1.2.3基于輻射交聯(lián)提高聚丙烯熔體強(qiáng)度的研究
      隨著核能的和平利用，使通過(guò)輻射交聯(lián)來(lái)提高PP熔體強(qiáng)度的方法變?yōu)榭赡埽c化學(xué)交聯(lián)法相比，輻射法節(jié)能、工藝簡(jiǎn)單、條件容易控制，是目前唯一已工業(yè)化的方法，也是高分子材料綠色化技術(shù)的一種發(fā)展趨勢(shì)。
    據(jù)報(bào)道[15]，美國(guó)Scheve 和日本Yoshii等人在無(wú)氧條件下通過(guò)輻射得到了高熔體強(qiáng)度的PP。我國(guó)北京化工研究院也通過(guò)輻照交聯(lián)支化方法成功研制出高熔體強(qiáng)度的PP，它具有比普通PP高50%以上的熔體強(qiáng)度，發(fā)泡倍率可達(dá)20倍以上。高鍵明[16]等采用輻射方法對(duì)PP交聯(lián)改性，并對(duì)其發(fā)泡性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在輻射交聯(lián)過(guò)程中，多官能團(tuán)敏化劑的種類(lèi)、濃度、輻射劑量以及輻照后的熱處理都對(duì)交聯(lián)度有較大影響，總的來(lái)說(shuō)當(dāng)敏化劑為1,6-已二醇二丙烯酸酯（HDDA），含量為0.3%、輻射劑量為0.4kGy 時(shí)具有最好的交聯(lián)效果，并且當(dāng)體系凝膠含量在30%-45%之間時(shí)具有最高的發(fā)泡倍率（15倍以上）。熊茂林[17]等在PP中加入1.0%的二官能團(tuán)單體SR231作為輻射敏化劑，在氮?dú)猸h(huán)境中采用1kGy劑量的Co-γ射線輻照，結(jié)果PP 熔體強(qiáng)度顯著提高，且凝膠含量適中。必須注意的是，化學(xué)交聯(lián)或輻射交聯(lián)受條件影響大，控制不當(dāng)時(shí)，很容易導(dǎo)致分子鏈的降解或者是出現(xiàn)過(guò)度凝膠化，這可能帶來(lái)材料力學(xué)或性能降低的問(wèn)題。
      1.2.4基于對(duì)普通PP進(jìn)行共混/填充改性的研究
       除了以上兩種獲得高熔體強(qiáng)度 PP的途徑外，還可以通過(guò)共混或復(fù)合填充的方式來(lái)改善 PP的發(fā)泡性能。
       目前共混改性當(dāng)中研究較多的是 PE/PP 體系，PP和PE都為結(jié)晶度較高的聚合物，兩者不相容，PE含量較少時(shí)會(huì)作為分散相分散于PP基體中。溫度升高時(shí)，PE熔點(diǎn)低先融化，PP后融化，使共混物的融程變寬，同時(shí)PE的熔體強(qiáng)度高于PP，因而可改進(jìn)體系的熔體強(qiáng)度。SusanE[18]等在對(duì)HDPE PP體系的發(fā)泡和力學(xué)性能研究中發(fā)現(xiàn)，HDPE(30%)分散在PP中會(huì)大大降低體系中PP的球晶尺寸并破壞PP結(jié)晶的規(guī)整性。
       此體系用 CO2飽和后，在175℃下發(fā)泡30s，可以得到高質(zhì)量的泡孔結(jié)構(gòu)，作者認(rèn)為這與兩相之間不相容，界面作用力弱，導(dǎo)致氣泡在相界面成核有關(guān)。相比而言，單獨(dú)的PE或PP在此條件下都不能得到好的發(fā)泡材料。P．Rachtanapun[19]等則對(duì)不同熔體指數(shù)的HDPE與PP共混體系的發(fā)泡性能進(jìn)行了研究，同樣采用先將樣品條制備好并用CO2飽和，然后在不同的條件下進(jìn)行發(fā)泡的方法。DSC分析顯示，HDPE的加入，會(huì)降低體系中兩組分的結(jié)晶度，導(dǎo)致體系熔點(diǎn)的降低。在不考慮其他條件的情況下，HDPE/PP(30:70)體系的發(fā)泡性比HDPE PP(50:50)體系好，而最佳發(fā)泡條件為 175℃、30s。同時(shí)，高熔體指數(shù)的HDPE 對(duì)發(fā)泡有負(fù)面作用，因?yàn)檫^(guò)高的熔體指數(shù)會(huì)使體系在發(fā)泡過(guò)程中失去必須的強(qiáng)度。因此泡孔形態(tài)的好壞、發(fā)泡率的高低不僅與發(fā)泡的條件有關(guān)，還與體系在發(fā)泡過(guò)程中的熔體強(qiáng)度密不可分。
       在PP與填料的混合體系中，通常認(rèn)為填料與 PP大分子之間會(huì)存在一定的物理或化學(xué)相互作用，在熔融狀態(tài)下使PP分子之間的滑移相對(duì)變得困難，起到增加熔體強(qiáng)度的作用。Takashi Nakjayama[20]等通過(guò)對(duì)PP納米粘土復(fù)合體系的發(fā)泡研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)純PP(0.2%馬來(lái)酸酐改性)或含有2%粘土體系進(jìn)行發(fā)泡時(shí)，泡孔會(huì)隨發(fā)泡溫度的增加而增大，而當(dāng)粘土的含量達(dá)到4%或7.5%后，發(fā)泡溫度的變化對(duì)泡孔尺寸不會(huì)產(chǎn)生影響，材料的TEM 照片顯示，粘土微纖在泡壁中垂直于徑向排列，這導(dǎo)致了泡壁的拉伸變硬，提高了熔體對(duì)氣體的包裹力，相當(dāng)于增加了體系的熔體強(qiáng)度。此外，粘土的加入還可以作為異相的發(fā)泡成核劑，提高泡孔的密度。由于發(fā)泡是成核與氣泡生長(zhǎng)相互競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程，因此對(duì)成核行為的研究也顯得相當(dāng)重要。