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新型微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料（簡稱MPP）立膛，大家都在找惠州東銘新能源材料股份有限公司揪罕，10多年行業(yè)經(jīng)驗，口碑好宝泵，廣東地區(qū)實力生產(chǎn)廠家好啰。惠州東銘新能源材料股份有限公司具備雄厚的研發(fā)實力儿奶、完善的產(chǎn)品認(rèn)證體系(包括國內(nèi)外)框往、全覆蓋的銷售網(wǎng)絡(luò)和有機(jī)硅材料上下游完整的產(chǎn)業(yè)鏈，能夠為新能源產(chǎn)業(yè)的客戶提供完善的解決方案闯捎！微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料MPP的特點及優(yōu)勢：聚丙烯微孔發(fā)泡 (1)同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下椰弊，由于泡孔尺寸較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小隙券。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料男应，更加降低制品重量和體積。(2)由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控娱仔，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材沐飘，而片材表面不會穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝牲迫。(3)由于表面大量微米級泡孔的存在耐朴，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率盹憎。(4)微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流筛峭，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)陪每。(5)輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用影晓。(6)同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極-佳-的表面保護(hù)性能檩禾，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域挂签。

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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應(yīng)用價值：微孔發(fā)泡材料的韌性高、疲勞壽命長盼产、比強(qiáng)度高饵婆、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低戏售。除此之外還有質(zhì)輕侨核、隔熱草穆、吸震、隔音搓译、價格低廉等特點悲柱。這是因為這種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細(xì)裂縫小得多的孔徑，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端些己，所以不會降低塑料的強(qiáng)度诗祸。因此，在汽車轴总、航天航空和其他各種運(yùn)輸工具等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價值。聚丙烯微孔發(fā)泡通過研究熔體流動速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)博个，低熔體流動速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機(jī)械性能怀樟。日本Sumitom化學(xué)公司利用幾種熔體流動速率不同的聚合物共混發(fā)泡，制得了一種沖擊強(qiáng)度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材盆佣，這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間往堡。聚丙烯微孔發(fā)泡材料成核劑改性聚丙烯材料：PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料，它的結(jié)晶速度較慢慢共耍，容易形成尺寸較大的球晶虑灰，導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差，制品的外觀缺乏美感痹兜，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用穆咐。利用成核劑改性聚丙烯，是一種制備透明度高字旭，力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法对湃，因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性遗淳，適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性拍柒；且共聚PP的透明性比均聚PP好。張廣平等采用2屈暗，2-亞甲基-雙(4拆讯，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑，研究了成核劑對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響养叛。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%种呐。此時，復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃一铅，結(jié)晶度增加3%~6%陕贮，結(jié)晶速率顯著增加；材料的模量提高了20%~30%潘飘，彎曲強(qiáng)度也提高了10%~20%肮之。纖維增強(qiáng)聚丙烯材料：纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一掉缺，尤其是在汽車用塑料中。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用戈擒，在塑料中纖維長度需要大于LC眶明，既零界長度，LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系筐高。如果纖維的長度小于LC搜囱，其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大。例如柑土，玻纖增強(qiáng)PP中蜀肘，玻璃纖維的零界長度為3.1 mm；而在另外一種經(jīng)過化學(xué)改性的PP中稽屏，LC可能降到0.9mm以下扮宠。對于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm狐榔，限制了制成品性能的提高坛增。而在長玻纖增強(qiáng)塑料部件中，玻璃纖維的殘留長度可以達(dá)到3mm以上薄腻，大大提高了制品的物理機(jī)械性能收捣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用價值由于長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長，它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右庵楷；比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高罢艾；此外，這種材料的加工流動性好尽纽，制品外觀光亮昆婿、無塌坑等缺陷，制品的成型收縮率也小蜓斧。的研究成果表明仓蛆，長玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強(qiáng)聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時，LFG/PP的拉伸強(qiáng)度挎春、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度明顯高于SFG/PP看疙。

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摘要:長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料，在滿足汽車零部件性能的同時直奋，對零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)能庆，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀脚线，詳細(xì)介紹了薄壁注塑搁胆、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景渠旁。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來攀例，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展顾腊。然而粤铭，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染杂靶，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點梆惯，其中，使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來也取得了較大進(jìn)展吗垮。運(yùn)用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)垛吗、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復(fù)合材料中烁登，長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價格职烧、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比防泵，PPLGF在強(qiáng)度、剛度蝗敢、翹曲度捷泞、耐疲勞、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢寿谴，因此锁右，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實現(xiàn)重量及成本的降低。1 長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種讶泰，即熔融浸漬咏瑟、溶液浸漬、粉末浸漬痪署、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝码泞，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm～15mm狼犯，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%余寥，粒子中玻纖的保留長度可達(dá)1mm～3mm,如圖1所示，相較于玻纖保留長度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料悯森，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宋舷，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能瓢姻、耐蠕變性能等特點祝蝠，更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件。此外，隨著纖維含量的增加绎狭，PP-LGF的性能也隨之提高细溅。長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量坟岔，中谒兄、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層社付。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件承疲，同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)，因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性鸥咖，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料燕鸽，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料，在滿足相關(guān)性能的同時啼辣，可提升儀表板吸能性能啊研，同時可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計厚度由3mm～3.5mm降低到1.8mm～2.5mm，從而降低儀表板骨架重量鸥拧，推動汽車內(nèi)飾輕量化党远。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑、物理發(fā)泡富弦、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面沟娱，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄腕柜，在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法济似，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比，PP-LGF材料運(yùn)用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右盏缤，整體減重可達(dá)約25%砰蠢。該工藝的投入成本較低，重量優(yōu)勢明顯唉铜。目前台舱，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中，如吉利潭流、大眾柿赊、上汽、福特等均有應(yīng)用幻枉，一般選擇PPLGF20材料碰声，設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm。然而熬甫，薄壁注塑工藝也存在兩點問題胰挑，首先是該工藝的模具成本較高，使用薄壁注塑，成型模具需要采用熱流道設(shè)計瞻颂，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高豺谈。其次，注塑工藝管控和注塑精度要求高贡这，因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性茬末，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性較差盖矫。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝丽惭，它是以熱塑性材料為基體，通過將超臨界流體（二氧化碳或氮?dú)猓?溶解到熱熔膠中形成單相溶體辈双，并保持在高壓力下责掏，然后，通過開關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔湃望，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]换衬，該項技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化证芭。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短瞳浦、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低废士、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣叫潦。MuCell工藝使用超臨界流體，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性湃密。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段，縮短成型周期四敞，同時泛源，可使壓力分布均勻，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力忿危，降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲达箍，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。另外铺厨，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕缎玫，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充，降低材料密度解滓，產(chǎn)品重量減輕赃磨，較同材質(zhì)實體，重量可降低5%～10%洼裤。目前邻辉，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝，骨架產(chǎn)品設(shè)計壁厚2.4mm，相較于實心材料重量降低了10%值骇，此外莹菱，長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高吱瘩，工藝難度大道伟，同時相關(guān)研究表明，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時使碾，產(chǎn)品性能會下降10%左右蜜徽，基本滿足性能要求，減重超過8%部逮，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降娜汁，不能滿足要求。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%兄朋。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝（core-back）掐禁，二者均是在注塑過程中，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機(jī)發(fā)泡劑颅和，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體傅事，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)，以降低材料密度峡扩，減輕產(chǎn)品重量蹭越。其中，core-back工藝因使用了二次開模教届，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡响鹃，發(fā)泡的倍率更高，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多案训，產(chǎn)品的減重比更大买置。一般來說，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%～8%左右强霎，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%忿项，具體根據(jù)退模行程決定。同物理發(fā)泡工藝一樣城舞，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時轩触，減少產(chǎn)品翹曲變形，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性家夺，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件脱柱。目前，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝拉馋，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm褐捻，重量降低了約40%掸茅，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴柠逞，開模的周期較長昧狮，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高，而且該工藝的技術(shù)難度較高板壮，后期調(diào)試周期較長逗鸣，產(chǎn)品的綜合成本較高。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴绰精，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯撒璧，減重效果低于薄壁注塑工藝，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝笨使。

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國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營企業(yè)加速沖擊卿樱，有如洪水。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%硫椰，中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%繁调，東華能源、中景石化靶草、寶豐能源蹄胰、紹興三圓、巨正源等民營企業(yè)強(qiáng)勢來攻奕翔。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂裕寨，薄壁注塑料緊隨其后，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住派继。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品宾袜，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)，成為天津石化創(chuàng)效利器驾窟。T5015M產(chǎn)品在透明度庆猫、加工成型、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越纫普，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒阅悍、沙拉碗好渠、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)昨稼。下一步，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝拳锚、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域假栓，不斷擴(kuò)大中高端材料市場份額。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N霍掺，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場“健康美麗新風(fēng)尚”營銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營銷案例之后匾荆，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列拌蜘，滿足用戶個性化需求的又一創(chuàng)新。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤牙丽，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加简卧，正成為“新貴”。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會”演講報告：《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應(yīng)用》近年來烤芦，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展举娩，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯、汽車部件构罗、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼铜涉、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多。筆者介紹熱成型基本原理及特點遂唧、國內(nèi)熱成型包裝市場概況芙代、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子盖彭，如奶茶杯纹烹、冷飲杯、快餐杯等谬泌，主要用于快餐店滔韵、奶茶店、果凍制品廠等掌实。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主陪蜻，部分冷飲采用PET 材質(zhì)。杯子主要以透明材質(zhì)為主贱鼻，季節(jié)性較強(qiáng)宴卖，主要用PP原料生產(chǎn)。1.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品邻悬。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥症昏、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒。這都對樹脂原料提出了更高要求父丰。PET肝谭，PS 不耐高溫。PP 耐熱性能較好蛾扇，價格低廉攘烛，易得，所以成為原料镀首。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形坟漱，且市場上無針對熱成型的專用料，客戶采用T30S 添加助劑改性更哄，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定芋齿、制品成難等問題腥寇。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030，具有耐熱溫度高觅捆，成型方便赦役，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋栅炒、餐盒蓋扩劝、杯蓋等，主要用于快餐店职辅、奶茶店棒呛、蛋糕店等.蓋子以透明為主，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多域携。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干簇秒、薯片、花生秀鞭、餃子趋观、湯圓的包裝，外面還會有一層包裝锋边，主要使用于速食品廠皱坛。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主，另外還有乳白色等豆巨。一般餃子剩辟、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)往扔，常溫下使用的零食托盤以PET贩猎，PS 和PP 為主，廠家根據(jù)喜好及價格選擇萍膛。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品吭服。綜上可見，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍蝗罗，樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求艇棕，如加工性能、力學(xué)性能串塑、光學(xué)性能等沼琉，同時加工設(shè)備的改進(jìn)提升，也會對樹脂性能提出更高的要求拟赊，二者相互促進(jìn)刺桃，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品粹淋。熱成型食品包裝用PP特點及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射吸祟、擠出瑟慈、吹塑之后，又一重要的加工方式屋匕，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對這一市場提供了多個商業(yè)化的PP 牌號葛碧。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號。國外熱成型專用料多為均聚物过吻，透明無規(guī)共聚物較少进泼，且部分牌號進(jìn)口周期長，國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料纤虽。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主乳绕，隨成型機(jī)工藝的進(jìn)步，片材寬度日益提高逼纸，寬可達(dá)1 000 mm 以上洋措，因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD) 以提高片材耐熔垂性能杰刽，但此方式將帶來混料不均菠发、制品透明性受限等問題。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能贺嫂、超高透明度的PP 原料需求日益迫切滓鸠。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用第喳，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒（低毒）糜俗、絕熱、隔音曲饱、絕緣吩跋、緩沖、輕量化等性能渔工，在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機(jī)锌钮。隨著國民對于環(huán)保、綠色引矩、安全梁丘、舒適要求愈加苛刻，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃旺韭、可（完全）降解氛谜、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點区端。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授領(lǐng)銜的《高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強(qiáng)化》項目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎值漫，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用织盼，包括新能源汽車動力電池墊片等等杨何，引領(lǐng)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用酱塔。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點發(fā)泡材料具有較好防震緩沖、隔音危虱、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性羊娃，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材、汽車減震埃跷、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等蕊玷。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料，如地板弥雹、頂棚垃帅、方向盤、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料剪勿，這種材料耐候性能較差挺智，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著窗宦，對汽車輕量化提出了更高要求赦颇。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下赴涵，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向媒怯。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局髓窜。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動汽車的技術(shù)關(guān)鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術(shù)及安全性能扇苞。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題寄纵。在暴雨鳖敷、淺灘、霧霾等極端條件下程拭，為滿足汽車行駛過程中動力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求定踱，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動力電池上。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量恃鞋、提升安全性崖媚，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個電芯，可在一定時間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控恤浪。由于特斯拉在動力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用畅哑，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應(yīng)用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下水由，微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域荠呐，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題泥张。日常生活中呵恢，當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時圾结，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保齿诉，近年來綜合性能優(yōu)異筝野、可回收的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”，日益受到熱捧粤剧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種歇竟。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快抵恋、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一焕议，其高品質(zhì)發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領(lǐng)域的熱點與難點。其中弧关，超臨界CO2（二氧化碳）發(fā)泡聚合物技術(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)盅安。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項世囊。該項目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝别瞭，開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作。據(jù)項目團(tuán)隊專家介紹株憾，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類蝙寨。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留嗤瞎、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點墙歪；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用贝奇；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高或價格昂貴虹菲，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候掉瞳、火災(zāi)危險届惋、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體菠赚，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)脑豹，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點衡查、表面張力和粘度下降瘩欺、結(jié)晶行為改變等一系列變化，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物俱饿，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制歌粥，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔拍埠，可操作窗口窄失驶。因此，大規(guī)模制造具有穩(wěn)定均勻泡孔形貌和外形尺寸的高發(fā)泡倍率微孔材料難度大枣购。了攻克這一難題嬉探，近年來，團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通棉圈、中石化北化院涩堤、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位分瘾，在合適物料體系胎围、可控工藝過程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化、強(qiáng)化和工程化等系列工作德召，形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專用料“分步/分段發(fā)泡新工藝”“優(yōu)化構(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結(jié)晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機(jī)制白魂，開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強(qiáng)的CO2溶解擴(kuò)散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料，以及能有效改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑上岗；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率碧聪，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設(shè)備體積；釜壓發(fā)泡液茎、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計保證了均勻的壓力場逞姿、溫度場和速度場，成功實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產(chǎn)捆等。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)滞造，項目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造栋烤；新建了4套谒养、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置，生產(chǎn)效率提高25%明郭，成品率提高到99%以上买窟；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億薯定，利稅1.09億始绍。隨著應(yīng)用市場快速開拓，2019年共推廣新建了13套裝置话侄，市場占有率高和競爭力強(qiáng)亏推。項目團(tuán)隊獲得授權(quán)發(fā)明專利8件学赛、實用新型專利8件；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文吞杭，“國外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為盏浇。”科技查新表明芽狗，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平绢掰，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比童擎，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕滴劲、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好柔昼、成型周期短等一系列優(yōu)點哑芹。目前炎辨，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一捕透，具有操作簡單、效率高碴萧、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件乙嘀，且能耗少，符合節(jié)約材料破喻，降低成本這一發(fā)展理念虎谢，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而曹质，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形婴噩，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕羽德、銀紋等缺陷几莽，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用宅静。家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置章蚣，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)姨夹，采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點纤垂，改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP磷账、發(fā)泡劑(AC)峭沦、發(fā)泡助劑[Zn(St)2／ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進(jìn)行塑化。然后打開氣體反壓裝置逃糟，在型腔中分別注入固定的GCP為0熙侍，0.2，0.4，0.6蛉抓，0.8?MPa的氣體庆尘，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡，冷卻后巷送，取出PP發(fā)泡樣品驶忌。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達(dá)到大值笑跛。隨著GCP從0增加至0.8?MPa付魔，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa，注射完成后飞蹂，隨著氣體的排出几苍，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮陈哑，熔體壓力逐漸趨于0?MPa妻坝。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力惊窖，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境刽宪。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率界酒，泡孔發(fā)生流動剪切變形圣拄，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形毁欣，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象庇谆，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小凭疮，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)饭耳。同時發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大哭尝，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小哥攘，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大材鹦，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布逝淹。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)桶唐，此時整體泡孔的變形較小栅葡。是因為GCP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用，GCP值越大尤泽，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大欣簇，泡孔受到熔體的約束力大规脸，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示熊咽∧迹可知，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%横殴；隨著GCP的增大被因，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時衫仑，升高至26.7%梨与。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降，從63.7%下降到45.4%文狱，這說明GCP可以減小泡孔變形層粥鞋，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計瞄崇，如下圖所示呻粹，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢杠袱，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大尚猿，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小窝稿，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度楣富，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小伴榔。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計纹蝴，見圖c，隨著GCP的增加踪少，當(dāng)GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小塘安，但隨著GCP的進(jìn)一步增大，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm援奢。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大兼犯，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降集漾，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱切黔，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長，因此熔體壓力越大具篇，泡孔直徑越大纬霞。