材料的注射发泡153

6.1.1滑石粉的混合和添加对泡孔形态的影响154

6.1.2注射流动速率对泡孔形态的影响157

6.1.3混炼和添加滑石粉对泡沫均匀性的影响158

6.1.4注射流动速率对泡沫均匀性的影响161

6.1.5结晶行为164

6.1.6力学性能165

6.1.7小结168

6.2聚乳酸/黏土纳米复合物的注射发泡170

6.2.1结晶行为171

6.2.2发泡行为和泡孔结构173

6.2.3弯曲性能180

6.2.4抗冲击性能183

6.2.5导热性能184

6.2.6小结186

6.3线型和支化聚乳酸的注射发泡186

6.3.1热分析187

6.3.2泡沫形态187

6.3.3力学性能190

6.3.4小结193



第7章PLA珠粒泡沫的生产—— 一种新型的发泡技术194

7.1聚乳酸的珠粒发泡机理196

7.1.1双结晶熔融峰表征198

7.1.2具有双结晶熔融峰的聚乳酸珠粒泡沫201

7.1.3小结212

7.2生产实验室规模的聚乳酸珠粒泡沫214

7.2.1发泡聚乳酸珠粒泡沫的结晶行为215

7.2.2发泡聚乳酸珠粒泡沫的分子量变化217

7.2.3发泡聚乳酸珠粒泡沫的发泡行为220

7.2.4小结223

7.3蒸汽模塑验证224

7.3.1蒸汽模塑成型过程225

7.3.2蒸汽模塑和机械测试227

7.3.3小结232



第8章总结和展望233



参考文献236