浙江超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP幼驶，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米艾杏，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在盅藻，MPP具有優(yōu)異的減震糜颠、緩沖汹族、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝其兴、交通工具顶瞒、箱包、體育器材等領(lǐng)域元旬，是傳統(tǒng)EVA榴徐、PU、PS發(fā)泡材料匀归、EPE和EPP的替代物坑资。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體穆端，并誘導(dǎo)其成核袱贮、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料体啰。發(fā)泡過程清潔無污染攒巍，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)荒勇，因此可回收循環(huán)使用柒莉。丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料沽翔。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械兢孝、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖仅偎、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域跨蟹，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫橘沥。PP是半結(jié)晶聚合物窗轩，其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE威恼、PS品姓、PU發(fā)泡材料寝并，MPP的使用溫度可達(dá)120℃箫措，因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域衬潦。MPP集增強(qiáng)斤蔓、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域镀岛，如汽車弦牡、軌道交通友驮，船舶，風(fēng)機(jī)葉片等驾锰。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用卸留，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等椭豫，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用耻瑟。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有：(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下，由于泡孔較小赏酥，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小喳整。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積裸扶。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控框都，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會(huì)穿孔呵晨，可應(yīng)用于微電子器件的包裝魏保。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板何荚，提高漫反射率囱淋。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞餐塘。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的妥衣、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用戒傻。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔税手，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域需纳。

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利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機(jī)芦倒，采用一步法擠出工藝研制了汽車內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂不翩，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑兵扬、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）口蝠。結(jié)果表明器钟，具有良好性能的PP微發(fā)泡專用料的配方（質(zhì)量份數(shù)）：均聚PP為40.00份，共聚PP為60.00份妙蔗，過氧化二特丁烷為0.18份傲霸，過氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份，碳酸鈣為0.50份昙啄，發(fā)泡劑AC為 0.40份穆役。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3梳凛。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕耿币、耐高溫、綠色環(huán)保韧拒、易注射成型掰读、成型周期短和成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著汽車輕量化的發(fā)展叭莫，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多蹈集。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想，僅適用于需表面附皮的高端車雇初，汽車用PP發(fā)泡材料主要為質(zhì)量更好的 化學(xué)微發(fā)泡材料［1-3］拢肆。化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米靖诗，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳郭怪。目前國內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ，國外也只有美國刊橘、意大利鄙才、日本等少數(shù)幾個(gè)國家能生產(chǎn)。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法促绵，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂攒庵，采用一步法工藝研制出了性能符合相關(guān)指標(biāo)要求的汽車內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ败晴，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3浓冒。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗(yàn)部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1），熔體流動(dòng)速率（MFR）為3.0g/（10min）尖坤，中國石化齊魯分公司稳懒；共聚PP（記作PP2），MFR為2.0g/（10min）慢味，中國石化齊魯分公司场梆；抗氧劑，168和1010纯路，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司或油；過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二特丁烷（DBP）感昼，過氧化二異丙苯（DCP）装哆，二乙烯基苯罐脊，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC）定嗓，液體石蠟蜕琴，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司；發(fā)泡改性劑DMS-10宵溅，自制凌简。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國HAAKE公 司恃逻；CMT450料試驗(yàn) 機(jī)雏搂，天水三斯有限公司；∮25單螺桿擠出機(jī)寇损，德國BRABENDER公司凸郑；AH-2奧林巴斯顯微鏡，日本奧林巴斯公司矛市。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂芙沥、過氧化物、改性劑浊吏、抗氧劑而昨、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量，投入10L高速攪拌機(jī)找田，低速混合1min歌憨，高速混合2min出料，料溫不 高于50℃墩衙。擠出發(fā)泡：擠出機(jī)設(shè)置溫度180～200℃务嫡，機(jī)頭溫度195℃，距機(jī)頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平漆改，取樣待用植袍。1.4 測試表征拉伸強(qiáng)度按照GB/T1040.3—2006測試，采用4型試樣籽懦，拉伸速度為50mm／min于个；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試，寬度25mm暮顺；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843—2008測試厅篓；表觀密度按GB/T6343—2009測試；泡孔密度按方法測試捶码。２ 結(jié)果與討論.1 引發(fā)劑的選擇以PP1/PP2質(zhì)量 比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂羽氮，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑，測試體系的熔體強(qiáng)度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量惫恼，結(jié)果見表1档押。DBP/DCP對發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注：擠出口模厚度0.6mm，寬度50mm。由表1看出令宿，DBP和DCP都能提高PP熔體強(qiáng)度叼耙，但片材表面和泡孔均勻性不同，隨DCP含量增加粒没，擠出片材表面質(zhì)量變差筛婉，泡孔變得不均勻；DCP雖有利于提高熔體強(qiáng)度癞松，但比例不宜過大爽撒，以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度响蓉，擠出反應(yīng)時(shí)硕勿，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基枫甲，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)首尼，形成局部高強(qiáng)度熔體，熔體強(qiáng)度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻言秸，形成凹凸不平的表面软能。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10举畸，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系查排，結(jié)果見圖1。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出抄沮，隨引發(fā)劑含量增加跋核，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低叛买，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份砂代。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時(shí)，引發(fā)劑濃度不足率挣，PP接枝率不高刻伊，熔體強(qiáng)度不足，難以包裹住氣體椒功，泡孔較大捶箱，并有部分泡孔破裂，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高动漾；隨引發(fā)劑含量增加丁屎，PP接枝程度提高，熔體強(qiáng)度相應(yīng)增加旱眯，氣泡在膨脹過程中晨川，泡壁不易破裂证九，形成致密均勻的泡孔，單位體積泡孔數(shù)量增加共虑，材料密度下降愧怜；隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高，熔體強(qiáng)度高于氣泡膨脹的動(dòng)力看蚜，使氣泡不能充分膨脹，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高赔桌。.2 發(fā)泡劑的選擇與用量圖2是發(fā)泡劑 AC含量與發(fā)泡材料表觀密度及其泡孔密度的關(guān)系供炎。由看出，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加疾党，發(fā)泡材料表觀密度降低音诫，泡孔密度提高，這是由于發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體隨其用量增加而增加雪位，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用竭钝。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時(shí)，發(fā)泡材料表觀密度反而回升雹洗，泡孔密度下降香罐。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進(jìn)一步提高，熔體中氣體含量過多时肿，氣泡膨脹加劇庇茫，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并，氣體溢出螃成，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高旦签，泡孔密度下降。由還可看出寸宏，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份宁炫。

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概述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米氮凝，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)羔巢。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震罩阵、緩沖朵纷、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝永脓、交通工具袍辞、箱包、體育器材等領(lǐng)域常摧，是傳統(tǒng)EVA搅吁、PU威创、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物谎懦。丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP肚豺，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體，并誘導(dǎo)其成核界拦、發(fā)泡吸申，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染享甸，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保截碴。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用蛉威。聚丙烯（PP）本身是無毒材料日丹，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械蚯嫌、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域哲虾。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域择示，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫束凑，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物栅盲，其熔點(diǎn)一般150~170℃湘今。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS剪菱、PU發(fā)泡材料摩瞎，MPP的使用溫度可達(dá)120℃，因此MPP特別適合高溫包裝孝常、高溫保溫等領(lǐng)域旗们。MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體构灸，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域上渴，如汽車、軌道交通喜颁，船舶稠氮，風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用半开，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫隔披、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用寂拆。 MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有：(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下奢米，由于泡孔較小抓韩，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料鬓长，更加降低制品重量和體積谒拴。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材涉波，而片材表面不會(huì)穿孔英上，可應(yīng)用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在啤覆，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板苍日，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流城侧，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞易遣。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的彼妻、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)嫌佑。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。6) 同樣由于其微米尺度的泡孔侨歉，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能屋摇，可應(yīng)用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域。

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發(fā)泡塑料發(fā)泡塑料是通過物理或者化學(xué)的方式使塑料內(nèi)部產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)而得到的一類塑料幽邓。這種塑料具有質(zhì)輕炮温、隔熱、緩沖牵舵、絕緣柒啤、防腐、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)畸颅。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成發(fā)泡塑料担巩，常見的發(fā)泡塑料有聚苯乙烯、聚氨酯没炒、聚烯烴涛癌。三大發(fā)泡塑料對比聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡聚丙烯簡介發(fā)泡聚丙烯是以聚丙烯為基礎(chǔ)樹脂制備的發(fā)泡塑料。與常用發(fā)泡塑料相比送火，發(fā)泡聚丙烯具有諸多優(yōu)點(diǎn)拳话。發(fā)泡聚丙烯原料由于普通聚丙烯較低的熔體強(qiáng)度無法保證氣泡增長時(shí)泡孔壁所承受的拉伸應(yīng)力，所以發(fā)泡用聚丙烯需要采用高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)种吸。提高聚丙烯熔體強(qiáng)度的方法包括物理共混和化學(xué)改性兩類方法弃衍。目前生產(chǎn)高熔體強(qiáng)度聚丙烯原料的廠家有巴塞爾(Basell)、北歐化工(Borealis)坚俗、陶氏化學(xué)笨鸡、韓國三星姜钳、埃克森美孚等形耗，具備聚丙烯發(fā)泡技術(shù)的廠家有JSP和Kaneka以及BASF哥桥、Berstorff公司。國內(nèi)很多科研院所對發(fā)泡技術(shù)進(jìn)行了較多研究激涤，部分廠家實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)拟糕，如鎮(zhèn)海煉化、燕山石化樹脂研究所倦踢、武漢富蒂亞送滞，但產(chǎn)品質(zhì)量與國外相比仍有較大差距。發(fā)泡聚丙烯制備工藝發(fā)泡聚丙烯主要有三種制備工藝：高熔體強(qiáng)度聚丙烯發(fā)泡辱挥、交聯(lián)聚丙烯發(fā)泡犁嗅、共混體系發(fā)泡工藝。發(fā)泡聚丙烯制備關(guān)鍵發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景晤碘，但技術(shù)開發(fā)難度大褂微，聚丙烯發(fā)泡工藝關(guān)鍵技術(shù)在于通過調(diào)整過程溫度來控制聚丙烯發(fā)泡穩(wěn)定性和發(fā)泡倍率。發(fā)泡聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域1.食品包裝發(fā)泡聚丙烯具有良好的可降解性园爷，耐油性好宠蚂，這使得它在一次性包裝市場中比難降解的發(fā)泡聚苯乙烯餐具有明顯的優(yōu)勢。2.保溫隔熱發(fā)泡聚丙烯材料是一種新型的隔熱材料童社，耐溫能力強(qiáng)求厕，通常可承受溫度范圍在-40～110℃扰楼，在短時(shí)間內(nèi)可承受130℃高溫呀癣。3.汽車行業(yè)發(fā)泡聚丙烯材料近年來在汽車行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨擴(kuò)大，可以大幅降低汽車重量弦赖，節(jié)省油耗项栏。4.建筑領(lǐng)域防水保護(hù)材料、地板緩沖材料腾节、外墻隔熱材料5.電子包裝6.緩沖包裝7.體育用品8.玩具發(fā)泡聚丙烯主要生產(chǎn)企業(yè)發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景忘嫉，但技術(shù)開發(fā)難度很大，目前國內(nèi)尚未有其相關(guān)的案腺、可工業(yè)化的產(chǎn)品出現(xiàn)庆冕，核心技術(shù)主要掌握在JSP和ANEKA這兩家公司手中。