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發(fā)布時間:2023-11-05 01:12:10無錫MPP定制
近年來綜合性能優(yōu)異纬乍、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”碱茁,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。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)仿贬,近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破纽竣,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)化和強化技術(shù)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類茧泪◎寻保化學發(fā)泡劑存在化學殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用队伟,已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高穴吹,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑嗜侮,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)港令,已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進入聚合物后會引起熔點锈颗、表面張力和黏度下降顷霹、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击吱。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物淋淀,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)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔覆醇,可操作窗口窄朵纷。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永脓。為了攻克這一難題柴罐,趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院憨奸、浙江新恒泰革屠、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系排宰、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)化似芝、強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)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新板甘。趙玲介紹党瓮,在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡,既可突破結(jié)晶的制約盐类,又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型寞奸∏好眨基于這一發(fā)泡機制,他們開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料枪萄,以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑隐岛。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率,氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(fā)泡瓷翻、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計聚凹,保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場齐帚,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)妒牙。利用上述創(chuàng)新技術(shù),項目團隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置对妄,實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套湘今、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%剪菱,成品率提高到99%以上象浑,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn),2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元琅豆、利稅1.09億元愉豺。此外,該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件茫因、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
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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型蚪拦,應(yīng)用方向,性能要求冻押。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展驰贷,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洛巢。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史括袒,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,塑料飾件的大量應(yīng)用稿茉,促進了汽車的減重節(jié)能锹锰,提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小漓库、性價比高恃慧、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學藥品腐蝕性渺蒿、剛性痢士、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系列材料的趨勢茂装。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長怠蹂、投資巨大善延、技術(shù)要求高,且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)城侧,所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛易遣、更有效、更經(jīng)濟赞庶、更實用的改性。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性澳骤、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”歧强。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为肮、碳酸鈣等無機填料的復合物摊册,其主要用于汽車保險杠的注射成型,且改性PP保險杠具有成本低颊艳、質(zhì)輕茅特、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點棋枕“仔蓿滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率重斑,且其抗化學腐蝕性能強兵睛,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窥浪。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(yīng)用(如在前端模塊祖很、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之一漾脂。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)假颇。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、剛度骨稿、韌性笨鸡,以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢坦冠。此外镜豹,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)生明顯的蠕變蓝牲。與金屬材料和熱固性復合材料相比趟脂,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)計靈活性例衍,可成型形狀復雜的部件昔期、提高集成汽車零部件的能力已卸、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%)、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%硼一,鋁制品的35%~50%)累澡、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品般贼,具有強度高愧哟、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫哼蛆、阻燃性能好蕊梧、低浮纖、低翹曲腮介、低收縮 等特點肥矢。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度,從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)叠洗,其具有質(zhì)輕甘改、耐熱、耐高溫等優(yōu)點灭抑。隨著汽車輕量化的發(fā)展十艾,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(yīng)用也越來越多腾节,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%疟羹,卡車、工程機械車占20% 禀倔,客車榄融、商務(wù)車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料救湖,因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想愧杯,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本鞋既,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力九,化學發(fā)泡劑為氣源,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)邑闺,注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下跌前,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡,且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 陡舅,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 抵乓。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、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)外飾件灾炭,如車身門板茎芋、尾門、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條蜈出、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等田弥。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% ,較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重铡原,注射壓力降低約30%~50% 偷厦,鎖模力降低約20% ,循環(huán)周期減少10%~15%燕刻,同時還能提高汽車的節(jié)能性只泼,較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能,并且能改善制品的翹曲變形性酌儒,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活辜妓。在一些部件中枯途,如汽車風管忌怎、風道,還可實現(xiàn)隔熱酪夷、降噪的效果榴啸,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晚岭,作為汽車車頂鸥印,可降低汽車的質(zhì)量,同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件坦报,有利于汽車的輕量化库说。耐刮擦PP相對于工程塑料來說,PP片择、橡膠改性PP潜的、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)輕字管、成本低的優(yōu)勢啰挪,因而被越來越多地應(yīng)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嘲叔,而這一性能卻是儀表板亡呵、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能,也是汽車外部應(yīng)用部件硫戈、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一锰什,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,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歇由。通過添加涂層卵牍、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能,例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復合材料沦泌。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料糊昙,因其可塑性強、質(zhì)輕谢谦、回收再利用率高等特性释牺,在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛,無論是內(nèi)飾件回挽、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件没咙,都越來越多地用到了塑料。我國汽車保有量達到1.75億輛千劈,對應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要祭刚,且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場,是一個前景廣闊的領(lǐng)域墙牌,學術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐涡驮。
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說到一次性容器你是不是認為紙比塑料更環(huán)保呢?這可不一定喜滨,塑料具有重量輕捉捅,不易受水和陽光影響的特點,適合制作容器虽风,但也因為這樣的特點使得塑料不易被大自然分解棒口,容易造成大量垃圾,因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器辜膝,但紙質(zhì)容器也不是沒有缺點无牵,甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大。首先因為紙張?zhí)焐滤Ф叮龅剿蜁浕セ伲瑳]辦法單獨承裝液體,因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜验游,所以摸起來感覺滑滑的充岛。但這種復合材質(zhì)的設(shè)計就會造成回收的難題,紙加塑料淋膜的設(shè)計當被送到回收廠時耕蝉,如果沒有特殊技術(shù)是無法將紙與塑料淋膜分離崔梗,不能分離就無法重新回收材料再利用,而被放在自然環(huán)境中也因為是復合材料很難被分解垒在,所以紙杯基本上只能焚燒蒜魄。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質(zhì)越單一越容易回收再利用,現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點,耐熱谈为,抗腐蝕又安全旅挤,還可以在微波爐內(nèi)加熱,只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理伞鲫,成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器粘茄,并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出秕脓,吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量柒瓣,將二氧化碳或氮氣注入到特殊的塑化裝置中,使氣體與原料充分混合吠架,讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程芙贫,利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化,緩沖吸震傍药,吸音磺平,保溫等特點,廣泛應(yīng)用于包裝拐辽,建筑建材等行業(yè)拣挪。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了,在20世紀20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木薛训,這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的媒吗,從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料仑氛。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后乙埃,人們對這種微孔新型塑料日益感興趣,并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)锯岖。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)泡劑可以分為兩種介袜。一種是物理發(fā)泡劑,這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳出吹,氮氣遇伞,氨氣等氣體,并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學反應(yīng)捶牢,而且在氣態(tài)時在塑料中的擴散速度會低于在空氣中的擴散速度鸠珠。另一種是化學發(fā)泡劑,它是一種當受熱后就會釋放如氮氣秋麸,二氧化碳等的物質(zhì)渐排,釋放氣體的速度能夠,化學發(fā)泡劑一般有碳酸銨灸蟆,碳酸氫鈉等驯耻。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法,就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中,再經(jīng)過降壓釋放出氣體可缚,從而就能在成型的塑料中形成很多小孔霎迫,這種發(fā)泡法由于成本較低,發(fā)泡后對不會留下殘余物帘靡,并且對發(fā)泡塑料性能不會改變知给。另一種是化學發(fā)泡法,這種是利用化學方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡描姚,是對加入塑料中的化學發(fā)泡劑進行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡炼鞠,還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學反應(yīng)釋放出氣體而進行發(fā)泡。 后一種是機械發(fā)泡轰胁,使用機械攪拌的方法使氣體混入材料中谒主,然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后赃阀,發(fā)泡劑的分子就會在塑料中形成很多微小氣泡(氣泡核)霎肯,隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加,氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大榛斯,隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低观游,氣泡也會停止增長并且慢慢成型,這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔驮俗。所以不管采用什么發(fā)泡工藝懂缕,使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核,氣泡核膨脹王凑,氣泡固化成型這個過程搪柑。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜,也就是我們常說的珍珠棉索烹,將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點工碾,如防震,防潮百姓,韌性好等渊额,來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯垒拢,首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合旬迹,通過管道將其吸入到擠出機入料口,同時在擠出機中還要加入發(fā)泡劑求类。在擠出機中需要加溫讓原料熔化奔垦,再通過噴淋冷卻降溫以達到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡,然后從機頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜仑嗅。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開宴倍,展平后收成卷张症,這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機在上面印上需要的圖案或者文字鸵贬。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀俗他,后通過機器壓封成包裝袋,這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了阔逼。塑料通過發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡兆衅,能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便,還能起到包裝保護的功能嗜浮,現(xiàn)在科學家研究出了一種氣泡金屬羡亩,也具有這樣的性能,它就像金屬的氣泡包裝材料危融。這種復合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的畏铆,它是一種新型復合材料并不是普通的金屬,它比合金鋼要輕70%吉殃,能吸收超過普通鋼幾十倍的能量辞居,具備防輻射,防彈蛋勺,防火的能力瓦灶,在遭遇壓力時其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護的作用,也許將來我們就能用到這種氣泡金屬抱完。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高贼陶,怎么提高可持續(xù)性以及提升效率,推動材料和能源消耗的下降巧娱,以及材料性能的提升碉怔,成本降低,有些可以通過輕量化實現(xiàn)家卖,而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來發(fā)展的方向眨层。那些用于包裝庙楚,汽車上荡,建筑和日用消費品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡,輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展馒闷,很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用酪捡,各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛。
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與傳統(tǒng)注塑制品相比纳账,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕逛薇、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好疏虫、成型周期短等一系列優(yōu)點永罚。目前啤呼,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,具有操作簡單呢袱、效率高官扣、能夠生產(chǎn)復雜制件,且能耗少羞福,符合節(jié)約材料惕蹄,降低成本這一發(fā)展理念,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求治专。然而卖陵,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张峰,所得制品表面存在大量的氣痕泪蔫、銀紋等缺陷,制約了其力學性能的提高和外觀視覺喘批,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應(yīng)用鸥滨。國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,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)泡行為的影響谤祖。研究發(fā)現(xiàn)婿滓,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)粥喜。實驗方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP凸主、發(fā)泡劑(AC)、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额湘。然后打開氣體反壓裝置卿吐,在型腔中分別注入固定的GCP為0,0.2锋华,0.4嗡官,0.6,0.8 MPa的氣體毯焕,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡衍腥,冷卻后,取出PP發(fā)泡樣品纳猫。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后婆咸,熔體壓力瞬間達到值。隨著GCP從0增加至0.8 MPa芜辕,熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa尚骄,注射完成后,隨著氣體的排出侵续,熔體壓力瞬間下降倔丈,隨著冷卻收縮憨闰,熔體壓力逐漸趨于0 MPa。由此可知需五,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力起趾,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。 GCP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時警儒,由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率训裆,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蜀铲,在流動方向上出現(xiàn)很大的變形边琉,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象,泡孔形貌極不規(guī)則记劝,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小变姨,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)厌丑,隨著GCP的增大定欧,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)變怒竿,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大砍鸠,泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布。當GCP達到0.8 MPa時耕驰,皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)爷辱,此時整體泡孔的變形較小。這是因為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朦肘,GCP值越大饭弓,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大,泡孔受到熔體的約束力大媒抠,泡孔不易發(fā)生變形弟断。GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示∨可可知阀趴,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%;隨著GCP的增大冲秽,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高舍咖,GCP為0.8 MPa時,升高至26.7%锉桑。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%窍株,這說明GCP可以減小泡孔變形層民轴,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍攻柠。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計,如下圖所示后裸,泡孔的平均長度隨著GCP的增加瑰钮,整體呈現(xiàn)減小的趨勢,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大微驶,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小浪谴,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因苹,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小苟耻。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計,見圖c扶檐,隨著GCP的增加凶杖,當GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小,但隨著GCP的進一步增大款筑,泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm智蝠。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奈梳,泡孔的成核速率下降杈湾,泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱,更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長攘须,因此熔體壓力越大毛秘,泡孔直徑越大。GCP提高了充模時的熔體壓力阻课,有效地降低了泡孔的變形叫挟,且隨著GCP的升高,泡孔直徑增大限煞,泡孔密度下降抹恳,發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa署驻,熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa奋献,使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小,減小了泡孔受到的流動剪切力旺上。隨著GCP的增大瓶蚂,泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%,變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304宣吱,泡孔的平均長度增大窃这。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌,減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力征候,提高了注塑充模階段的熔體壓力杭攻,使得臨界成核點后移祟敛,泡孔的成核長大在充模后進行,進而改善了制品泡孔的形貌兆解。
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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP馆铁,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)锅睛。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在埠巨,MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖现拒、隔熱和吸聲等性能辣垒,可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具具练、箱包乍构、體育器材等領(lǐng)域,是傳統(tǒng)EVA扛点、PU哥遮、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物陵究。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眠饮,在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體,并誘導其成核铜邮、發(fā)泡仪召,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染松蒜,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保扔茅。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián),因此可回收循環(huán)使用秸苗。丙烯(PP)本身是無毒材料召娜,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)療器械惊楼、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域玖瘸。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)域檀咙,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫雅倒,EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物弧可,其熔點一般150~170℃蔑匣。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS、PU發(fā)泡材料殖演,MPP的使用溫度可達120℃氧秘,因此MPP特別適合高溫包裝年鸳、高溫保溫等領(lǐng)域趴久。MPP集增強、隔熱和降噪為一體搔确,也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域彼棍,如汽車、軌道交通膳算,船舶座硕,風機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用涕蜂,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫华匾、PET結(jié)構(gòu)泡沫等,特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用机隙。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)下蜘拉,由于泡孔較小,微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小有鹿。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料旭旭,更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控葱跋,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材持寄,而片材表面不會穿孔,可應(yīng)用于微電子器件的包裝娱俺。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在稍味,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板,提高漫反射率荠卷。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流模庐,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)泡材料具有較低的僵朗、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)赖欣。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔验庙,MPP具有極佳的表面保護性能顶吮,可應(yīng)用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領(lǐng)域。