山東可降解包裝材料廠家
發(fā)布時(shí)間:2023-10-31 01:12:18山東可降解包裝材料廠家
隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展狼犯,發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用,因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒(低毒)领铐、絕熱悯森、隔音、絕緣绪撵、緩沖瓢姻、輕量化等性能,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)音诈。隨著國(guó)民對(duì)于環(huán)保幻碱、綠色绎狭、安全、舒適要求愈加苛刻褥傍,對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃儡嘶、可(完全)降解、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧恍风,成為國(guó)內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)社付。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(xiàng)目斬獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國(guó)外公司的壟斷邻耕,聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用鸥咖,包括新能源汽車動(dòng)力電池墊片等等,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)用兄世。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點(diǎn)發(fā)泡材料具有較好防震緩沖啼辣、隔音、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性御滩,其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材鸥拧、汽車減震、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等削解。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料富弦,如地板、頂棚氛驮、方向盤腕柜、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料,這種材料耐候性能較差矫废,易燃且燃燒過程中釋放大量對(duì)人體有害的有毒氣體盏缤。隨著國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著,對(duì)汽車輕量化提出了更高要求蓖扑。特別是在車市持續(xù)萎靡唉铜、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下,輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向律杠。整車廠潭流、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動(dòng)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)及安全性能柜去。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果灰嫉,而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題。在暴雨诡蜓、淺灘熬甫、霧霾等極端條件下,為滿足汽車行駛過程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求,特斯拉等美國(guó)車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動(dòng)力電池上椿肩。例如:特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量瞻颂、提升安全性,大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個(gè)電芯郑象,可在一定時(shí)間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控贡这。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用,大大加速硅膠發(fā)泡材料在動(dòng)力電池PACK包上的應(yīng)用推廣厂榛。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下盖矫,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,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一击奶。2018年辈双,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(diǎn)課題。日常生活中柜砾,當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具湃望、家具用品等塑料制品時(shí),都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味痰驱、綠色環(huán)保证芭,近年來綜合性能優(yōu)異、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”担映,日益受到熱捧废士,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種。聚丙烯作為產(chǎn)量大蝇完、增長(zhǎng)量快官硝、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一,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(diǎn)與難點(diǎn)四敞。其中泛源,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)。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年忿危,由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝没龙,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)工作铺厨。據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類硬纤〗庾遥化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)筝家;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用洼裤,已逐漸被禁止和限制使用;一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高或價(jià)格昂貴溪王,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全腮鞍。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候值骇、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端移国,超臨界流體吱瘩,特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù),被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)迹缀,而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)使碾、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化祝懂,可以制備微孔甚至納米泡孔材料票摇。聚丙烯是結(jié)晶聚合物,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制砚蓬,很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品兄朋;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔,可操作窗口窄怜械。因此颅和,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。了攻克這一難題缕允,近年來峡扩,團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院障本、浙江新恒泰教届、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系驾霜、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)化案训、強(qiáng)化和工程化等系列工作,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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì):根據(jù)在低于其流動(dòng)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)制粪糙,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)泡專用料强霎,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;CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率蓉冈,氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積城舞;釜壓發(fā)泡、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(jì)保證了均勻的壓力場(chǎng)寞酿、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)家夺,成功實(shí)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)。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)伐弹,項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置拉馋,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置煌茴,生產(chǎn)效率提高25%随闺,成品率提高到99%以上;發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)景馁;2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億板壮,利稅1.09億。隨著應(yīng)用市場(chǎng)快速開拓合住,2019年共推廣新建了13套裝置绰精,市場(chǎng)占有率高和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件透葛、實(shí)用新型專利8件笨使;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文,“國(guó)外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為僚害×蛞”科技查新表明,模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平萨蚕,釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國(guó)內(nèi)外新穎性靶草。
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生物降解塑料目前已開始應(yīng)用在一次性餐具、包裝岳遥、農(nóng)業(yè)奕翔、汽車、醫(yī)療浩蓉、紡織等多個(gè)領(lǐng)域派继,基于行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)需求,第八元素為客戶提供PLA捻艳、PBAT驾窟、PBS等降解材料,點(diǎn)擊以下鏈接认轨,即可在線采購(gòu)樣品:系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型绅络,應(yīng)用方向,性能要求好渠。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展昨稼,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拳锚。塑料在汽車上的應(yīng)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(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志寻行,塑料飾件的大量應(yīng)用霍掺,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能,提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小杆烁、性價(jià)比高牙丽、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性兔魂、剛性烤芦、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。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(shì)析校。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)构罗、投資巨大、技術(shù)要求高智玻,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)遂唧,所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效吊奢、更經(jīng)濟(jì)盖彭、更實(shí)用的改性。延伸性页滚、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”召边。是由 PP樹脂、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裹驰、碳酸鈣等無機(jī)填料的復(fù)合物隧熙,其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型,且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低邦马、質(zhì)輕贱鼻、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)滋将×谛滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率随闽,且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)父丰,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掘宪。玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊蛾扇、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一魏滚。LGFPP制品指含有長(zhǎng)度為10~25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)镀首。10~25mm的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度、剛度鼠次、韌性更哄,以及尺寸穩(wěn)定性好芋齿、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)。此外成翩,LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能觅捆,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比麻敌,LG-FPP的密度低栅炒,相同部件的質(zhì)量可減輕20%~50%;LGFPP能為設(shè)計(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性,可成型形狀復(fù)雜的部件术羔、提高集成汽車零部件的能力赢赊、節(jié)約模具成本(一般長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)、減少能耗(長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%~80%聂示,鋁制品的35%~50%)域携、簡(jiǎn)化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品鱼喉,具有強(qiáng)度高秀鞭、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫扛禽、阻燃性能好锋边、低浮纖、低翹曲编曼、低收縮 等特點(diǎn)豆巨。
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摘要:長(zhǎng)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(shí)掐场,對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)往扔,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)狀熊户,詳細(xì)介紹了薄壁注塑萍膛、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實(shí)現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況嚷堡,并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景蝗罗。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展蝌戒,汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展串塑。然而,由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重北苟,通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染桩匪,已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn),其中友鼻,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)展吸祟。運(yùn)用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)瑟慈、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法桃移。在眾多的復(fù)合材料中屋匕,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的價(jià)格、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞借杰。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-SGF)相比过吻,PPLGF在強(qiáng)度、剛度蔗衡、翹曲度纤虽、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(shì)绞惦,因此逼纸,使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低。1 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種济蝉,即熔融浸漬杰刽、溶液浸漬、粉末浸漬王滤、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝贺嫂,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(zhǎng)度一般為8mm~15mm雁乡,其中玻纖的含量可達(dá)20%~60%第喳,粒子中玻纖的保留長(zhǎng)度可達(dá)1mm~3mm,如圖1所示,相較于玻纖保留長(zhǎng)度僅為0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料踱稍,PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)曲饱,可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能珠月、耐蠕變性能等特點(diǎn)扩淀,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。此外桥温,隨著纖維含量的增加引矩,PP-LGF的性能也隨之提高。長(zhǎng)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)飾中的重要部件侵浸,為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量旺韭,中、高檔車型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板掏觉,即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層区端。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件,同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)澳腹,因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性织盼,目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料杨何,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(shí)沥邻,可提升儀表板吸能性能危虱,同時(shí)可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計(jì)厚度由3mm~3.5mm降低到1.8mm~2.5mm,從而降低儀表板骨架重量唐全,推動(dòng)汽車內(nèi)飾輕量化埃跷。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑、物理發(fā)泡邮利、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面弥雹,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)品壁厚減薄延届,在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法剪勿,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左右方庭,整體減重可達(dá)約25%厕吉。該工藝的投入成本較低,重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯二鳄。目前赴涵,該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中,如吉利订讼、大眾髓窜、上汽、福特等均有應(yīng)用欺殿,一般選擇PPLGF20材料寄纵,設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm~2.5mm。然而脖苏,薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問題程拭,首先是該工藝的模具成本較高,使用薄壁注塑棍潘,成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)恃鞋,熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高。其次亦歉,注塑工藝管控和注塑精度要求高恤浪,因?yàn)镻P-LGF中長(zhǎng)玻纖分布的各向異性,采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重肴楷,尺寸穩(wěn)定性較差水由。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝,它是以熱塑性材料為基體赛蔫,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砂客,并保持在高壓力下泥张,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鞠值,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]媚创,該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明,1995年由美國(guó)Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化齿诉。MuCell 工藝優(yōu)勢(shì)為成型周期短筝野、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低粤剧、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣。MuCell工藝使用超臨界流體挥唠,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動(dòng)性抵恋。泡孔成長(zhǎng)壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段,縮短成型周期宝磨,同時(shí)弧关,可使壓力分布均勻,有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力唤锉,降低因長(zhǎng)玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲世囊,增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。另外窿祥,泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕株憾,微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充,降低材料密度晒衩,產(chǎn)品重量減輕嗤瞎,較同材質(zhì)實(shí)體,重量可降低5%~10%听系。目前贝奇,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(jì)壁厚2.4mm靠胜,相較于實(shí)心材料重量降低了10%掉瞳,此外,長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)浪漠。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高陕习,工藝難度大,同時(shí)相關(guān)研究表明郑藏,使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%~8%時(shí)衡查,產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右,基本滿足性能要求必盖,減重超過8%拌牲,機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降俱饿,不能滿足要求。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%~5%塌忽。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)拍埠,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)泡劑土居,受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體枣购,使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu),以降低材料密度擦耀,減輕產(chǎn)品重量棉圈。其中,core-back工藝因使用了二次開模眷蜓,相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡分瘾,發(fā)泡的倍率更高,產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多吁系,產(chǎn)品的減重比更大德召。一般來說,模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實(shí)心材料在5%~8%左右汽纤,而core-back工藝可高達(dá)30%~50%上岗,具體根據(jù)退模行程決定。同物理發(fā)泡工藝一樣蕴坪,化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)肴掷,減少產(chǎn)品翹曲變形,提升產(chǎn)品穩(wěn)定性辞嗡,而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件捆等。目前,寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝续室,產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm栋烤,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(xué)發(fā)泡工藝挺狰。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴明郭,開模的周期較長(zhǎng),模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高丰泊,而且該工藝的技術(shù)難度較高薯定,后期調(diào)試周期較長(zhǎng),產(chǎn)品的綜合成本較高瞳购。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴话侄,產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯,減重效果低于薄壁注塑工藝,物理發(fā)泡工藝和core-back工藝年堆。
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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展吞杭,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变丧。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史芽狗,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志,塑料飾件的大量應(yīng)用痒蓬,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能童擎,提高了汽車的美觀舒適度。P以密度小攻晒、性價(jià)比高顾复、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性炎辨、剛性捕透、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。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(shì)碴萧。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)、投資巨大末购、技術(shù)要求高破喻,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù),所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛盟榴、更有效曹质、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性擎场。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羽德,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)注塑的諸多局限迅办,在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上宅静,可以明顯減輕重量和成型的周期,大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力站欺,并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小姨夹、平直度高,沒有縮水矾策,尺寸穩(wěn)定磷账,成型視窗大等特點(diǎn),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(dú)具優(yōu)勢(shì)贾虽,成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向逃糟。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。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绰咽,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多菇肃,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%,卡車剃诅、工程機(jī)械車占20% 巷送,客車、商務(wù)車占35% 矛辕。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料笑跛。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聊品,不僅增加了制造成本飞蹂,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體翻屈,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源陈哑,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(kuò)散內(nèi)壓的作用下伸眶,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡惊窖,且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ,但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm 厘贼。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡界酒、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)外飾件嘴秸,如車身門板毁欣、尾門、風(fēng)道等岳掐;擠出微發(fā)泡適用于密封條凭疮、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等串述。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% 执解,較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)高50%的減重,注射壓力降低約30%~50% 剖煌,鎖模力降低約20% 材鹦,循環(huán)周期減少10%~15%,同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性耕姊,較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)高30%的節(jié)能桶唐,并且能改善制品的翹曲變形性,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活茉兰。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能尤泽,作為汽車車頂,可降低汽車的質(zhì)量,同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件坯约,有利于汽車的輕量化熊咽。
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近年來綜合性能優(yōu)異、可回收易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”闹丐,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種横殴。超臨界二氧化碳(CO2)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),近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破卿拴,成功開發(fā)了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)化技術(shù)衫仑。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類《榛ǎ化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留文狱、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用,已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高缘挽,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全瞄崇。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)壕曼,已被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)苏研,而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和黏度下降腮郊、結(jié)晶行為改變等一系列變化楣富,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物伴榔,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制,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庄萎,可操作窗口窄踪少。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糠涛。為了攻克這一難題援奢,趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院忍捡、浙江新恒泰集漾、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系砸脊、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)化具篇、強(qiáng)化和工程化等系列工作,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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新凌埂。趙玲介紹驱显,在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡儒鹿,既可突破結(jié)晶的制約,又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型置谦【榔ⅲ基于這一發(fā)泡機(jī)制,他們開發(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)泡專用料栓霜,以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑翠桦。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率,氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡胳蛮、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(jì)销凑,保證了均勻的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)鹰霍,實(shí)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)闻鉴。利用上述創(chuàng)新技術(shù),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置茂洒,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套孟岛、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置,生產(chǎn)效率提高25%督勺,成品率提高到99%以上渠羞,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn),2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元智哀、利稅1.09億元次询。此外,該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件瓷叫、實(shí)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