超临界CO2在PC/PMMA共混物中溶解量的研究(5)
1.4.3 超临界二氧化碳对聚合物性质的影响
由前文可知，超临界二氧化碳与聚合物分子链上的基团的相互作用，会影响其在聚合物中的溶解度。而且，超临界二氧化碳溶解进入聚合物基体后，能起到增塑的作用，增大聚合物的自由体积，从而提高分子链的活动能力。对于无定型聚合物而言，会降低聚合物的玻璃化温度及粘度。对于结晶聚合物而言，会影响聚合物结晶温度、结晶度、结晶动力学及晶体类型等。
1.4.4 二氧化碳在聚合物中溶解量的测定
二氧化碳在聚合物中溶解度的测定有多种方法，如：相分离法，压力衰减法，重量法以及层离法等。Lev N. Nikitin[27]等人使用光学显微镜经过一条光学通道研究了标准颗粒状、平行吹冰面体和约200μm厚薄片PS在超临界二氧化碳溶胀中的扩散动态行为。Yoshiyuki Sato[28]等人用磁悬浮技术自行设计了一种在线测试装置，测量了CO2在PVAc和PS中的溶解度，温度范围为313.15-373.15K，压力高达20MPa。O. Muth[29]等人用简单的重量测量方法，对CO2在聚合物中的吸附性质进行了在线测试。
上述方法中，其中最简单、最常用的方法是重量法[29，30]。在这种方法中，主要是测量样品吸附二氧化碳前后的重量差。将吸附二氧化碳一段时间后的样品放在天平上称量，记录样品质量随时间的变化。其过程如图1-3所示。在二氧化碳解吸附过程的初期，它在样品中的扩散满足Fick定律。
图1-3：吸附解吸附图
其中：Mt表示CO2在t时刻的吸附量、M∞表示溶解度、ts1和ts2表示吸附时间、td1和td2表示解吸附时间、td0表示零解吸附时间。
将解吸附过程倒推回去，可以得到该温度、压力下聚合物吸收二氧化碳一定时间后二氧化碳在聚合物中的溶解量。然后测试吸附不同时间后二氧化碳溶解量，可以得到二氧化碳在该条件下的吸附曲线。从而得到一定温度、压力下达到饱和吸附的时间和饱和吸附量即溶解度。
1. 5 研究目标及内容
1.5.1 研究目标
通过文献可知超临界二氧化碳在聚合物中的吸附扩散行为即溶解度的测定对于微聚合物微发泡的研究有着重要的意义。因此本次实验我的主要研究目标是：（1）进一步了解超临界二氧化碳在聚合物中的吸附与扩散性；（2）学会如何使用重量法测定超临界二氧化碳在聚合物中的溶解度；（3）弄清实验温度对超临界二氧化碳在聚合物中溶解度的影响；（4）探索PMMA/PC共混物中组分含量对超临界二氧化碳在聚合物中溶解度的影响。
1.5.2 研究内容
本次实验主要研究内容如下所示：
（1）用重量法分别测定超临界二氧化碳在50℃、20MPa和70℃、20MPa下在PMMA中的溶解度。
（2）用重量法分别测定超临界二氧化碳在50℃、20MPa和70℃、20MPa
下PC中的溶解度。
（3）用重量法分别测定超临界二氧化碳在50℃、20MPa和70℃、20MPa下在PMMA/PC共混物中PMMA含量为10%、30%、50%时的溶解度。
（4）分析比较上述溶解度的变化趋势，得出温度和共混物组分含量对超临界二氧化碳在聚合物中溶解度的影响。
2 超临界CO2聚合物PC、PMMA中溶解量的测定
2. 1 引言
任何材料采用超临界流体技术进行发泡成型，必须具备3个条件：(1)材料体内应具有分散或溶解均匀的足够量发泡气体，并形成所需的发泡膨胀压力；(2)材料在发泡时必须具有一定的流动性(液体或熔融体)，并有适宜于发泡膨胀的强度和延伸性；(3)建立初始微泡(或称气泡核)形成、气泡增长、泡孔定型的适宜条件。只有满足这3个条件，才能实现发泡并生成质量良好的发泡体。因此研究超临界二氧化碳在聚合物中的溶解度对于理解二者之间的相互作用及微发泡聚合物泡孔的形成机理是至关重要的。