熱循環(huán)發(fā)泡的固態(tài)聚碳樣品微孔分析光學(xué)顯微鏡
在泡孔成核、泡孔生長和成型過程中，成型口模必須保持獨(dú)立控制
。要實(shí)現(xiàn)功能的獨(dú)立性，需要一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的發(fā)泡口模，使其能控
制泡孔生長和異型材的初始形狀。
成型之前的泡孔生長控制可以防止在成型操作中成核泡孔的聚
集和凝聚。在成型操作中伴隨的壓縮、拉伸和剪切流動(dòng)會(huì)加速泡孔
聚集。而聚集泡孔的凝聚可能導(dǎo)致不希望的泡孔密度減少和相連的
泡孔成核，影響泡孔生長和變形。為了減小成型時(shí)的凝聚，必須加
大相臨泡孔的平均界面距離來減弱泡孔聚集。另外，口模中的邊界
剪切場(chǎng)的提供可以改變泡孔密度的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)理：①被高度拉伸的泡孔
能破裂形成另外的泡孔；②泡孔界面距離減小使聚集和凝聚發(fā)生。
為控制成型前的泡孔生長，必須設(shè)計(jì)并應(yīng)用一個(gè)在成核后還能維持
高壓的發(fā)泡口模。
需要保持泡孔生長的穩(wěn)定性，以抵消成核溶液經(jīng)歷不穩(wěn)定泡孔
生長和孔壁破裂降低泡孔密度的趨勢(shì)。由于熔融過程是在升高的溫
度下完成的，故聚合物基體的低熔體強(qiáng)度、氣相相對(duì)較高的比體積
和聚合物一泡孔界面問的低表面張力等問題將尤為突出。為使泡孔
生長穩(wěn)定，可以采用較低的口模溫度來提高黏彈性基體的強(qiáng)度、降
低氣相的比體積并增大表面張力。
下面給出了一個(gè)模型來說明成核聚合物一氣體體系中的流速和
壓力降
微孔塑料的物理性能
如前面的討論，發(fā)明MCP的目的是為了生產(chǎn)出韌性好的塑料，
并同時(shí)減少原料消耗。的確，具有微米尺寸的泡孔可改善制品的許
多物理性能，比如塑料熱絕緣值、韌性和抗疲勞時(shí)間等。
由于微孔的存在，取決于裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象的力學(xué)性能(如韌性)提高了
。對(duì)于聚苯乙烯，經(jīng)發(fā)泡后，其韌性可提高6倍。對(duì)于有著明顯分
子取向的結(jié)晶聚合物或塑料制品，韌性的提高還取決于CO2。對(duì)分
子取向的效果。在某些情況下，韌性有可能下降。這可以通過調(diào)整
原料聚合物的品種來避免。
據(jù)報(bào)道，微孔聚碳酸酯的抗疲勞壽命較之于常規(guī)PC制品可提高
4～17倍。如通過止弦張力一張力疲勞測(cè)試，已證實(shí)泡孔／固體密
度比例為O．996的微孔聚碳酸酯的抗疲勞壽命比固體聚碳酸酯(不
飽和的)的高17倍。而不是由熱循環(huán)產(chǎn)生發(fā)泡的固態(tài)聚碳酸酯(飽和
)的抗疲勞壽命則僅是固態(tài)聚碳酸酯(不飽和)的10倍。研究表明，
聚碳酸酯在5．5 MPa(800 psi)被cO2飽和能將固態(tài)聚碳酸酯的最終
拉伸強(qiáng)度降低20％
