深圳聚丙烯微孔發(fā)泡廠家

利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機库菲，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)樹脂志膀，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑熙宇、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）溉浙。結(jié)果表明烫止，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份戳稽，過氧化二特丁烷為0.18份馆蠕，過氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份惊奇，碳酸鈣為0.50份互躬，發(fā)泡劑AC為 0.40份。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ颂郎，泡孔密度可達個／cm3吼渡。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、耐高溫乓序、綠色環(huán)保寺酪、易注射成型坎背、成型周期短和成本低等優(yōu)點。隨著汽車輕量化的發(fā)展寄雀，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多得滤。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咙俩，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］耿戚。化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米阿趁，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳膜蛔。目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ，國外也只有美國脖阵、意大利皂股、日本等少數(shù)幾個國家能生產(chǎn)。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法命黔，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂呜呐，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悍募，泡孔密度可達個／cm3蘑辑。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1），熔體流動速率（MFR）為3.0g/（10min）坠宴，中國石化齊魯分公司洋魂；共聚PP（記作PP2），MFR為2.0g/（10min）喜鼓，中國石化齊魯分公司副砍；抗氧劑，168和1010庄岖，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司豁翎；過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二特丁烷（DBP）隅忿，過氧化二異丙苯（DCP）心剥，二乙烯基苯，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC）背桐，液體石蠟优烧，江蘇強盛功能化學(xué)股份有限公司；發(fā)泡改性劑DMS-10牢撼，自制匙隔。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國HAAKE公 司；CMT450料試驗 機纷责，天水三斯有限公司捍掺；∮25單螺桿擠出機，德國BRABENDER公司再膳；AH-2奧林巴斯顯微鏡挺勿，日本奧林巴斯公司。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂喂柒、過氧化物不瓶、改性劑、抗氧劑灾杰、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量蚊丐，投入10L高速攪拌機，低速混合1min艳吠，高速混合2min出料麦备，料溫不 高于50℃。擠出發(fā)泡：擠出機設(shè)置溫度180～200℃昭娩，機頭溫度195℃凛篙，距機頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平，取樣待用栏渺。1.4 測試表征拉伸強度按照GB/T1040.3—2006測試庇绽，采用4型試樣盘寡，拉伸速度為50mm／min稀轨；彎曲強度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試冰单，寬度25mm；沖擊強度按GB/T1843—2008測試秀仲；表觀密度按GB/T6343—2009測試融痛；泡孔密度按方法測試壶笼。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)樹脂神僵，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑，測試體系的熔體強度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量覆劈，結(jié)果見表1保礼。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责语。由表1看出炮障，DBP和DCP都能提高PP熔體強度，但片材表面和泡孔均勻性不同坤候，隨DCP含量增加胁赢，擠出片材表面質(zhì)量變差，泡孔變得不均勻白筹；DCP雖有利于提高熔體強度智末，但比例不宜過大谅摄，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加工溫度系馆，擠出反應(yīng)時送漠，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解，短時間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基由蘑，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)闽寡，形成局部高強度熔體，熔體強度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻尼酿，形成凹凸不平的表面爷狈。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裳擎，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系淆院，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可看出句惯，隨引發(fā)劑含量增加土辩，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抢野，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份拷淘。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時，引發(fā)劑濃度不足指孤，PP接枝率不高启涯，熔體強度不足，難以包裹住氣體恃轩，泡孔較大结洼，并有部分泡孔破裂，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高叉跛；隨引發(fā)劑含量增加松忍，PP接枝程度提高，熔體強度相應(yīng)增加筷厘，氣泡在膨脹過程中鸣峭，泡壁不易破裂，形成致密均勻的泡孔酥艳，單位體積泡孔數(shù)量增加摊溶，材料密度下降；隨引發(fā)劑含量進一步提高充石，熔體強度高于氣泡膨脹的動力莫换，使氣泡不能充分膨脹，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高。.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)系拉岁。由看出溃列，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加，發(fā)泡材料表觀密度降低膛薛，泡孔密度提高听隐，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，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用哄啄。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時雅任，發(fā)泡材料表觀密度反而回升，泡孔密度下降咨跌。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進一步提高沪么，熔體中氣體含量過多，氣泡膨脹加劇锌半，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并禽车，氣體溢出，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高刊殉，泡孔密度下降殉摔。由還可看出，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份记焊。

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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP逸月，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，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)遍膜。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在碗硬，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖瓢颅、隔熱和吸聲等性能恩尾，可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具挽懦、箱包翰意、體育器材等領(lǐng)域，是傳統(tǒng)EVA巾兆、PU猎物、PS發(fā)泡材料虎囚、EPE和EPP的替代物角塑。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)入聚丙烯材料基體淘讥，并誘導(dǎo)其成核圃伶、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染窒朋，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保搀罢。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用侥猩。丙烯（PP）本身是無毒材料榔至，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)療器械欺劳、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域唧取。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)域划提，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫枫弟，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物鹏往，其熔點一般150~170℃淡诗。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS伊履、PU發(fā)泡材料韩容，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝唐瀑、高溫保溫等領(lǐng)域宙攻。MPP集增強、隔熱和降噪為一體介褥，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域座掘，如汽車、軌道交通柔滔，船舶溢陪，風(fēng)機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用睛廊，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫形真、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用超全。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)下咆霜，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小嘶朱。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料蛾坯，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控疏遏，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材脉课，而片材表面不會穿孔救军，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倘零，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板唱遭，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流呈驶，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞拷泽。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)袖瞻。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用跌穗。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護性能虏辫，可應(yīng)用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領(lǐng)域蚌吸。

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彈性體材料是指在受到外力或變形時，能夠恢復(fù)原狀或者接近原狀的材料砌庄。其最基本的特性就是彈性羹唠，即在受到一定的外力作用后能夠發(fā)生彈性變形，然后在去除外力后能夠自動恢復(fù)原狀的能力娄昆。因此佩微，彈性體材料在工業(yè)制造、機械制造和航天萌焰、軍事等領(lǐng)域中扮演著重要的角色哺眯。 彈性體材料最典型的代表就是橡膠。橡膠具有較高的彈性和機械強度扒俯，具有良好的抗拉奶卓、抗壓、抗撕裂和耐磨性能撼玄，適用于制作各種密封圈夺姑、彈簧、橡膠管等重要的機械零部件掌猛。除了橡膠之外盏浙，還有許多其他的彈性體材料，例如聚合物材料荔茬、彈性泡沫等废膘，這些材料都具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。由于彈性體材料具有良好的柔韌性和粘性慕蔚，因此可以用于制作各種居家用品丐黄、文具用品、玩具等坊萝。此外孵稽，彈性體材料還可以用于醫(yī)療領(lǐng)域中许起，例如制作假肢和支架等醫(yī)療器械十偶。在軍事領(lǐng)域中菩鲜，彈性體材料可以用于制造坦克履帶、防彈衣和車胎等軍事裝備惦积，具有重要的戰(zhàn)略意義接校。彈性體材料是現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的一種材料，其廣泛應(yīng)用于制造狮崩、機械蛛勉、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域睦柴，為推動經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步做出了巨大貢獻诽凌。隨著新技術(shù)和新材料的不斷涌現(xiàn)，相信彈性體材料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)訌V泛坦敌。 TPU材料（熱塑性聚氨酯）是一種由聚醚或聚酯多元醇和二異氰酸酯組成的熱塑性彈性體侣诵。它具有優(yōu)異的彈性、耐磨性狱窘、耐油性杜顺、耐化學(xué)性、耐氧化性和良好的加工性能蘸炸。由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)躬络，TPU材料被廣泛應(yīng)用于汽車、運動鞋搭儒、電子產(chǎn)品穷当、醫(yī)療器械、玩具淹禾、建筑材料等領(lǐng)域膘滨。 POE材料是一種烯烴共聚物，其含量一般在20~50%之間稀拐。其優(yōu)異的物理性質(zhì)包括良好的伸展性火邓、回彈性、耐磨性德撬、耐撕裂性铲咨、防水性和耐氣候性等。此外蜓洪，POE材料還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性纤勒，可以在寬廣的溫度和化學(xué)介質(zhì)條件下使用。這些性質(zhì)使得POE材料在各種應(yīng)用領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景隆檀。其次摇天，POE材料的制備方法分為物理法和化學(xué)法兩類粹湃。物理法主要是采用熔融混合或混合方式將多種材料混合熔融后制成，而化學(xué)法主要是采用聚合反應(yīng)將不同單體聚合成共聚物泉坐。POE材料的物理和化學(xué)制備方法各有優(yōu)缺點为鳄，具體制備方法應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用要求而定。 TPEE材料（熱塑性聚酯彈性體）是一種由聚酯多元醇腕让、二酸和丁二酸酯組成的熱塑性彈性體孤钦。它具有良好的彈性、耐磨性纯丸、耐油性偏形、耐化學(xué)性、耐氧化性和耐高溫性能觉鼻。由于其優(yōu)異的性能俊扭，TPEE材料被廣泛應(yīng)用于汽車、電氣電子坠陈、醫(yī)療器械萨惑、玩具、運動器材等領(lǐng)域畅姊。 彈性體材料的制造工藝十分多樣咒钟，其中最常見的方式就是熱壓模塑和擠出成型。在這些制造過程中若未，需要考慮材料的成型條件朱嘴、工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素，以確保材料具有足夠的彈性和機械性能粗合。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展萍嬉，在彈性體制造領(lǐng)域中也出現(xiàn)了許多新的制造技術(shù)和新材料，例如反應(yīng)注塑隙疚、液相硅膠等壤追，這些新技術(shù)和新材料大大拓寬了彈性體材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比供屉，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕行冰、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好伶丐、成型周期短等一系列優(yōu)點悼做。目前，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哗魂，具有操作簡單肛走、效率高、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件录别，且能耗少朽色，符合節(jié)約材料邻吞，降低成本這一發(fā)展理念，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求葫男。然而抱冷，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，泡孔尺寸分布不均勻腾誉，所得制品表面存在大量的氣痕徘层、銀紋等缺陷峻呕，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺利职，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應(yīng)用。家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置瘦癌，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)泡行為的影響猪贪。研究發(fā)現(xiàn)，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讯私，改善了泡孔的形態(tài)热押。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP、發(fā)泡劑(AC)斤寇、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行塑化桶癣。然后打開氣體反壓裝置，在型腔中分別注入固定的GCP為0娘锁，0.2牙寞，0.4，0.6莫秆，0.8?MPa的氣體间雀，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡，冷卻后镊屎，取出PP發(fā)泡樣品惹挟。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達到大值缝驳。隨著GCP從0增加至0.8?MPa连锯，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa，注射完成后用狱，隨著氣體的排出运怖，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮齿拂，熔體壓力逐漸趨于0?MPa驳规。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力署海，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境吗购。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時医男，由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動剪切變形捻勉，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镀梭，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象踱启，泡孔形貌極不規(guī)則报账，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)埠偿。同時發(fā)現(xiàn)透罢，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小冠蒋，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變羽圃，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布抖剿。當(dāng)GCP達到0.8?MPa時朽寞，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)，此時整體泡孔的變形較小斩郎。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脑融，GCP值越大，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大缩宜，泡孔受到熔體的約束力大肘迎，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)的影響如下圖所示脓恕∧に危可知，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%炼幔；隨著GCP的增大秋茫，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時乃秀，升高至26.7%肛著。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%跺讯，這說明GCP可以減小泡孔變形層枢贿，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計刀脏，如下圖所示局荚，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大耀态，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小轮傍，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，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距首装，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小创夜。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計，見圖c仙逻，隨著GCP的增加驰吓，當(dāng)GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小，但隨著GCP的進一步增大系奉，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm檬贰。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大，使得泡孔的成核臨界能壘升高喜最，泡孔的成核速率下降偎蘸，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱庄蹋，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長瞬内，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大限书。