SC-CO2在PS中的溶解性及微孔PS力学性能研究(2)
2.2.3.1 PS抗冲击样条的制备 9
2.2.3.2 溶解度测定 10
2.3 溶解度测定机理 11
2.3.1 超临界二氧化碳在聚合物中的传质 11
2.3.2 SC-CO2在PS中的扩散机理 11
2.4 结果与讨论 13
2.4.1 SC-CO2在PS中的扩散 13
2.4.2 饱和时间对CO2溶解量的影响 14
2.4.3 样条厚度对CO2溶解量的影响 15
2.4.4 饱和压力对CO2溶解量的影响 17
2.4.5 饱和温度对CO2溶解量的影响 18
2.4.6 溶解量对扩散系数的影响 19
2.5 本章小结 20
3 超临界二氧化碳制备聚苯乙烯微孔材料力学性能研究 21
3.1 引言 21
3.2 实验部分 21
3.2.1 实验原料 21
3.2.2 实验仪器 21
3.2.3 实验步骤 21
3.2.3.1 聚苯乙烯拉伸样条制备 21
3.2.3.2 微孔发泡聚苯乙烯拉伸样条 22
3.2.3.3 拉伸实验 22
3.3 结果与讨论 23
3.3.1 气体饱和处理拉伸性能影响 23
3.3.2 相对密度对拉伸性能影响 23
3.3.3 应变率对拉伸性能影响 26
3.4 本章小结 27
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
1 绪论
随着科学技术的不断发展，人们对材料性能的要求更加苛刻，众多国家都在致力于寻找和开发各种节能、环保、高质量的材料。1980年左右，MIT的N.P.Suh教授提出了微孔聚合物的概念。微孔塑料一般是指泡孔直径为0.1~10μm、泡孔密度为109~1015个/cm3、材料密度相比于发泡前减少5%~95%的新型泡沫塑料[1]。微孔材料具有高比强度、高冲击强度、韧性好等优异性能。超临界二氧化碳作为一种新型发泡剂，由于其无污染、低成本、临界性能稳定等优点，被广泛应用于微孔发泡中[2]。
1.1 超临界流体
1.1.1 超临界流体概念
超临界流体（Supercritical Fluid，简称SCF）是指温度和压力同时高于其临界温度（Tc）和临界压力(Pc)之上的流体，它既不同于气体，也不同于液体，具有着许多独特的物理和化学性质[3]。如图1.1所示，曲线AT表示气-固平衡升华曲线，曲线CT表示气-液平衡的饱和液体的蒸汽压曲线，点T是气、液、固三相共存的三相点，将气体沿气-液饱和线升温，到达图中C点时，此时气-液界面消失，体系变得均一，称C点为临界点，此时的温度Tc为增加压力至临界点以上时使物质有气态转变为液体时所需要的最高温度，Pc为在Tc时使物质有气态转为液态时所需的最小压力。图1.1中右上角的区域即为超临界流体区域。
图1.1 纯物质压力-温度图
流体达到其超临界状态后，如粘度、密度、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化十分敏感，因此温度和压力的控制有着至关重要的作用。
1.1.2 超临界二氧化碳及其特性
在常见的超临界流体当中，超临界二氧化碳（Supercritical Carbon Dioxide，简称SC-CO2）具有着许多其他超临界惰性气体（比如N2）所没有的良好品质，使得SC-CO2在高分子材料加工、改性等众多领域得到了广泛应用。SC-CO2特性[4,5]：
（1）二氧化碳的临界温度Tc=31.1℃，临界压力Pc=7.39MP，临界条件比较容易达到，对设备的要求不高，操作要求不高，有利于实现工业化生产。