本書首先介紹一般泡沫塑料和發(fā)泡的概念，聚乳酸（PLA）的基本原理及性能。然后討論了PLA/氣體混合物的基本特性，即在以溶解的氣體作為發(fā)泡劑的情況下，各種不同類型的PLA及其混合物的壓力-溫度-體積（PVT）、溶解度、界面張力行為以及結晶動力學。通過三種主要的發(fā)泡技術，即擠出發(fā)泡法、注射發(fā)泡法和珠粒發(fā)泡法，對各種類型的聚乳酸及其化合物的發(fā)泡行為和機理進行了廣泛的分析和討論。隨后介紹了通過不同機理得到的聚乳酸泡沫的研究進展，及低密度優(yōu)質泡孔、微孔和納米孔聚乳酸泡沫的研究成果。
本書適用于高分子材料相關專業(yè)的師生、從事聚乳酸塑料發(fā)泡產品開發(fā)、生產的科研人員及企業(yè)的技術人員。
朱文利，湖北文理學院汽車與交通工程學院，副教授，自2000年以來一直從事聚合物發(fā)泡的技術開發(fā)及理論研究，2005年在華南理工大學獲得工學博士學位；2005-2007年在華南理工大學從事博士后研究，主持中國博士后科學基金面上資助項目“聚合物納米復合泡沫泡孔形態(tài)控制方法及機理研究”；2006年獲“副研究員”技術職稱；2007- 2010年在加拿大多倫多大學從事博士后研究，與日本JSP公司合作開發(fā)EPP珠粒擠出生產技術，與美國Naturalworks公司合作開發(fā)長支鏈PLA的擠出發(fā)泡技術，與荷蘭Synbra Technology公司合作開發(fā)EPLA珠粒的釜壓發(fā)泡技術；2011年8月被湖北省襄陽市政府引進回國進入湖北文理學院從事教師工作，先后主持襄陽市科技計劃研究與開發(fā)項目“提高聚乳酸泡沫耐熱性能的方法研究”、湖北省自然科學基金面上項目“聚乳酸在高壓CO2下的冷結晶及對發(fā)泡的影響”和國家自然科學基金青年基金項目“長支鏈聚乳酸在擠出發(fā)泡過程中的晶致異相成核機理研究”；2014年被聘為武漢科技大學碩士生導師，現已指導兩名全程培養(yǎng)碩士研究生；2016年獲湖北省科技成果登記兩項，2017年獲“湖北文理學院十佳女職工”。
第1章泡沫塑料及發(fā)泡概述1
1.1背景2
1.2發(fā)泡概念及分類3
1.3發(fā)泡劑7
1.4塑料發(fā)泡機理8
1.4.1聚合物/氣體溶液的形成8
1.4.2氣泡成核10
1.4.3氣泡生長12
1.5熱塑性泡沫的生產13
1.5.1擠出發(fā)泡13
1.5.2注射發(fā)泡15
1.5.3珠粒發(fā)泡15
第2章聚乳酸和聚乳酸發(fā)泡概述17
2.1背景18
2.2聚乳酸結構19
2.3聚乳酸的結晶行為21
2.3.1D-丙交酯含量對聚乳酸結晶的影響22
2.3.2分子量對聚乳酸結晶的影響24
2.3.3分子鏈支化對聚乳酸結晶的影響26
2.4聚乳酸的玻璃化轉變溫度27
2.5聚乳酸的流變行為28
2.6聚乳酸/氣體混合物性能31
2.7聚乳酸泡沫的生產技術32
2.7.1聚乳酸擠出發(fā)泡33
2.7.2聚乳酸注射發(fā)泡33
2.7.3聚乳酸珠粒發(fā)泡34
第3章聚乳酸在溶解的二氧化碳中的PVT、溶解度和界面張力行為35
3.1聚乳酸的溶解度和壓力-體積-溫度行為38
3.1.1壓力-體積-溫度測量39
3.1.2氣體溶解度的測量43
3.1.3D-丙交酯含量對溶解度的影響47
3.1.4小結48
3.2聚乳酸的界面張力行為48
3.2.1密度定義48
3.2.2界面張力50
3.2.3小結54
第4章聚乳酸在溶解有氣體時的結晶動力學56
4.1分子鏈結構的影響58
4.1.1等溫差示掃描量熱圖譜及Avrami分析60
4.1.2支化對等溫處理的聚乳酸最終結晶度的影響63
4.1.3CO2壓力對等溫處理的聚乳酸最終結晶度的影響64
4.1.4等溫處理聚乳酸的偏光顯微技術67
4.1.5非等溫差示掃描量熱圖譜及Avrami分析67
4.1.6支化、CO2壓力和冷卻速率對最終結晶度的影響69
4.1.7支化、CO2壓力和冷卻速率對Tc和Tg的影響74
4.1.8小結77
4.2溶解氣體類型的影響77
4.2.1聚乳酸在高壓氣體下的晶體熔融行為79
4.2.2非等溫熔融結晶83
4.2.3聚乳酸在1bar和45bar壓力的CO2、N2和氦氣作用下的等溫熔融結晶87
4.2.4小結88
4.3分子構型的影響90
4.3.1非等溫熔融結晶行為90
4.3.2等溫熔融結晶行為94
4.3.3小結97
4.4微米/納米添加劑的影響98
4.4.1等溫熔融結晶分析100
4.4.2不同壓力下聚乳酸納米/微米復合材料的非等溫熔融結晶104
4.4.3納米/微米尺寸的添加劑和溶解的CO2對聚乳酸最終結晶度的耦合作用106
4.4.4納米/微米尺寸的添加劑和溶解的CO2對Tc和Tg變化的耦合作用109
4.4.5小結111
第5章聚乳酸及其復合材料的擠出發(fā)泡112
5.1線型和支化聚乳酸的擠出發(fā)泡115
5.1.1擠出泡沫的表征118
5.1.2聚乳酸的剪切誘導結晶122
5.1.3加工過程中的結晶控制123
5.1.4小結126
5.2聚乳酸/黏土納米復合材料的擠出發(fā)泡126
5.2.1聚乳酸/黏土納米復合材料的結晶行為128
5.2.2剪切作用對聚乳酸和聚乳酸/黏土納米復合材料結晶行為的影響130
5.2.3以超臨界CO2作為發(fā)泡劑的擠出發(fā)泡聚乳酸和聚乳酸/黏土納米復合材料的泡孔形態(tài)131
5.2.4納米黏土的分散對聚乳酸/黏土納米復合材料發(fā)泡行為的影響134
5.2.5溶解的CO2氣體含量對聚乳酸/黏土納米復合材料發(fā)泡行為的影響137
5.2.6結晶對聚乳酸發(fā)泡行為影響的研究138
5.2.7發(fā)泡對泡沫樣品最終結晶度的影響140
5.2.8小結141
5.3聚乳酸復合材料的擠出發(fā)泡：納米黏土、納米硅和滑石粉的比較141
5.3.1聚乳酸納米/微米復合材料的擠出發(fā)泡行為142
5.3.2添加劑對氣泡成核行為的單一影響148
5.3.3小結149
第6章聚乳酸及其復合材料的注射發(fā)泡151
6.1聚乳酸/滑石粉復合材料的注射發(fā)泡153
6.1.1滑石粉的混合和添加對泡孔形態(tài)的影響154
6.1.2注射流動速率對泡孔形態(tài)的影響157
6.1.3混煉和添加滑石粉對泡沫均勻性的影響158
6.1.4注射流動速率對泡沫均勻性的影響161
6.1.5結晶行為164
6.1.6力學性能165
6.1.7小結168
6.2聚乳酸/黏土納米復合物的注射發(fā)泡170
6.2.1結晶行為171
6.2.2發(fā)泡行為和泡孔結構173
6.2.3彎曲性能180
6.2.4抗沖擊性能183
6.2.5導熱性能184
6.2.6小結186
6.3線型和支化聚乳酸的注射發(fā)泡186
6.3.1熱分析187
6.3.2泡沫形態(tài)187
6.3.3力學性能190
6.3.4小結193
第7章PLA珠粒泡沫的生產—— 一種新型的發(fā)泡技術194
7.1聚乳酸的珠粒發(fā)泡機理196
7.1.1雙結晶熔融峰表征198
7.1.2具有雙結晶熔融峰的聚乳酸珠粒泡沫201
7.1.3小結212
7.2生產實驗室規(guī)模的聚乳酸珠粒泡沫214
7.2.1發(fā)泡聚乳酸珠粒泡沫的結晶行為215
7.2.2發(fā)泡聚乳酸珠粒泡沫的分子量變化217
7.2.3發(fā)泡聚乳酸珠粒泡沫的發(fā)泡行為220
7.2.4小結223
7.3蒸汽模塑驗證224
7.3.1蒸汽模塑成型過程225
7.3.2蒸汽模塑和機械測試227
7.3.3小結232
第8章總結和展望233
參考文獻236
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