经过改性的 PET 具有足够高的熔体强度,可用于生产制备 PET 发泡材料。目前已报道的 PET 发泡方法主要分为釜压法、模压法、挤出法。
1 釜压发泡
釜压发泡是指将待发泡样品和发泡剂加入到高压釜中,调控温度、压力、饱和时间,使发泡剂充分溶解于聚合物中,再进行泄压或升温处理得到发泡材料。釜压发泡的优势在于可精准调控发泡工艺参数,方便用于研究单一变量对发泡行为的影响,缺点是生产效率低。
以PER和PMDA为支化单体原位共聚制备了0. 86 dL/g 左右的高熔体强度 PET。超临界 CO2(scCO2)间歇发泡结果显示,PER 比 PMDA具有更好的改性效果,其改性 PET 发泡后具有更小的泡孔直径和更高的泡孔密度。在后续的研究中, 实现了 scCO2辅助PET缩聚增黏与发泡一体化过程。
2.模压发泡
模压发泡是将聚合物、发泡剂、增塑剂、增韧剂等混合均匀,放入到平板硫化仪上热压发泡制得发泡材料。模压发泡成型工艺流程简单,对设备要求低,可用于制备超薄聚合物发泡片材。然而,目前关于模压发泡 PET 的相关研究较少,在发泡模具和成套设备开发等方面也未有重大突破,工业化进展较慢。
采用模压法和偶氮二甲酰胺(AC)发泡剂制备了厚度约 100~250 μm 的 PET微孔发泡薄板,其泡孔直径为 20~140 μm,泡孔密度为 5×105~4×107 个/cm3,发泡倍率为 1. 5~2. 7。通过对微孔发泡机理的研究表明,饱和时间、饱和压力和待发泡PET片材厚度对泡孔直径和泡孔密度的影响较为显著。饱和时间、饱和压力和热压温度决定了气体在 PET 中的溶解量,是控制产品发泡倍率的重要参数。
3.挤出发泡
是将聚合物加入到挤出机中进行熔融,在螺杆的剪切作用下与发泡剂充分混合并完成气体扩散。经口模处的压力骤降完成泡孔成核及生长,冷却定型后
得到发泡材料。挤出发泡由于其连续发泡的优势,方便工业界进行大规模地、快速地生产聚合物发泡材料。
采用挤出法制备 PET 发泡材料。研究发现,由于 PMDA 扩链后 PET 的熔体强度较高,而使用的化学发泡剂含量低,泡孔呈现闭孔结构,且泡孔密度取决于改性PET的支化程度。
我国关于PET发泡材料的工业化生产尚处于刚起步阶段,仅有少数几家企业建成生产线,且产品性能和种类相比国外企业仍有一定差距,市场缺口依然很大。
此外,更高发泡倍率(>30倍)PET 发泡材料的制备和发泡材料的功能化拓展仍是未来研究的重点方向。
文章来源:弹性体门户