高密度聚乙烯對聚苯乙烯發泡的影響

The Influence of High Density Polyethylene on the Foaming of Polystyrene under CO2 Supercritical Conditions

林晏榛(Yen-Chen Lin)

指導教授 ： 王賢達 ； 翁彰明

國立臺北科技大學/工程學院/有機高分子研究所/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2007.00403

摘要

本論文研究CO2超臨界狀態下高密度聚乙烯（HDPE）對三種通用級聚苯乙烯（GPPS）及一種耐衝擊性聚苯乙烯（HIPS）的發泡影響。四種聚苯乙烯（PS）各具有不同的重量平均分子量。較高的CO2 發泡(含浸)壓力會縮短CO2在PS/HDPE內部達到平衡的含浸時間，相同發泡時間、發泡溫度120℃，PS/HDPE發泡體密度隨著HDPE量增加而下降，且四種PS/HDPE發泡體密度差異性變小。發泡溫度130℃，PS/HDPE發泡體密度隨著HDPE量增加而上升，且四種PS/HDPE發泡體密度差異性變大。發泡溫度120℃三種GPPS/HDPE發泡體密度由大到小的順序為PS-1、PS-2、PS-3，而發泡溫度130℃的發泡體密度順序剛好相反。四種PS的玻璃轉化溫度（Tg）因添加少量HDPE而下降，但繼續增加HDPE含量無法使PS/ HDPE的Tg進一步下降。當四種PS形成發泡體時，在發泡溫度範圍130℃~140℃下，可得到較低密度的PS發泡體。含2phr及5phr HDPE的PS，在125℃~130℃發泡溫度範圍下，可得到較低密度PS/ HDPE的發泡體；GPPS/7phr HDPE於發泡溫度125℃附近得到較低發泡體密度，而HIPS/7phr HDPE則於發泡溫度120℃附近得到較低發泡體密度。E¢與PS和PS/HDPE發泡體密度之間的關係是E¢值約介於1.7×106 Pa ~ 4.5×105 Pa時可得到較低密度的發泡體。
不同發泡溫度下，PS/HDPE的發泡體密度及發泡體外觀都會有不同變化。PS/HDPE發泡體在發泡溫度大於130℃容易產生後收縮現象，發泡體密度會突然上升且外觀差。分子量大的PS/HDPE比分子量小的PS/HDPE較容易得到表面平坦光滑的發泡體。
相同發泡溫度當發泡(含浸)壓力上升時，PS和PS/HDPE發泡體密度會隨著下降，同時氣泡的泡徑變小，但是發泡(含浸)壓力太大如4000psi時，發泡體密度反而上升。低發泡(含浸)壓力例如1000psi和2000psi時，PS/HDPE發泡體可得到光滑表面；高發泡(含浸)壓力4000psi，則PS/HDPE發泡體產生很多裂縫。HIPS/HDPE發泡體比GPPS/HDPE發泡體對發泡(含浸)壓力更敏感。發泡(含浸)壓力1000psi未達CO2的臨界壓力，所得到PS/2phr HDPE發泡體具有300µm∼400µm的氣泡泡徑；而發泡(含浸)壓力超過臨界壓力，所得到PS/2phr HDPE發泡體最小只有小於30µm的氣泡泡徑。

關鍵字

聚苯乙烯 ； 高密度聚乙烯 ； 粘彈性 ； 超臨界發泡

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Polystyrene ； Polyethylene ； Carbon dioxide ； Foam

參考文獻

strongly segregated poly(styrene-dimethylsiloxane)

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[6] Z. Lu, C. He and T. S. Chung, "Composites of

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