一种聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法技术

本发明专利技术涉及发泡材料测试的技术领域，提供一种聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法，所述聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法根据聚合物发泡粒子的成型工艺，利用美国TA公司生产的RSA G2动态机械分析仪，将聚合物发泡粒子固定在拉伸测试夹具上，采用压缩模式，进行动态温度扫描测试，真实地模拟测试了聚合物发泡粒子随温度升高而发生的界面热粘结现象，根据测试时的实时显示应力应变曲线变化，快速地获得了聚合物发泡粒子的界面粘结温度，是获得聚合物发泡粒子的最佳界面粘结温度的一种简便有效方法，大大缩短了聚合物发泡粒子的成型工艺试验时间，而且试验过程基本不消耗聚合物发泡粒子，大大降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及发泡材料测试的
，特别涉及一种聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法。

技术介绍

近年来，在轻量性、缓冲性、绝热性、成型性等方面具有优异性能的塑料发泡粒子成型体得到迅速发展，大量地用于包装材料、缓冲材料、包装容器、鞋材等。
现有技术中聚合物发泡粒子成型体都是将发泡粒子热压成型得到的，主要分为两种技术，一是聚合物发泡粒子在加热作用下发生表面软化，发泡粒子表面的分子链发生界面扩散，从而在聚合物发泡粒子间形成粘结；二是聚合物发泡粒子表面涂覆胶黏剂，在加热作用下，发泡粒子表面的胶黏剂发生活化或加热固化后，聚合物发泡粒子间形成粘结。
针对不同的客户、不同的用途，每个生产订单都有不同，工厂需要进行大量的产前试验，即在聚合物发泡粒子成型体的批量生产开始之前，必须要试验聚合物发泡粒子的成型工艺条件。若聚合物发泡粒子热压成型过程中的温度偏低，聚合物发泡粒子粘性差，无法成型，力学性能非常差；若温度偏高，聚合物发泡粒子会发生泡孔塌陷变形，导致成型效果差，花纹不清晰，且成型体的密度更大，性能不稳定。因此，每次产前试验，生产车间需要进行至少10次试验，才能找到一个相对合适的界面粘结温度，若需要确定最佳界面粘结温度，需要进行更多的试验，甚至30次。按每次试验需时间25分钟、使用150g聚合物发泡粒子计算，生产车间为获得聚合物发泡粒子的最佳界面粘结温度至少需要耗费250分钟的实验时间、1500g的聚合物发泡粒子，且这些使用过的聚合物发泡粒子无法回收利用，造成较大的时间和物料浪费，增加生产成本。
RSAG2动态机械分析仪是一个能在可控环境中对固定形状样品施加和量测应力和应变或应变速率的分析仪器，提供多种变形模式，可方便表征薄膜、纤维、软泡沫、热塑性或热固性条状样品、高模量复合材料、金属。仪器使用手册和仪器工程师介绍，不同变形模式需采用相对应的夹具，压缩模式测试需采用压缩夹具，样品置于上下两个圆平行板中间，再施加不同的压缩变形，可用于低或中模量样品如泡沫、弹性体、凝胶和其他软固体的测试；拉伸模式测试需采用拉伸夹具，样条由拉伸夹具上下分别固定，主要用于包装袋、包装膜、纤维、橡胶、薄膜等样条的测试。
为了测试聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度，我们考虑采用压缩模式测试，需要使用强力胶将聚合物发泡粒子固定在上下两个圆平行板上，但是市面上的强力胶在300度内存在熔融或玻璃化转变过程，严重干扰测试过程，且使用强力胶粘合时，需要几个小时甚至更久的稳定时间，而仪器的每个规格夹具只有1套，所以测试一个样品则需要5个小时甚至更久的时间；采用拉伸模式测试，可以夹住聚合物发泡粒子，但无法实现拉伸变形，即无法开展有效测试，因为测试常识告诉我们，必须保证数据的有效性、可靠性，才能开展相关测试，即动态机械分析仪测试中的应力应变曲线是正弦波或类似正弦波曲线才是有效测试数据；若测试中发生数据的偏离或者无效，则停止测试。比如动态机械分析仪测试橡胶的动态温度扫描拉伸模式时，样品在拉伸夹具上下分别固定后开始测试，若马达下行时的应力曲线是一条水平线，则说明样品未夹好，样品脱离夹具，需重新固定样品；测试过程中，若马达下行时的应力曲线有正常的正弦波变为一条水平线时，说明发生了样品脱离夹具或样品断裂，应立即停止测试，否则也是无效数据。

技术实现思路

针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法，所述聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法根据聚合物发泡粒子的成型工艺，利用美国TA公司生产的RSAG2动态机械分析仪，将聚合物发泡粒子固定在拉伸测试夹具上，采用压缩模式，进行动态温度扫描测试，真实地模拟测试了聚合物发泡粒子随温度升高而发生的界面热粘结现象，根据测试时的实时显示应力应变曲线变化，快速地获得了聚合物发泡粒子的界面粘结温度，是获得聚合物发泡粒子的最佳界面粘结温度的一种简便有效方法，大大缩短了聚合物发泡粒子的成型工艺试验时间，而且试验过程基本不消耗聚合物发泡粒子，大大降低生产成本。
为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法，包括如下步骤：
（1）样品准备：准备两个聚合物发泡粒子，发泡粒子的密度为0.01g/cm3至0.9g/cm3，根据成型工艺要求确定是否在聚合物发泡粒子的表面涂覆胶黏剂；
（2）样品安装：将两个聚合物发泡粒子分别安装在RSAG2动态机械分析仪的拉伸测试夹具的上夹具和下夹具上，并且两个聚合物发泡粒子之间头碰头靠在一起；
（3）确定测试温度范围：根据聚合物发泡粒子的软化温度和/或胶黏剂的活化温度设置测试温度范围，设置温度范围是低于软化温度或活化温度40度至高于软化温度或活化温度30度；
（4）预热处理：对聚合物发泡粒子进行加热，使得聚合物发泡粒子的温度达到测试温度范围的起点温度，并稳定保持1min-10min；
（5）测试：采用压缩模式，进行动态温度扫描测试，以固定的升温速率、应变、频率，使得聚合物发泡粒子的温度升至测试温度范围的终点温度，观察随着温度上升引起的应力应变曲线的变化，当应力应变曲线为两个相关联的正弦波时，说明两个聚合物发泡粒子界面牢固地粘结在一起，此时对应的温度即为该测试条件下获得的聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度。
进一步的是：所述聚合物发泡粒子至少包括聚氨酯类树脂发泡粒子、聚乳酸类树脂发泡粒子、聚酰亚胺类树脂发泡粒子、聚酰胺类树脂发泡粒子、聚苯乙烯类发泡粒子、聚烯烃类树脂发泡粒子、聚偏氟乙烯类树脂发泡、聚酯系树脂发泡粒子、复合树脂发泡粒子中的一种。
进一步的是：所述聚合物发泡粒子为通过物理方式或化学方式发泡得到的聚合物发泡粒子。
进一步的是：固定在上夹具和下夹具的两个聚合物发泡粒子的有效径向长度之和L小于60mm、有效宽度W小于25mm。
进一步的是：采用压缩空气通过强制对流温控炉控制聚合物发泡粒子的温度，即将压缩气体加热/冷却后以对流方式吹入测试炉腔，确保炉内温度稳定性好，控温精度±0.1℃，强制对流温控炉设有LED灯和玻璃观察窗，可以实时观察和/或记录聚合物发泡粒子的测试变化情况。；所述压缩气体是压缩空气、压缩氮气、压缩氩气、压缩蒸汽中的一种。
进一步的是：分别固定在上夹具和下夹具的聚合物发泡粒子可以为同一种材料的两个聚合物发泡粒子，也可以为两个不同材料的聚合物发泡粒子。
进一步的是：两个聚合物发泡粒子头碰头靠在一起时，会受到一个向下压缩的较小静态力，静态力力值在0.05g至3500g范围之间，优选为0.5g至500g。
进一步的是：步骤（3）的测试温度范围在-140℃至500℃范围之间。
进一步的是：在步骤（5）中，升温速率在0.1℃/min至60℃/min范围之间，优选为1℃/min至5℃/min，因为升温速率过快，会存在温度滞后现象，即获得的最佳界面粘结温度偏高。
进一步的是：在步骤（5）中，扫描频率在0.01rad/s至628rad/s范围之间，优选为0.1rad/s至100rad/s。
进一步的是：在步骤（5）中，采用应变控制模式，应变在0.01%至20%范围之间，优选为0.5%至10%。
通过采取前述技术方案，本专利技术具有如下有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）样品准备：准备两个聚合物发泡粒子，发泡粒子的密度为0.01 g/cm3至0.9g/cm3，根据成型工艺要求确定是否在聚合物发泡粒子的表面涂覆胶黏剂；（2）样品安装：将两个聚合物发泡粒子分别安装在RSA G2动态机械分析仪的拉伸测试夹具的上夹具和下夹具上，并且两个聚合物发泡粒子之间头碰头靠在一起；（3）确定测试温度范围：根据聚合物发泡粒子的软化温度和/或胶黏剂的活化温度设置测试温度范围，设置温度范围是低于软化温度或活化温度40度至高于软化温度或活化温度30度；（4）预热处理：对聚合物发泡粒子进行加热，使得聚合物发泡粒子的温度达到测试温度范围的起点温度，并稳定保持1min‑10min；（5）测试：采用压缩模式，进行动态温度扫描测试，以固定的升温速率、应变、频率，使得聚合物发泡粒子的温度升至测试温度范围的终点温度，观察随着温度上升引起的应力应变曲线的变化，当应力应变曲线为两个相关联的正弦波时，说明两个聚合物发泡粒子界面牢固地粘结在一起，此时对应的温度即为该测试条件下获得的聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物发泡粒子的最佳界面粘合温度的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）样品准备：准备两个聚合物发泡粒子，发泡粒子的密度为0.01g/cm3至0.9g/cm3，根据成型工艺要求确定是否在聚合物发泡粒子的表面涂覆胶黏剂；
（2）样品安装：将两个聚合物发泡粒子分别安装在RSAG2动态机械分析仪的拉伸测试夹具的上夹具和下夹具上，并且两个聚合物发泡粒子之间头碰头靠在一起；
（3）确定测试温度范围：根据聚合物发泡粒子的软化温度和/或胶黏剂的活化温度设置测试温度范围，设置温度范围是低于软化温度或活化温度40度至高于软化温度或活化温度30度；
（4）预热处理：对聚合物发泡粒子进行加热，使得聚合物发泡粒子的温度达到测试温度范围的起点温度，并稳定保持1min-10min；
（5）测试：采用压缩模式，进行动态温度扫描测试，以固定的升温速率、应变、频率，使得聚合物发泡粒子的温度升至测试温度范围的终点温度，观察随着温度上升引起的应力应变曲线的变化，当应力应变曲线为两个相关联的正弦波时，说明两个聚合物发泡粒子界面牢固地粘结...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鑫，丁思博，毛树禄，罗显发，姚明龙，王育玲，廖毅彬，郭彩莲，林荷香，林臭知，
申请(专利权)人：泉州市晋科技术检测有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35