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發(fā)布時間:2023-08-06 01:13:40安徽POE廠家
隨著國內(nèi)大煉化項目葬燎、PDH項目陸續(xù)上馬误甚,國內(nèi)聚丙烯(PP)市場成為群雄角力之地缚甩。新建項目投產(chǎn),PP產(chǎn)能仍將快速增長窑邦,預計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸擅威,自給率將近90%。屆時冈钦,高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏郊丛。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,浙江石化瞧筛、恒力石化厉熟、利和知信。近一個月较幌,聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮:4月22日揍瑟,總投資約100億美元的埃克森美孚廣東惠州乙烯項目正式動工乍炉,項目包括乙烯裝置和高端PE绢片、PP等生產(chǎn)裝置,采用已經(jīng)成功應用岛琼、先進的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物底循。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日,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)議簽約槐瑞,項目產(chǎn)品包括聚α烯烴熙涤、高碳合成醇、茂金屬PE困檩、共聚PP等祠挫,共14規(guī)模生產(chǎn)裝置。18日窗看,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”茸歧,落戶大慶龍鳳區(qū)。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显沈、管材專用料、薄壁注塑料M50T逢唤、高熔體強度薄膜專用料拉讯、丙丁共聚膜料、低溫抗沖注塑專用料鳖藕、氫調(diào)法高流動注塑料魔慷、高透明注塑專用料、抗菌系列專用料著恩、低灰分PP院尔、快速成型PP蜻展、透明PP專用料等。但由于我國高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足邀摆,且同質(zhì)化嚴重纵顾,一些高性能和特殊性能產(chǎn)品,如茂金屬PP(mPP)栋盹、特種雙向拉伸聚丙烯(BOPP)膜施逾、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10萬噸例获,除燕山石化少量供應市場汉额,基本依賴進口,主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品榨汤、食品包裝薄膜蠕搜、無紡布、超細旦丙綸纖維等領(lǐng)域收壕。具有高拉伸速度與幅寬妓灌、超薄、超透及更好低溫熱封性能的特種BOPP薄膜啼器、電工膜旬渠、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端壳。PP管材料的年進口量約50萬噸告丢。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)飾件中的應用损谦,這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個熱點應用領(lǐng)域岖免。2玻纖增強PP長玻纖增強PP材料因具備更高的強度、剛度照捡、韌度颅湘、尺寸穩(wěn)定性,廣泛應用于儀表骨架板栗精、車門組合件闯参、前端組件、車身門板模塊悲立、車頂面板鹿寨、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倍薪夕,甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍材料高10%脚草,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)的追求原献,車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學性能馏慨,還有對外觀埂淮、環(huán)保等方面的高要求。目前市場上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell写隶、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷倔撞,國產(chǎn)替代進口任務艱巨。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原料樟澜,另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度误窖。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,同時又會出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象秩贰,影響內(nèi)飾件外觀霹俺。因此,問題核心仍取決于PP基材的性能毒费。
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與傳統(tǒng)注塑制品相比丙唧,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應力更少觅玻、尺寸穩(wěn)定性好想际、成型周期短等一系列優(yōu)點。目前溪厘,欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應用為廣泛的工藝之一胡本,具有操作簡單、效率高畸悬、能夠生產(chǎn)復雜制件侧甫,且能耗少,符合節(jié)約材料蹋宦,降低成本這一發(fā)展理念披粟,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而冷冗,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)生大量變形守屉,泡孔尺寸分布不均勻,所得制品表面存在大量的氣痕蒿辙、銀紋等缺陷拇泛,制約了其力學性能的提高和外觀視覺,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用思灌。家復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)的氣體反壓裝置碰镜,利用化學欠注發(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)习瑰,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,改善了泡孔的形態(tài)秽荤。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP甜奄、發(fā)泡劑(AC)柠横、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。然后打開氣體反壓裝置课兄,在型腔中分別注入固定的GCP為0牍氛,0.2,0.4烟阐,0.6搬俊,0.8?MPa的氣體,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡蜒茄,冷卻后唉擂,取出PP發(fā)泡樣品。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后檀葛,熔體壓力瞬間達到大值玩祟。隨著GCP從0增加至0.8?MPa,熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa屿聋,注射完成后空扎,隨著氣體的排出,熔體壓力瞬間下降润讥,隨著冷卻收縮转锈,熔體壓力逐漸趨于0?MPa。由此可知楚殿,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力撮慨,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時勒魔,由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率甫煞,泡孔發(fā)生流動剪切變形,導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冠绢,在流動方向上出現(xiàn)很大的變形抚吠,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象,泡孔形貌極不規(guī)則弟胀,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小楷力,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)孵户,隨著GCP的增大萧朝,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小,熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變夏哭,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大检柬,泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布。當GCP達到0.8?MPa時竖配,皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)何址,此時整體泡孔的變形較小里逆。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值越大用爪,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大原押,泡孔受到熔體的約束力大,泡孔不易發(fā)生變形偎血。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示诸衔。可知颇玷,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%笨农;隨著GCP的增大,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高亚隙,GCP為0.8 MPa時磁餐,升高至26.7%。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阿弃,從63.7%下降到45.4%诊霹,這說明GCP可以減小泡孔變形層,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍渣淳。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計脾还,如下圖所示,泡孔的平均長度隨著GCP的增加入愧,整體呈現(xiàn)減小的趨勢鄙漏,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小棺蛛,由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度怔蚌,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旁赊。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計桦踊,見圖c,隨著GCP的增加终畅,當GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小籍胯,但隨著GCP的進一步增大,泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm离福。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大杖狼,使得泡孔的成核臨界能壘升高,泡孔的成核速率下降妖爷,泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱蝶涩,更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長,因此熔體壓力越大,泡孔直徑越大子寓。
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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型暗挑,應用方向,性能要求斜友。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代垃它,越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件鲜屏。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史,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国拇,塑料飾件的大量應用洛史,促進了汽車的減重節(jié)能,提高了汽車的美觀舒適度酱吝。PP以密度小也殖、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能务热、耐化學藥品腐蝕性忆嗜、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用崎岂。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢捆毫。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大冲甘、技術(shù)要求高绩卤,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江醇、更有效濒憋、更經(jīng)濟、更實用的改性陶夜。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性凛驮、機械的強度和抗斷裂性無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”。是由 PP樹脂律适、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉辐烂、碳酸鈣等無機填料的復合物,其主要用于汽車保險杠的注射成型捂贿,且改性PP保險杠具有成本低纠修、質(zhì)輕、易涂裝厂僧、可循環(huán)使用等優(yōu)點扣草。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率辰妙,且其抗化學腐蝕性能強鹰祸,尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能,提高材料的模量和熱變形溫度密浑。玻璃纖維增強改性PP玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應用(如在前端模塊蛙婴、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應用)是多年來的研究熱點之一尔破。LGFPP制品指含有長度為10~25mm的玻璃纖維改性的PP復合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)街图。10~25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度、剛度懒构、韌性餐济,以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢胆剧。此外絮姆,LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變秩霍。與金屬材料和熱固性復合材料相比篙悯,LG-FPP的密度低,相同部件的質(zhì)量可減輕20%~50%;LGFPP能為設(shè)計人員提供更大的設(shè)計靈活性前域,可成型形狀復雜的部件辕近、提高集成汽車零部件的能力、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)匿垄、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%~80%移宅,鋁制品的35%~50%)、簡化裝配工序椿疗。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品漏峰,具有強度高、熱膨脹系數(shù)低届榄、耐高溫浅乔、阻燃性能好、低浮纖铝条、低翹曲靖苇、低收縮 等特點。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度班缰,從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)贤壁,其具有質(zhì)輕、耐熱埠忘、耐高溫等優(yōu)點脾拆。隨著汽車輕量化的發(fā)展馒索,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑,目前其在汽車內(nèi)飾上的應用也越來越多名船,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%绰上,卡車、工程機械車占20% 渠驼,客車蜈块、商務車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料渴邦,因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想疯趟,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本谋梭,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體,化學發(fā)泡劑為氣源倦青,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)瓮床,注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡产镐,且其理想的泡孔直徑應 <50μm 隘庄,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 。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡癣亚、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等丑掺,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件,如車身門板述雾、尾門街州、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等玻孟。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% 唆缴,較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重,注射壓力降低約30%~50% 黍翎,鎖模力降低約20% 面徽,循環(huán)周期減少10%~15%,同時還能提高汽車的節(jié)能性匣掸,較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能趟紊,并且能改善制品的翹曲變形性,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活碰酝。在一些部件中霎匈,如汽車風管、風道砰粹,還可實現(xiàn)隔熱唧躲、降噪的效果造挽,減少后道工序的成本。 密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能弄痹,作為汽車車頂饭入,可降低汽車的質(zhì)量,同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件肛真,有利于汽車的輕量化谐丢。耐刮擦PP相對于工程塑料來說,PP蚓让、橡膠改性PP乾忱、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收、質(zhì)輕历极、成本低的優(yōu)勢窄瘟,因而被越來越多地應用于汽車以及其他領(lǐng)域,然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差趟卸,而這一性能卻是儀表板蹄葱、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應用部件的關(guān)鍵性能,也是汽車外部應用部件锄列、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一图云,而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料,同時還有利于涂色邻邮,因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要竣况。通過添加涂層、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能筒严,例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復合材料丹泉。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料,因其可塑性強萝风、質(zhì)輕嘀掸、回收再利用率高等特性,在汽車工業(yè)中的應用非常廣泛规惰,無論是內(nèi)飾件睬塌、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件,都越來越多地用到了塑料歇万。我國汽車保有量達到1.75億輛揩晴,對應用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要,且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場贪磺,是一個前景廣闊的領(lǐng)域硫兰,學術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐。
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核心技術(shù)優(yōu)勢:1寒锚、技術(shù)創(chuàng)新:·成套設(shè)備:自主研發(fā)的超臨界CO2微孔發(fā)泡成套裝備劫映,將化學工程的技術(shù)手段應用于聚合物加工违孝。·適用性好:工藝適用于多種聚合物材料的微孔發(fā)泡(PP泳赋、PA雌桑、TPU、TPAE祖今、PVDF…)校坑。·控制確:通過宏觀工藝參數(shù)(溫度千诬、壓力)的確控制耍目,實現(xiàn)了對泡孔結(jié)構(gòu)的確控制。2徐绑、性能優(yōu)勢:·多類別:從彈性體到工程塑料的多種聚合物輕量化材料產(chǎn)品 邪驮。·高性能:充分發(fā)揮多孔結(jié)構(gòu)作用能并配合材料的功能化改性傲茄,實現(xiàn)材料的高性能化 耕捞。·輕量化:低密度(min) 30kg/m3 烫幕。重環(huán)保:純物理發(fā)泡,制程清潔環(huán)保敞映,產(chǎn)品安全無毒较曼。聚丙烯微孔發(fā)泡已實現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)品種類:1、M-PP:聚丙烯微孔發(fā)泡板材2振愿、M-PVDF:聚偏氟乙烯微孔發(fā)泡板材3捷犹、M-PA12:尼龍12微孔發(fā)泡板材4、M-TPU:熱塑性聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡板材5冕末、M-TPEE:熱塑性聚酯彈性體微孔發(fā)泡板材6萍歉、M-PEBA:熱塑性聚酰胺彈性體微孔發(fā)泡板材
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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,在滿足汽車零部件性能的同時档桃,對零部件減重具有明顯貢獻枪孩,目前在汽車零部件應用上備受青睞。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應用和發(fā)展現(xiàn)狀藻肄,詳細介紹了薄壁注塑蔑舞、物理發(fā)泡、化學發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況嘹屯,并展望了PP-LGF在儀表板上的應用前景攻询。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來,隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展州弟,汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展钧栖。然而低零,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)境污染拯杠,已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點掏婶,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阴挣。運用復合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)气堕、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畔咧,長玻纖增強聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的價格茎芭、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)相比誓沸,PPLGF在強度梅桩、剛度、翹曲度拜隧、耐疲勞宿百、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢,因此洪添,使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進一步實現(xiàn)重量及成本的降低垦页。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,即熔融浸漬干奢、溶液浸漬痊焊、粉末浸漬、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝忿峻,而在汽車零部件領(lǐng)域主要應用的為熔融浸漬法薄啥。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm~15mm,其中玻纖的含量可達20%~60%逛尚,粒子中玻纖的保留長度可達1mm~3mm,如圖1所示垄惧,相較于玻纖保留長度僅為0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料,PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)绰寞,可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學性能到逊、抗沖擊性能、耐蠕變性能等特點克握,更加適合應用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件蕾管。此外,隨著纖維含量的增加菩暗,PP-LGF的性能也隨之提高掰曾。長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件,為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量停团,中旷坦、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板掏熬,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)的主體部件秒梅,同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)旗芬,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材料捆蜀,采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料疮丛,在滿足相關(guān)性能的同時,可提升儀表板吸能性能辆它,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誊薄,從而降低儀表板骨架重量,推動汽車內(nèi)飾輕量化锰茉。以下將從PP-LGF應用于儀表板上的薄壁注塑呢蔫、物理發(fā)泡、化學發(fā)泡三種成型工藝方面飒筑,介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應用片吊。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄,在模具中進行加工的一種成型方法协屡,與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm~3.5mm壁厚的儀表板骨架相比俏脊,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%肤晓。該工藝的投入成本較低联予,重量優(yōu)勢明顯。目前材原,該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中,如吉利季眷、大眾余蟹、上汽、福特等均有應用子刮,一般選擇PPLGF20材料威酒,設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm~2.5mm。然而挺峡,薄壁注塑工藝也存在兩點問題葵孤,首先是該工藝的模具成本較高,使用薄壁注塑橱赠,成型模具需要采用熱流道設(shè)計尤仍,熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高。其次狭姨,注塑工藝管控和注塑精度要求高宰啦,因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性苏遥,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)定性較差赡模。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝田炭,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漓柑,并保持在高壓力下教硫,然后,通過開關(guān)式射嘴射進溫度和壓力較低的模具型腔辆布,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]瞬矩,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)全球商品化谚殊。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短丧鸯、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低嫩絮、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣丛肢。MuCell工藝使用超臨界流體,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性剿干。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段蜂怎,縮短成型周期,同時置尔,可使壓力分布均勻杠步,有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應力,降低因長玻纖各項異性導致的產(chǎn)品翹曲榜轿,增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性幽歼。另外,泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕谬盐,微孔結(jié)構(gòu)擴充甸私,降低材料密度,產(chǎn)品重量減輕飞傀,較同材質(zhì)實體皇型,重量可降低5%~10%。目前砸烦,福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應用了該工藝弃鸦,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%幢痘,此外唬格,長城和大眾也有應用于此項技術(shù)。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高,工藝難度大西轩,同時相關(guān)研究表明员舵,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%左右藕畔,基本滿足性能要求马僻,減重超過8%,機械性能和耐熱老化性能急劇下降注服,不能滿足要求韭邓。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)溶弟,二者均是在注塑過程中女淑,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辜御,使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)鸭你,以降低材料密度,減輕產(chǎn)品重量擒权。其中袱巨,core-back工藝因使用了二次開模,相較于模內(nèi)化學發(fā)泡碳抄,發(fā)泡的倍率更高愉老,產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多,產(chǎn)品的減重比更大剖效。一般來說嫉入,模內(nèi)化學發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%~8%左右,而core-back工藝可高達30%~50%璧尸,具體根據(jù)退模行程決定咒林。同物理發(fā)泡工藝一樣,化學發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應用減重的同時爷光,減少產(chǎn)品翹曲變形映九,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瞎颗。目前,寶馬5系已在儀表板骨架上應用了PP-LGF的core-back工藝捌议,產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm哼拔,重量降低了約40%,此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學發(fā)泡工藝瓣颅。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴倦逐,開模的周期較長,模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高宫补,而且該工藝的技術(shù)難度較高檬姥,后期調(diào)試周期較長曾我,產(chǎn)品的綜合成本較高。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴健民,產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯抒巢,減重效果低于薄壁注塑工藝,物理發(fā)泡工藝和core-back工藝秉犹。
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新材料研習社報道蛉谜,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,輕量崇堵、舒適型诚、綠色、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向鸳劳。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量狰贯、降低油耗,是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一赏廓。目前涵紊,汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重、昂貴的金屬構(gòu)件楚昭,“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案栖袋,汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計和制造水平的重要標志。在當前的車用塑料中抚太,聚丙烯是用量塘幅、使用頻次、增長速度的品種尿贫。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長是因為其密度小电媳、體積輕、設(shè)計空間廣庆亡,綠色環(huán)保匾乓、性能優(yōu)異及其制造成本低。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應用特點是以塑代鋼又谋,減輕汽車自重拼缝。聚丙烯是一種由丙烯聚合(均聚PP)或丙烯和乙烯共同聚合(共聚PP)而成的無臭、無毒彰亥、半透明的聚合物咧七。聚丙烯按甲基(-CH3)空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯(Isotactic polypropylene)、無規(guī)聚丙烯(Atactic polypropylene)和間規(guī)聚丙烯(Syndiotactic polypropylene)三種任斋。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性继阻、耐化學腐蝕性、耐熱性、介電性能瘟檩,以及高強度的機械性能和高頻絕緣性抹缕,且不受濕度的影響,聚丙烯的種類及性能墨辛。目前卓研,為了進一步改善聚丙烯的性能,通常采用化學改性(共聚改性背蟆、交聯(lián)改性鉴分、接枝改性、添加成核劑等)或物理改性(添加有機或無機助劑等)改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)带膀、晶體構(gòu)型或填充志珍、共混、增強等來實現(xiàn)性能優(yōu)化垛叨。改性聚丙烯根據(jù)特點和功能可分為長玻纖增強聚丙烯材料伦糯、免噴涂聚丙烯材料、聚丙烯微發(fā)泡材料嗽元、高溶體強度聚丙烯敛纲、環(huán)保阻燃聚丙烯材料、抗菌聚丙烯剂癌、耐刮擦聚丙烯材料淤翔,及低氣味、低VOC聚丙烯材料等佩谷。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢性能優(yōu)勢聚丙烯在強度旁壮、剛度、硬度谐檀、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯抡谐;能夠在100℃的溫度下正常使用,具有良好的尺寸穩(wěn)定性桐猬、熱穩(wěn)定性麦撵、較好的力學性能、較高的耐沖擊性溃肪、機械性質(zhì)強韌免胃,化學穩(wěn)定性良好且不受濕度影響。聚丙烯外觀透明而輕惫撰,密度為0.89~0.91 g/cm3羔沙,是目前塑料中輕的品種之一。因此润绎,采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進一步實現(xiàn)重量的降低。另外,由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢莉撇。保優(yōu)勢聚丙烯為無毒呢蛤、無味、無臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物棍郎,屬于環(huán)保材質(zhì)其障。聚丙烯不僅可回收再利用,而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子涂佃,在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應励翼,使聚丙烯具有降解特性,大大地降低了白色污染帶來的環(huán)境問題辜荠。成本優(yōu)勢聚丙烯的生產(chǎn)原料來源路徑多樣汽抚,主要有油、煤伯病、甲醇造烁、丙烯等。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長快的一種原料來源方式午笛。由于我國煤炭資源豐富惭蟋,且煤炭的價格較為穩(wěn)定,煤制備聚丙烯成本浮動小药磺。同時告组,聚丙烯容易加工成型,生產(chǎn)工藝簡單癌佩,其生產(chǎn)成本遠遠低于現(xiàn)有的其他塑料材料木缝。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應用的核心基材,但由于聚丙烯的性能缺陷驼卖,包括收縮率大氨肌、容易產(chǎn)生翹曲變形、低溫易脆斷等酌畜,決定其必須通過改性才能滿足車用部件的特殊需求怎囚。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求,優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成桥胞,采用化學或物理方法來進行改性恳守。長玻纖增強聚丙烯長玻纖增強聚丙烯是采用長度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進行復合而形成的改性聚丙烯復合材料,與普通聚丙烯材料相比贩虾,通過玻璃纖維增強的聚丙烯的機械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高催烘,能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美。長玻纖增強聚丙烯具有更好的耐熱性能缎罢,且成本遠低于ABS塑料伊群;另外考杉,長玻纖增強聚丙烯的高溫耐疲勞強度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍高出10%,同時兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性舰始。普通聚丙烯與長玻纖增強聚丙烯的性能對比崇棠。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體,通過物理或者化學的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)丸卷。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限枕稀,可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期;同時使制品具有內(nèi)應力谜嫉、翹曲小的特性萎坷,在注塑成型中更平整、筆直和穩(wěn)定沐兰;另一方面哆档,由于微孔的支撐作用,使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異僧鲁,在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復原始形狀虐呻。低氣味、低VOC聚丙烯低氣味寞秃、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個重要方向斟叼,尤其針對處于相對封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料,對聚丙烯提出了綠色春寿、環(huán)保的要求朗涩。低氣味、低 VOC 聚丙烯是通過在填料绑改、加工助劑的選擇谢床、成型及后處理工藝等各個環(huán)節(jié)上來優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生,從而控制氣味的產(chǎn)生厘线。