超临界CO2在聚苯乙烯熔体中的扩散系数

作者：王都阳,蔡圳南,黄兴元,王龙,李孟山

摘要：微孔发泡材料的质量与超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量和溶解速率紧密相关,采用有限元模拟的方法得出不同条件下的等效扩散系数来表征溶解速率。首先,通过基于体积法的实验装置测出不同条件下超临界CO2在聚合物熔体中的溶解量;其次,通过COMSOL软件计算得出不同的扩散系数下溶解量的变化,最后通过实验值与模拟计算值之间的对比,得出不同条件下,超临界CO2在聚合物中的等效扩散系数,并分析了误差来源。结果表明,超临界CO2在聚苯乙烯(PS)熔体中的溶解量随着压力的增加而增加,相反,随着温度的升高呈下降的趋势;模拟计算所得等效扩散系数与实验保持一致,温度与压力的增大都会提高扩散系数的数值;模拟的溶解平衡时间与实验的溶解平衡时间之间的误差不超过20%。实验结果与模拟计算的结果吻合较好。因此,计算溶解量及等效扩散系数具有重要意义,可为微孔发泡工艺提供理论指导。

发文机构：南昌大学江西省高性能精确成型重点实验室 江西交通职业技术学院 东华理工大学江西省聚合物微纳制造与器件重点实验室 赣南师范大学物理与电子信息学院

关键词：超临界二氧化碳聚苯乙烯溶解量扩散系数supercritical carbon dioxidepolystyrenedissolved amountdiffusion coefficient

分类号： TQ325.2[化学工程—合成树脂塑料工业]