需要对聚合物泡沫具有先进的功能越来越多，特别是在航空航天应用，电子，建筑，汽车和能源工业。1高性能工程塑料为泡沫体具有优异的特性的机会。2
我们已经用聚（醚酰亚胺）（PEI），其具有215-220℃的高玻璃化转变温度 它不软化，直到它到达温度高于该范围，因此是理想的，揭露出料温度极端的空间应用。裴泡沫作为保温空间中使用那里的温度可以达到非常高的值和物理性能的保留是必须的。不像PEI，日用塑料如聚乙烯在较低的温度，即100℃左右失去其物理特性 另一方面，什么是对物理性能的优点是加工性和流动性/定形性的缺点。如果聚合物具有较高的玻璃化转变温度一样，PEI，它也需要一个相当高的处理温度：在这种情况下，高于300℃，在我们的发泡过程。面临的挑战是工程塑料树脂转化为泡沫考虑的处理操作的难度。使用超临界CO 2使我们能够生成泡沫不使用化学发泡剂，以及所提供的泡沫性能的良好的控制。
我们使用了沙伯基础PEI ULTEM 1000挤出发泡。3-6亲水型气相纳米二氧化硅（380的Aerosil赢创工业公司）被纳入PEI在某些运行。单螺杆挤出机被用于用超临界CO结合2进给机构：高压注射泵用数字控制接口和温度控制，以使二氧化碳的进料2在100-125℃下（参见图1）。我们介绍了加压的CO 2的位置处的螺杆具有正锥角。CO的临界值2是31℃ 和7.38MPa。7，8桶区温度为340-360°C。管芯 需要提供一个压力降大于二氧化碳的临界压力2，压力损失率大于或等于1MPa的/秒。在CO 2被夹带进入的PEI熔体并加压，以在入口到模具的最大压力。
图1。
图我们的单螺杆挤出机系统用超临界CO 2注射泵。
的模条件的优化所需的PEI与CO的剪切粘度的估算2，
其中一个，b，米0，并Ñ是常数，ë 一个是活化能，[R是气体常数，以及ŧ 0是参考温度。模头的压力降随体积流率数据设置的参数的值一和b为一个 = 0.6，b = 0.011。模头的压力降减少二氧化碳的引入在2和观察到在较低温度下，其中二氧化碳的溶解度更大的压力降低2在PEI是较高的（参见图2）。
图2。
模具的压力降和聚挤出聚醚酰亚胺（PEI）泡沫期间达到的质量流率。
图3。
当最大压力变得大于二氧化碳的临界压力2，超临界条件时为止。在一些死点处的压力下降时二氧化碳的临界压力低于2。所得到的过饱和度产生了CO的成核2的气泡。当压力继续降低，过饱和的程度，因此成核速率的增加。9后的围墙，即，在出现的流体的出管状模具，挤出物膨胀的压力和约束的释放迅速。PEI泡沫体的密度值可以看出，在图3。
图3。
纯PEI泡沫样品与尊重密度值死的压力。
根据溶解性考虑，我们确定了PEI泡沫体的理论最小密度是160公斤/米3。测得的泡沫密度值均在182±20KG /米3至790±60kg / m钢轨3范围内。过度的13.8-17.2MPa压力下降，渐近线达成，这表明在模具的压力更多的增加将不会减少泡沫的密度进一步。挤出发泡的PEI既表现出封闭式和开放式的细胞结构（见图3和4）。
图4。
指的是纯PEI作为样品模具压力的函数的孔径值。
泡沫挤出在相对 低的压力下模的孔径分布很窄。作为模具的压力增加时，打开电池结构具有互连孔隙被观察到的，这表明更大量的CO 2可在较高压力下被溶解，并导致细胞与对方的过程中细胞的生长相合并。10
细胞密度值，Ñ，可根据下式计算：
其中Ñ b是细胞中检查被指定为区域中的数升2和κ是泡沫。的膨胀比11，12内的细胞密度值在7.25×10的范围4到7.43×10 6。最高的细胞密度是在7.76MPa的管芯的压力降来实现，在290℃，9.11MPa和/秒的压力损失率。
细胞的大小是独立的模头压力下降时，它是比CO的临界压力较小2（参见图4）。在模具的压力大于二氧化碳的临界压力2，孔径增大。这应该与细胞聚结的可能性较高的细胞壁后快速释放相对高的压力下破裂的结果相关联。10,11高于CO的临界压力2，孔尺寸的不断增加而增加压力。孔径分布在超临界条件下扩大。
我们研究了使用自TA Instruments的ARES流变仪，在室温下的泡沫体的粘弹性。的储能模量，G'增加与PEI泡沫体的密度增加（参见图5）。
图5。
储能模量的纯的PEI和PEI-纳米二氧化硅泡沫具有不同密度的，G'。Ê f和E p是弹性模量（储能模量，G'在5rad / s的确定），ρ f，ρ p是所述泡沫体和聚合物的密度在环境温度下，分别为。关于模量对密度的二次方程式的最佳拟合被示为连续的曲线。
