蘇州PLA發(fā)泡定制

利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機(jī)晓折，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)樹脂兽泄，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑漓概、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）病梢。結(jié)果表明胃珍，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份蜓陌，過氧化二特丁烷為0.18份觅彰，過氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份护奈，碳酸鈣為0.50份缔莲，發(fā)泡劑AC為 0.40份哥纫。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ霉旗，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3。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)輕蛀骇、耐高溫厌秒、綠色環(huán)保、易注射成型擅憔、成型周期短和成本低等優(yōu)點(diǎn)鸵闪。隨著汽車輕量化的發(fā)展，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多暑诸。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想蚌讼，僅適用于需表面附皮的高端車辟灰，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］〈凼化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米芥喇，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳。目前國內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ凰萨，國外也只有美國继控、意大利、日本等少數(shù)幾個(gè)國家能生產(chǎn)胖眷。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法武通，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂，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)泡專用料珊搀，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ冶忱，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗(yàn)部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1）食棕，熔體流動速率（MFR）為3.0g/（10min）朗和，中國石化齊魯分公司；共聚PP（記作PP2）簿晓，MFR為2.0g/（10min）眶拉，中國石化齊魯分公司；抗氧劑憔儿，168和1010忆植，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司；過氧化二特丁烷（DBP）谒臼，過氧化二特丁烷（DBP）朝刊，過氧化二異丙苯（DCP），二乙烯基苯蜈缤，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC）拾氓，液體石蠟，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司底哥；發(fā)泡改性劑DMS-10咙鞍，自制。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀趾徽，德國HAAKE公 司续滋；CMT450料試驗(yàn) 機(jī)，天水三斯有限公司孵奶；∮25單螺桿擠出機(jī)疲酌，德國BRABENDER公司；AH-2奧林巴斯顯微鏡，日本奧林巴斯公司朗恳。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂湿颅、過氧化物、改性劑粥诫、抗氧劑肖爵、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量，投入10L高速攪拌機(jī)臀脏，低速混合1min劝堪，高速混合2min出料，料溫不 高于50℃揉稚。擠出發(fā)泡：擠出機(jī)設(shè)置溫度180～200℃秒啦，機(jī)頭溫度195℃，距機(jī)頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平搀玖，取樣待用余境。1.4 測試表征拉伸強(qiáng)度按照GB/T1040.3—2006測試，采用4型試樣灌诅，拉伸速度為50mm／min芳来；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試，寬度25mm猜拾；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843—2008測試即舌；表觀密度按GB/T6343—2009測試；泡孔密度按方法測試挎袜。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)樹脂顽聂，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(qiáng)度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量盯仪，結(jié)果見表1紊搪。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全景。由表1看出耀石，DBP和DCP都能提高PP熔體強(qiáng)度，但片材表面和泡孔均勻性不同爸黄，隨DCP含量增加滞伟，擠出片材表面質(zhì)量變差，泡孔變得不均勻馆纳；DCP雖有利于提高熔體強(qiáng)度诗良，但比例不宜過大汹桦，以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜鲁驶。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度，擠出反應(yīng)時(shí)舞骆，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解钥弯，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基径荔，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)，形成局部高強(qiáng)度熔體脆霎，熔體強(qiáng)度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻总处，形成凹凸不平的表面。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂睛蛛，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10鹦马，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系，結(jié)果見圖1忆肾。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出荸频，隨引發(fā)劑含量增加，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變客冈；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低旭从，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時(shí)场仲，引發(fā)劑濃度不足和悦，PP接枝率不高，熔體強(qiáng)度不足渠缕，難以包裹住氣體鸽素，泡孔較大，并有部分泡孔破裂亦鳞，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高付鹿；隨引發(fā)劑含量增加，PP接枝程度提高蚜迅，熔體強(qiáng)度相應(yīng)增加舵匾，氣泡在膨脹過程中，泡壁不易破裂谁不，形成致密均勻的泡孔坐梯，單位體積泡孔數(shù)量增加，材料密度下降刹帕；隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高吵血，熔體強(qiáng)度高于氣泡膨脹的動力，使氣泡不能充分膨脹偷溺，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高蹋辅。.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。由看出挫掏，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加侦另，發(fā)泡材料表觀密度降低，泡孔密度提高，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褒傅，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用弃锐。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時(shí)，發(fā)泡材料表觀密度反而回升殿托，泡孔密度下降霹菊。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進(jìn)一步提高，熔體中氣體含量過多支竹，氣泡膨脹加劇旋廷，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并，氣體溢出礼搁，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高柳洋，泡孔密度下降。由還可看出叹坦，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份熊镣。

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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)泡材料募书。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料绪囱、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料莹捡，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料鬼吵。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一篮赢、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型齿椅，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)出來后启泣，被冠以“M”涣脚，定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP寥茫，幾乎是我國獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP遣蚀。其制造工藝是以壓機(jī)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)的不同纱耻，關(guān)鍵的區(qū)別在于發(fā)泡劑不是傳統(tǒng)的AC化學(xué)發(fā)泡劑芭梯，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍弄喘，且非常環(huán)保玖喘。具體的制造方法是，先采用混煉蘑志、壓延累奈、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板贬派，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機(jī)中的模具中，合上模具费尽。加熱壓機(jī)的上下模板，將PP板材的溫度上升至PP的熔點(diǎn)附近羊始，與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2旱幼，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度突委，迅速釋放壓機(jī)的壓力柏卤，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫，即得到MPP發(fā)泡板材匀油。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點(diǎn)在于：在固體形態(tài)下浸漬;對PP熔體強(qiáng)度要求較低;發(fā)泡過程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細(xì)缘缚、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會燃燒。但不足點(diǎn)也是比較明確的敌蚜，如：浸漬速度慢;必須經(jīng)歷制成薄板的預(yù)加工工藝過程;受聚丙烯結(jié)晶度的影響很大;靠壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)桥滨，不僅不連續(xù)，且效率較低弛车，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齐媒。二、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝纷跛，即在高壓釜中喻括，在一定時(shí)間內(nèi)，通過高壓將物理發(fā)泡劑在預(yù)定溫度下浸漬進(jìn)入基體樹脂的細(xì)小粒料之中贫奠，然后冷卻體系溫度至室溫唬血，即得到可發(fā)性珠粒。使用時(shí)唤崭，先在一定的發(fā)泡溫度下拷恨，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下，得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒谢肾。在制備制品時(shí)挑随，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱、減壓勒叠，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合兜挨，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型眯分。由于都是采用物理發(fā)泡劑拌汇，因而發(fā)泡倍率較大。三弊决、擠出發(fā)泡成型將塑料與發(fā)泡劑(物理或化學(xué))分別加入擠出機(jī)的不同位置噪舀，高壓下在擠出機(jī)中熔融形成均勻的溶液魁淳，然后在口模處突然泄壓、發(fā)泡与倡、冷卻界逛，制成板材、片材甚至管材等纺座。在擠出發(fā)泡過程中息拜，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净响、發(fā)泡少欺、冷卻、形成發(fā)泡材料馋贤，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力赞别，故而對塑料的熔體強(qiáng)度要求很高，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強(qiáng)的應(yīng)變硬化的性能配乓，因此發(fā)泡難度較大仿滔。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)泡材料犹芹，主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾堤撵。當(dāng)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)泡并非是主要目的羽莺，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形实昨，特別是在托盤，支架等大型制品的注塑中盐固。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)荒给、精準(zhǔn)的加工工藝、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材刁卜，使其在高表面要求志电、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)泡汽車注塑件蛔趴。

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國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營企業(yè)加速沖擊挑辆，有如洪水。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%孝情，中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%鱼蝉，東華能源、中景石化箫荡、寶豐能源魁亦、紹興三圓、巨正源等民營企業(yè)強(qiáng)勢來攻羔挡。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂洁奈，薄壁注塑料緊隨其后间唉，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品利术，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)呈野，成為天津石化創(chuàng)效利器。T5015M產(chǎn)品在透明度印叁、加工成型被冒、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒喉钢、沙拉碗姆打、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)良姆。下一步肠虽，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域玛追，不斷擴(kuò)大中高端材料市場份額税课。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場“健康美麗新風(fēng)尚”營銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營銷案例之后痊剖，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列韩玩，滿足用戶個(gè)性化需求的又一創(chuàng)新。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤陆馁，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加找颓，正成為“新貴”。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會”演講報(bào)告：《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應(yīng)用》近年來叮贩，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展击狮，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯、汽車部件益老、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼彪蓬、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多。筆者介紹熱成型基本原理及特點(diǎn)捺萌、國內(nèi)熱成型包裝市場概況档冬、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子桃纯，如奶茶杯酷誓、冷飲杯、快餐杯等态坦，主要用于快餐店呛牲、奶茶店、果凍制品廠等驮配。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主娘扩，部分冷飲采用PET 材質(zhì)着茸。杯子主要以透明材質(zhì)為主，季節(jié)性較強(qiáng)琐旁，主要用PP原料生產(chǎn)涮阔。1.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥灰殴、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒敬特。這都對樹脂原料提出了更高要求。PET牺陶，PS 不耐高溫伟阔。PP 耐熱性能較好，價(jià)格低廉掰伸，易得皱炉，所以成為原料。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形狮鸭，且市場上無針對熱成型的專用料合搅，客戶采用T30S 添加助劑改性，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定歧蕉、制品成難等問題灾部。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030，具有耐熱溫度高惯退，成型方便赌髓，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋催跪、餐盒蓋锁蠕、杯蓋等，主要用于快餐店叠荠、奶茶店匿沛、蛋糕店等.蓋子以透明為主，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多榛鼎。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干逃呼、薯片、花生者娱、餃子抡笼、湯圓的包裝，外面還會有一層包裝黄鳍，主要使用于速食品廠推姻。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主，另外還有乳白色等框沟。一般餃子藏古、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右增炭，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)，常溫下使用的零食托盤以PET拧晕，PS 和PP 為主隙姿，廠家根據(jù)喜好及價(jià)格選擇。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品厂捞。綜上可見输玷，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍，樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求靡馁，如加工性能欲鹏、力學(xué)性能、光學(xué)性能等臭墨，同時(shí)加工設(shè)備的改進(jìn)提升赔嚎，也會對樹脂性能提出更高的要求，二者相互促進(jìn)裙犹，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品尽狠。熱成型食品包裝用PP特點(diǎn)及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射衔憨、擠出叶圃、吹塑之后，又一重要的加工方式践图，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對這一市場提供了多個(gè)商業(yè)化的PP 牌號掺冠。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號。國外熱成型專用料多為均聚物码党，透明無規(guī)共聚物較少德崭，且部分牌號進(jìn)口周期長，國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料揖盘。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主眉厨，隨成型機(jī)工藝的進(jìn)步，片材寬度日益提高兽狭，寬可達(dá)1 000 mm 以上憾股，因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD) 以提高片材耐熔垂性能箕慧，但此方式將帶來混料不均服球、制品透明性受限等問題。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能颠焦、超高透明度的PP 原料需求日益迫切斩熊。

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摘要:長玻纖增強(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)伐庭，對零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)粉渠，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞分冈。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(xì)介紹了薄壁注塑霸株、物理發(fā)泡丈秩、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，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景淳衙。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來蘑秽，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展箫攀。然而肠牲，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染靴跛，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)缀雳，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(jìn)展梢睛。運(yùn)用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)肥印、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(fù)合材料中绝葡，長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價(jià)格深碱、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比藏畅，PPLGF在強(qiáng)度敷硅、剛度、翹曲度愉阎、耐疲勞绞蹦、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢，因此榜旦，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低幽七。1 長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種，即熔融浸漬溅呢、溶液浸漬澡屡、粉末浸漬、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝藕届，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法挪蹭。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(dá)20%～60%休偶，粒子中玻纖的保留長度可達(dá)1mm～3mm,如圖1所示梁厉，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(luò)結(jié)構(gòu)，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能词顾、抗沖擊性能八秃、耐蠕變性能等特點(diǎn)，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肉盹。此外昔驱，隨著纖維含量的增加，PP-LGF的性能也隨之提高上忍。長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件骤肛，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中窍蓝、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板腋颠，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)的主體部件吓笙，同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)淑玫，因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料面睛，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料絮蒿，在滿足相關(guān)性能的同時(shí)，可提升儀表板吸能性能叁鉴，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土涝，從而降低儀表板骨架重量，推動汽車內(nèi)飾輕量化亲茅。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑回铛、物理發(fā)泡狗准、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面克锣，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)品壁厚減薄腔长，在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法袭祟，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左右捞附，整體減重可達(dá)約25%巾乳。該工藝的投入成本較低，重量優(yōu)勢明顯鸟召。目前胆绊，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中，如吉利欧募、大眾压状、上汽、福特等均有應(yīng)用，一般選擇PPLGF20材料种冬，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm镣丑。然而，薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問題娱两，首先是該工藝的模具成本較高莺匠，使用薄壁注塑，成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)十兢，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高趣竣。其次，注塑工藝管控和注塑精度要求高旱物，因?yàn)镻P-LGF中長玻纖分布的各向異性期贫，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性較差异袄。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝通砍，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?dú)猓?溶解到熱熔膠中形成單相溶體烤蜕，并保持在高壓力下封孙，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讽营，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]虎忌，該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化橱鹏。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短膜蠢、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低莉兰、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣挑围。MuCell工藝使用超臨界流體，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性糖荒。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段杉辙，縮短成型周期，同時(shí)捶朵，可使壓力分布均勻蜘矢，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力，降低因長玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲综看，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性品腹。另外，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕红碑，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充舞吭，降低材料密度，產(chǎn)品重量減輕，較同材質(zhì)實(shí)體镣典，重量可降低5%～10%兔毙。目前，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝兄春，骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm澎剥，相較于實(shí)心材料重量降低了10%，此外赶舆，長城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)哑姚。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高，工藝難度大芜茵，同時(shí)相關(guān)研究表明叙量，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時(shí)，產(chǎn)品性能會下降10%左右九串，基本滿足性能要求绞佩，減重超過8%，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降猪钮，不能滿足要求品山。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%。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）烤低，二者均是在注塑過程中肘交，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，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體扑馁，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)涯呻，以降低材料密度，減輕產(chǎn)品重量腻要。其中复罐，core-back工藝因使用了二次開模，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡闯第，發(fā)泡的倍率更高市栗，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多，產(chǎn)品的減重比更大咳短。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%左右蛛淋，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%咙好，具體根據(jù)退模行程決定。同物理發(fā)泡工藝一樣褐荷，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)勾效，減少產(chǎn)品翹曲變形，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层宫。目前杨伙，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萌腿，重量降低了約40%限匣，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴毁菱，開模的周期較長米死，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高，而且該工藝的技術(shù)難度較高贮庞，后期調(diào)試周期較長峦筒，產(chǎn)品的綜合成本較高。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴窗慎，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯物喷，減重效果低于薄壁注塑工藝，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝遮斥。

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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型脯丝，應(yīng)用方向，性能要求伏伐。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展宠进，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藐翎。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史材蹬，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)用吝镣，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能堤器，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小末贾、性價(jià)比高闸溃、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性拱撵、剛性辉川、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系列材料的趨勢拴测。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長乓旗、投資巨大、技術(shù)要求高集索，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)屿愚，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛汇跨、更有效、更經(jīng)濟(jì)妆距、更實(shí)用的改性穷遂。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性、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”娱据。是由 PP樹脂蚪黑、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、碳酸鈣等無機(jī)填料的復(fù)合物吸耿，其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型祠锣，且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低、質(zhì)輕咽安、易涂裝伴网、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)∽卑簦滑石粉填充改性PP材料具有高剛性澡腾、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率，且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)糕珊，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能动分，提高材料的模量和熱變形溫度。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(如在前端模塊红选、儀表板骨架澜公、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。LGFPP制品指含有長度為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)喇肋。10～25mm的長玻璃纖維增強(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)度坟乾、剛度、韌性蝶防，以及尺寸穩(wěn)定性好甚侣、翹曲度低等優(yōu)勢。此外间学，LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能殷费，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比低葫，LG-FPP的密度低详羡，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)雜的部件氮采、提高集成汽車零部件的能力殷绍、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強(qiáng)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(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%鹊漠，鋁制品的35%～50%)主到、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品躯概，具有強(qiáng)度高登钥、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫娶靡、阻燃性能好牧牢、低浮纖、低翹曲姿锭、低收縮 等特點(diǎn)塔鳍。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強(qiáng)度，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)呻此，其具有質(zhì)輕轮纫、耐熱、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)焚鲜。隨著汽車輕量化的發(fā)展掌唾，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)用也越來越多忿磅，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%糯彬，卡車、工程機(jī)械車占20% 葱她，客車撩扒、商務(wù)車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料吨些，因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想搓谆，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本锤灿，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挽拔，化學(xué)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)但校，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下螃诅，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 状囱，但目前國內(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 术裸。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)泡等亭枷，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件袭艺，如車身門板、尾門叨粘、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條猾编、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等瘤睹。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(shí)現(xiàn)50%的減重答倡，注射壓力降低約30%～50% 轰传，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%瘪撇，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性获茬，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性倔既，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活恕曲。在一些部件中，如汽車風(fēng)管渤涌、風(fēng)道佩谣，還可實(shí)現(xiàn)隔熱、降噪的效果歼捏，減少后道工序的成本稿存。 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(xué)性能，作為汽車車頂瞳秽，可降低汽車的質(zhì)量瓣履，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化练俐。耐刮擦PP相對于工程塑料來說袖迎，PP、橡膠改性PP腺晾、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收燕锥、質(zhì)輕、成本低的優(yōu)勢悯蝉，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域归形，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差，而這一性能卻是儀表板鼻由、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能暇榴，也是汽車外部應(yīng)用部件、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一蕉世，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蔼紧，同時(shí)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狠轻。通過添加涂層奸例、無機(jī)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(fù)合材料向楼。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料查吊，因其可塑性強(qiáng)谐区、質(zhì)輕、回收再利用率高等特性菩貌，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛卢佣，無論是內(nèi)飾件重荠、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件箭阶，都越來越多地用到了塑料。我國汽車保有量達(dá)到1.75億輛戈鲁，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仇参，且汽車塑料的回收將會形成一個(gè)巨大的市場，是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域婆殿，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐诈乒。