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發(fā)泡材料品種眾多，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料爷狈。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料植影、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料淆院，也可以視為以氣體為填料的復合材料何乎。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一土辩、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型支救，所以對模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后拷淘，被冠以“M”各墨，定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP启涯，幾乎是我國獨創(chuàng)的一種發(fā)泡PP贬堵。其制造工藝是以壓機做為發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備，原理上與傳統(tǒng)的模壓發(fā)泡沒有本質(zhì)的不同结洼，關(guān)鍵的區(qū)別在于發(fā)泡劑不是傳統(tǒng)的AC化學發(fā)泡劑黎做，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達20多倍松忍，且非常環(huán)保蒸殿。具體的制造方法是，先采用混煉鸣峭、壓延宏所、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機中的模具中摊溶，合上模具爬骤。加熱壓機的上下模板，將PP板材的溫度上升至PP的熔點附近莫换，與此同時從不同方位向模具中注入超臨界CO2霞玄，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度拉岁，迅速釋放壓機的壓力溃列，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫，即得到MPP發(fā)泡板材膛薛。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點在于：在固體形態(tài)下浸漬;對PP熔體強度要求較低;發(fā)泡過程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細听隐、均勻;材料力學性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會燃燒。但不足點也是比較明確的哄啄，如：浸漬速度慢;必須經(jīng)歷制成薄板的預加工工藝過程;受聚丙烯結(jié)晶度的影響很大;靠壓機進行生產(chǎn)雅任，不僅不連續(xù)，且效率較低咨跌，難以大規(guī)模工業(yè)化;應(yīng)用領(lǐng)域不十分明確;在發(fā)泡PP中屬于制造成本較高的工藝沪么。二、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝锌半，即在高壓釜中禽车，在一定時間內(nèi)，通過高壓將物理發(fā)泡劑在預定溫度下浸漬進入基體樹脂的細小粒料之中，然后冷卻體系溫度至室溫殉摔，即得到可發(fā)性珠粒州胳。使用時，先在一定的發(fā)泡溫度下逸月，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預發(fā)泡一下栓撞，得到綠豆大小預發(fā)泡的可發(fā)性珠粒。在制備制品時碗硬，將預發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱瓤湘、減壓，使預發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進一步膨脹并相融合恩尾，形成預定形狀的發(fā)泡材料弛说，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型。由于都是采用物理發(fā)泡劑翰意，因而發(fā)泡倍率較大剃浇。三、擠出發(fā)泡成型將塑料與發(fā)泡劑(物理或化學)分別加入擠出機的不同位置猎物，高壓下在擠出機中熔融形成均勻的溶液虎囚，然后在口模處突然泄壓、發(fā)泡蔫磨、冷卻淘讥，制成板材、片材甚至管材等堤如。在擠出發(fā)泡過程中蒲列，發(fā)泡劑在高壓狀況下必須與塑料形成均勻的溶液，并在口模處瞬間泄壓搀罢、發(fā)泡蝗岖、冷卻、形成發(fā)泡材料榔至，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力抵赢，故而對塑料的熔體強度要求很高，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強的應(yīng)變硬化的性能唧取，因此發(fā)泡難度較大铅鲤。四、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對較晚的一種發(fā)泡材料枫弟，主要因為傳統(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾邢享。當今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品，甚至于發(fā)泡并非是主要目的淡诗，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形骇塘，特別是在托盤伊履，支架等大型制品的注塑中。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計款违、精準的加工工藝唐瀑、特殊的螺桿組合及配混工藝研制的可微發(fā)泡改性PA6區(qū)別于普通可微發(fā)泡改性PA材，使其在高表面要求奠货、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件座掘。

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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)泡材料的韌性高溢陪、疲勞壽命長萍虽、比強度高、熱穩(wěn)定性高形真、介電常數(shù)低杉编。除此之外還有質(zhì)輕、隔熱咆霜、吸震邓馒、隔音、價格低廉等特點蛾坯。這是因為這種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細裂縫小得多的孔徑光酣，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端，所以不會降低塑料的強度脉课。因此救军，在汽車、航天航空和其他各種運輸工具等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價值倘零。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)唱遭，低熔體流動速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機械性能。日本Sumitom化學公司利用幾種熔體流動速率不同的聚合物共混發(fā)泡呈驶，制得了一種沖擊強度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材拷泽，這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間。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)晶的通用塑料袖瞻，它的結(jié)晶速度較慢慢跌穗，容易形成尺寸較大的球晶，導致制品的光澤度和透明性差虏辫，制品的外觀缺乏美感蚌吸，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用。利用成核劑改性聚丙烯砌庄，是一種制備透明度高羹唠，力學性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法奕枢，因此在聚丙烯的改性當中被廣泛應(yīng)用。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性佩微，適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性缝彬；且共聚PP的透明性比均聚PP好。張廣平等采用2哺眯，2-亞甲基-雙(4谷浅，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑，研究了成核劑對復合材料力學性能的影響奶卓。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分數(shù)為0.4%一疯。此時，復合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃夺姑，結(jié)晶度增加3%~6%墩邀，結(jié)晶速率顯著增加；材料的模量提高了20%~30%盏浙，彎曲強度也提高了10%~20%眉睹。纖維增強聚丙烯材料：纖維增強聚丙烯復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，尤其是在汽車用塑料中废膘。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強作用竹海，在塑料中纖維長度需要大于LC，既零界長度丐黄，LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系站削。如果纖維的長度小于LC，其增強效果與一般的粉末填料區(qū)別不大孵稽。例如许起，玻纖增強PP中，玻璃纖維的零界長度為3.1 mm菩鲜；而在另外一種經(jīng)過化學改性的PP中园细，LC可能降到0.9mm以下。對于普通的短玻纖增強塑料接校，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm猛频，限制了制成品性能的提高。而在長玻纖增強塑料部件中蛛勉，玻璃纖維的殘留長度可以達到3mm以上鹿寻，大大提高了制品的物理機械性能。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用價值由于長纖維增強熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長诽凌，它的沖擊強度比普通的纖維增強材料高了4倍左右毡熏；比強度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高；此外侣诵，這種材料的加工流動性好痢法，制品外觀光亮狱窘、無塌坑等缺陷，制品的成型收縮率也小财搁。的研究成果表明蘸炸，長玻纖增強聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時，LFG/PP的拉伸強度尖奔、彎曲強度和沖擊強度明顯高于SFG/PP搭儒。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展淹禾，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件甘凭。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史稀拐，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標志火邓，塑料飾件的大量應(yīng)用丹弱，促進了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度铲咨。P以密度小躲胳、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能纤勒、耐化學藥品腐蝕性坯苹、剛性、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用摇天。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢粹湃。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大泉坐、技術(shù)要求高为鳄，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛腕让、更有效孤钦、更經(jīng)濟、更實用的改性纯丸。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體偏形，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限觉鼻，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上俊扭，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機臺的鎖模力坠陈，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小统扳、平直度高喘帚，沒有縮水，尺寸穩(wěn)定咒钟，成型視窗大等特點吹由，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨具優(yōu)勢，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向朱嘴。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件倾鲫。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑萍嬉，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多乌昔，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車壤追、工程機械車占20% 磕道，客車、商務(wù)車占35% 行冰。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料溺蕉。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車悼做，不僅增加了制造成本疯特，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用；而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體肛走，化學發(fā)泡劑為氣源漓雅，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下朽色，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡邻吞，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ，但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 葫男。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡抱冷、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件腾誉，如車身門板徘层、尾門、風道等利职；擠出微發(fā)泡適用于密封條趣效、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等猪贪。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 跷敬，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)高50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 热押，鎖模力降低約20% 西傀，循環(huán)周期減少10%～15%斤寇，同時還能提高汽車的節(jié)能性，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)高30%的節(jié)能拥褂，并且能改善制品的翹曲變形性娘锁，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能饺鹃，作為汽車車頂莫秆，可降低汽車的質(zhì)量，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件悔详，有利于汽車的輕量化镊屎。

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編者按：目前缝驳，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達到了15%至20%归苍。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%用狱，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機支架霜医、座位板齿拂、空調(diào)風罩驳规、門嵌飾板等內(nèi)外飾肴敛。本文作者從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進行分析，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考吗购。標題：微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化丙烯微孔發(fā)泡汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域医男，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。目前捻勉，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右镀梭，在國外汽車上達到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%踱启，廣泛應(yīng)用于儀表板报账、電機支架、座位板埠偿、空調(diào)風罩透罢、門嵌飾板等內(nèi)外飾。該技術(shù)在20世紀80年代初被麻省理工學院提出冠蒋，通常指孔徑小于10μm羽圃、泡孔密度大于109個/cm3的發(fā)泡材料，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔抖剿，相對于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性朽寞，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用识窿。本文中，筆者將從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進行分析脑融，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考喻频。外注重工藝技術(shù)保護筆者通過專利數(shù)據(jù)庫檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前肘迎，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請半抱，其中國外有1700余件，美國膜宋、日本窿侈、德國三國的相關(guān)專利申請量居前三位；國內(nèi)相關(guān)專利申請有2400多件秋茫，其中企業(yè)占1556件史简，其次是科研院所，從申請人分布地區(qū)來看肛著，廣東圆兵、江蘇、浙江等地的專利申請量較高枢贿。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟殉农、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來源于麻省理工學院在20世紀80年代提出的發(fā)明專利局荚。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣超凳，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑耀态，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔轮傍，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。后來首装，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請共有33件创夜，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設(shè)備結(jié)構(gòu)的研發(fā)，旨在提高超臨界流體在聚合物中的溶解性以及控制超臨界流體的流量仙逻。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性驰吓，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)、設(shè)置旋轉(zhuǎn)擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)的螺旋件等方法改進系奉；在超臨界流體計量控制上檬贰，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲料缸控制發(fā)泡劑計量、螺桿上添加超臨界流體的計量泵等解決手段喜最≠苏海基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%，減少材料消耗并縮短成型周期，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案迷雪。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請了較多專利限书，其早的相關(guān)專利申請是在1995年，申請的25件相關(guān)專利均為螺桿等機械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進章咧，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)倦西。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計量與混合模塊，使熔體/氣體混合物的均化過程獨立于塑化過程赁严，獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力扰柠，消除了翹曲和縮痕，較適用于汽車內(nèi)飾疼约。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機制造商卤档，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)工藝簡單程剥，采用液體發(fā)泡劑劝枣，通過密封螺桿加料段來使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入织鲸。該技術(shù)主要適用于纖維增強發(fā)泡材料舔腾，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%。阿博格公司的專利申請量不多搂擦，主要涉及注塑機結(jié)構(gòu)設(shè)計稳诚，其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)。筆者認為瀑踢，Trexel扳还、Demag Ergotech等國外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時必然面臨較高的專利許可費用丘损。國內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國內(nèi)專利申請人中普办，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會通新材料股份有限公司（下稱會通新材料）的相關(guān)專利申請量多工扎，這兩個申請人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主徘钥，涉及的技術(shù)均為通過原料選擇來提高發(fā)泡材料的熔體強度和流動性，以獲得泡孔均勻肢娘、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品呈础。

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隨著國內(nèi)大煉化項目而钞、PDH項目陸續(xù)上馬，國內(nèi)聚丙烯（PP）市場成為群雄角力之地拘荡。新建項目投產(chǎn)臼节，PP產(chǎn)能仍將快速增長，預計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸，自給率將近90%网缝。屆時巨税，高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏。高性能PP成投資熱土2020年已經(jīng)有三家企業(yè)成功投產(chǎn)聚丙烯裝置粉臊，浙江石化草添、恒力石化、利和知信扼仲。近一個月远寸，聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮：4月22日，總投資約100億美元的巴佬祝克森美孚廣東惠州乙烯項目正式動工驰后，項目包括乙烯裝置和高端PE、PP等生產(chǎn)裝置矗愧，采用已經(jīng)成功應(yīng)用倡怎、先進的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日贱枣，總投資約56億美元的中海殼牌惠州三期乙烯項目合作框架協(xié)議簽約监署，項目產(chǎn)品包括聚α烯烴、高碳合成醇纽哥、茂金屬PE钠乏、共聚PP等，共14規(guī)模生產(chǎn)裝置春塌。18日晓避，徐州海天石化集團年產(chǎn)10萬噸高性能PP樹脂項目“云簽約”，落戶大慶龍鳳區(qū)只壳。高性能產(chǎn)品研發(fā)能力不足我國已投入生產(chǎn)的高端聚丙烯專用樹脂有：三元共聚聚丙烯薄膜專用料F5606俏拱、管材專用料、薄壁注塑料M50T吼句、高熔體強度薄膜專用料锅必、丙丁共聚膜料、低溫抗沖注塑專用料惕艳、氫調(diào)法高流動注塑料搞隐、高透明注塑專用料、抗菌系列專用料远搪、低灰分PP劣纲、快速成型PP、透明PP專用料等谁鳍。但由于我國高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足癞季，且同質(zhì)化嚴重劫瞳，一些高性能和特殊性能產(chǎn)品，如茂金屬PP（mPP）绷柒、特種雙向拉伸聚丙烯（BOPP）膜柠新、流延聚丙烯（CPP）膜等仍需大量進口來滿足國內(nèi)市場需求。我國mPP年消費量約10萬噸辉巡，除燕山石化少量供應(yīng)市場恨憎，基本依賴進口，主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品郊楣、食品包裝薄膜憔恳、無紡布、超細旦丙綸纖維等領(lǐng)域净蚤。具有高拉伸速度與幅寬钥组、超薄、超透及更好低溫熱封性能的特種BOPP薄膜今瀑、電工膜程梦、電容器膜、鍍鋁膜等PP薄膜料以及汽車和家電用PP注塑料的年進口量均超百萬噸橘荠。PP管材料的年進口量約50萬噸屿附。高性能PP開發(fā)方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐，推動汽車生產(chǎn)商聚焦抗菌PP在內(nèi)飾件中的應(yīng)用哥童，這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個熱點應(yīng)用領(lǐng)域挺份。2玻纖增強PP長玻纖增強PP材料因具備更高的強度、剛度贮懈、韌度匀泊、尺寸穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于儀表骨架板朵你、車門組合件各聘、前端組件、車身門板模塊抡医、車頂面板躲因、座椅骨架等汽車部件上。長玻纖增強PP材料在120℃時的高溫疲勞強度是普通玻纖增強PP材料的2倍魂拦，甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍材料高10%毛仪，具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性。氣味散發(fā)耐刮擦PP隨著人們對汽車品質(zhì)的追求芯勘，車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學性能，還有對外觀腺逛、環(huán)保等方面的高要求荷愕。目前市場上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷，國產(chǎn)替代進口任務(wù)艱巨安疗。制造高抗刮擦汽車內(nèi)飾件材料一方面要采用國外表面硬度較高的PP原料抛杨，另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度。但助劑在體系內(nèi)受熱會有小分子散發(fā)影響車內(nèi)空氣質(zhì)量荐类，同時又會出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象怖现，影響內(nèi)飾件外觀。因此玉罐，問題核心仍取決于PP基材的性能屈嗤。

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摘要:長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強的復合材料饶号，在滿足汽車零部件性能的同時，對零部件減重具有明顯貢獻季蚂，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞茫船。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，詳細介紹了薄壁注塑扭屁、物理發(fā)泡算谈、化學發(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)用前景料滥。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來濒生，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展幔欧。然而罪治，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴重，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染礁蔗，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點觉义，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展浴井。運用復合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)晒骇、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復合材料中磺浙，長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價格洪囤、優(yōu)良的力學性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強聚丙烯材料（PP-SGF）相比撕氧，PPLGF在強度瘤缩、剛度、翹曲度伦泥、耐疲勞剥啤、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢锦溪，因此，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進一步實現(xiàn)重量及成本的降低府怯。1 長玻纖增強聚丙烯材料性能特點長玻纖增強聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種刻诊，即熔融浸漬、溶液浸漬牺丙、粉末浸漬则涯、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法冲簿。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm～15mm粟判，其中玻纖的含量可達20%～60%，粒子中玻纖的保留長度可達1mm～3mm,如圖1所示民假，相較于玻纖保留長度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料浮入，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學性能羊异、抗沖擊性能事秀、耐蠕變性能等特點，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野舶。此外易迹，隨著纖維含量的增加，PP-LGF的性能也隨之提高平道。長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件睹欲，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中一屋、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板窘疮，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件冀墨，同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)闸衫，因此要求其具有高強度及高剛性，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料诽嘉，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料蔚出，在滿足相關(guān)性能的同時，可提升儀表板吸能性能虫腋，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骄酗，從而降低儀表板骨架重量，推動汽車內(nèi)飾輕量化悦冀。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑趋翻、物理發(fā)泡、化學發(fā)泡三種成型工藝方面雏门，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用嘿歌。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄掸掏，在模具中進行加工的一種成型方法茁影，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比宙帝，PP-LGF材料運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，整體減重可達約25%募闲。該工藝的投入成本較低步脓，重量優(yōu)勢明顯。目前浩螺，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中靴患，如吉利、大眾要出、上汽鸳君、福特等均有應(yīng)用，一般選擇PPLGF20材料患蹂，設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm或颊。然而，薄壁注塑工藝也存在兩點問題传于，首先是該工藝的模具成本較高囱挑，使用薄壁注塑，成型模具需要采用熱流道設(shè)計沼溜，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高平挑。其次，注塑工藝管控和注塑精度要求高系草，因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性通熄，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴重，尺寸穩(wěn)定性較差找都。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝唇辨，它是以熱塑性材料為基體，通過將超臨界流體（二氧化碳或氮氣） 溶解到熱熔膠中形成單相溶體檐嚣，并保持在高壓力下助泽，然后，通過開關(guān)式射嘴射進溫度和壓力較低的模具型腔嚎京，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]嗡贺，該項技術(shù)早期由麻省理工學院發(fā)明，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化鞍帝。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短诫睬、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低帕涌、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣摄凡。MuCell工藝使用超臨界流體续徽，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段亲澡，縮短成型周期钦扭，同時，可使壓力分布均勻床绪，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力客情，降低因長玻纖各項異性導致的產(chǎn)品翹曲，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性癞己。另外膀斋，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕，微孔結(jié)構(gòu)擴充痹雅，降低材料密度仰担，產(chǎn)品重量減輕，較同材質(zhì)實體绩社，重量可降低5%～10%摔蓝。目前，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝铃将，骨架產(chǎn)品設(shè)計壁厚2.4mm项鬼，相較于實心材料重量降低了10%，此外劲阎，長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)绘盟。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高，工藝難度大悯仙，同時相關(guān)研究表明龄毡，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時，產(chǎn)品性能會下降10%左右锡垄，基本滿足性能要求沦零，減重超過8%，機械性能和耐熱老化性能急劇下降货岭，不能滿足要求路操。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%。2.3 化學發(fā)泡化學發(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）千贯，二者均是在注塑過程中屯仗，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體搔谴，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)魁袜，以降低材料密度，減輕產(chǎn)品重量。其中峰弹，core-back工藝因使用了二次開模店量，相較于模內(nèi)化學發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高鞠呈，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多融师，產(chǎn)品的減重比更大。一般來說粟按，模內(nèi)化學發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%～8%左右诬滩，而core-back工藝可高達30%～50%霹粥，具體根據(jù)退模行程決定灭将。同物理發(fā)泡工藝一樣，化學發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時后控，減少產(chǎn)品翹曲變形庙曙，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件浩淘。目前捌朴，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm张抄，重量降低了約40%砂蔽，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學發(fā)泡工藝。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴署惯，開模的周期較長左驾，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高，而且該工藝的技術(shù)難度較高极谊，后期調(diào)試周期較長诡右，產(chǎn)品的綜合成本較高。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴轻猖，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯帆吻，減重效果低于薄壁注塑工藝，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝咙边。