紹興可降解泡棉定制

什么是MPP诊沪？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯，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微米曾撤，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)端姚。由于材料內部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震挤悉、緩沖渐裸、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應用于包裝尖啡、交通工具橄仆、箱包、體育器材等領域衅斩，是傳統(tǒng)EVA盆顾、PU、PS發(fā)泡材料畏梆、EPE和EPP的佳替代物您宪。聚丙烯微孔發(fā)泡MPP所需的原料制造MPP一般需要使用高熔體強度聚丙烯(high melt strength PP)奈懒。通用的PP由于其是線性的半結晶聚合物，加工窗口較窄宪巨，且難以得到封閉的泡孔結構磷杏。性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體捏卓，并誘導其成核极祸、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料怠晴。發(fā)泡過程清潔無污染遥金，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)蒜田，因此可回收循環(huán)使用稿械。聚丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料冲粤。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械美莫、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域。也可應用于兒童拼圖梯捕、玩具等對產品健康要求較高的領域厢呵，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫科阎。 PP是半結晶聚合物述吸，其熔點一般150~170℃忿族。相比于耐溫只有70~80℃的PE锣笨、PS、PU發(fā)泡材料道批，MPP的使用溫度可達120℃错英，因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領域隆豹。MPP集增強椭岩、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域璃赡，如汽車判哥、軌道交通，船舶碉考，風機葉片等塌计。輕質高強的MPP厚板作為結構泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫侯谁、PET結構泡沫等锌仅，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用章钾。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，由于泡孔較小热芹，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小贱傀。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積伊脓。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控府寒，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會穿孔报腔，可應用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在椰棘，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率榄笙。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內氣體的對流邪狞，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)泡材料具有較低的茅撞、依賴于泡孔結構的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)帆卓。(5) 輕質高強的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米丘，MPP具有極佳的表面保護性能剑令，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域。 MPP的阻燃著下游應用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升拄查，對MPP阻燃要求日益劇增吁津，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低，添加1%即可達到UL94 VTM-2阻燃等級堕扶，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響碍脏，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性稍算，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應的優(yōu)點典尾。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產品，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達到非常高效的光老化糊探，延長MPP長時間在戶外暴曬的時間钾埂，防止材料老化降解； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外科平，同時還具有形態(tài)顆寥熳希化，加工方便瞪慧，潔凈髓考，無粉塵污染等特點。

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新材料研習社報道汞贸，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展绳军，輕量印机、舒適、綠色门驾、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向射赛。汽車輕量化技術能夠減輕車身重量、降低油耗奶是，是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一楣责。目前，汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重聂沙、昂貴的金屬構件秆麸，“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案，汽車塑料化程度已經成為衡量汽車設計和制造水平的重要標志及汉。在當前的車用塑料中沮趣，聚丙烯是用量、使用頻次坷随、增長速度的品種房铭。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長是因為其密度小、體積輕温眉、設計空間廣缸匪，綠色環(huán)保、性能優(yōu)異及其制造成本低类溢。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凌蔬，減輕汽車自重。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）而成的無臭闯冷、無毒砂心、半透明的聚合物。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）窃躲、無規(guī)聚丙烯（Atactic polypropylene）和間規(guī)聚丙烯（Syndiotactic polypropylene）三種计贰。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性钦睡、耐化學腐蝕性蒂窒、耐熱性、介電性能荞怒，以及高強度的機械性能和高頻絕緣性洒琢，且不受濕度的影響，聚丙烯的種類及性能褐桌。目前衰抑，為了進一步改善聚丙烯的性能，通常采用化學改性（共聚改性荧嵌、交聯(lián)改性呛踊、接枝改性砾淌、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構、晶體構型或填充谭网、共混汪厨、增強等來實現(xiàn)性能優(yōu)化。改性聚丙烯根據特點和功能可分為長玻纖增強聚丙烯材料愉择、免噴涂聚丙烯材料劫乱、聚丙烯微發(fā)泡材料、高溶體強度聚丙烯锥涕、環(huán)保阻燃聚丙烯材料衷戈、抗菌聚丙烯、耐刮擦聚丙烯材料层坠，及低氣味殖妇、低VOC聚丙烯材料等。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢性能優(yōu)勢聚丙烯在強度破花、剛度拉一、硬度、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯旧乞；能夠在100℃的溫度下正常使用蔚润，具有良好的尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性尺栖、較好的力學性能嫡纠、較高的耐沖擊性、機械性質強韌延赌，化學穩(wěn)定性良好且不受濕度影響除盏。聚丙烯外觀透明而輕，密度為0.89~0.91 g/cm3挫以，是目前塑料中輕的品種之一者蠕。因此，采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進一步實現(xiàn)重量的降低掐松。另外踱侣，由于近年聚丙烯改性技術的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據優(yōu)勢。保優(yōu)勢聚丙烯為無毒大磺、無味抡句、無臭的乳白色透明高結晶聚合物，屬于環(huán)保材質杠愧。聚丙烯不僅可回收再利用待榔，而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子，在高溫和氧化作用下能夠產生分子鏈分解反應流济，使聚丙烯具有降解特性锐锣，大大地降低了白色污染帶來的環(huán)境問題腌闯。成本優(yōu)勢聚丙烯的生產原料來源路徑多樣，主要有油雕憔、煤绑嘹、甲醇、丙烯等橘茉。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長快的一種原料來源方式工腋。由于我國煤炭資源豐富，且煤炭的價格較為穩(wěn)定畅卓，煤制備聚丙烯成本浮動小擅腰。同時，聚丙烯容易加工成型翁潘，生產工藝簡單趁冈，其生產成本遠遠低于現(xiàn)有的其他塑料材料。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領域應用的核心基材拜马，但由于聚丙烯的性能缺陷渗勘，包括收縮率大、容易產生翹曲變形俩莽、低溫易脆斷等旺坠，決定其必須通過改性才能滿足車用部件的特殊需求。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求扮超，優(yōu)化基體樹脂的結構和組成取刃，采用化學或物理方法來進行改性。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出刷，與普通聚丙烯材料相比璧疗，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，能夠與ABS塑料的相關產品相媲美馁龟。長玻纖增強聚丙烯具有更好的耐熱性能崩侠，且成本遠低于ABS塑料；另外坷檩，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%却音，同時兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性。普通聚丙烯與長玻纖增強聚丙烯的性能對比淌喻。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僧家，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構。發(fā)泡改性技術突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限裸删，可以減輕制品的質量和成型周期；同時使制品具有內應力阵赠、翹曲小的特性涯塔，在注塑成型中更平整肌稻、筆直和穩(wěn)定；另一方面匕荸，由于微孔的支撐作用爹谭，使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異，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榛搔。低氣味诺凡、低VOC聚丙烯低氣味、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個重要方向践惑，尤其針對處于相對封閉空間的汽車內飾用聚丙烯材料腹泌，對聚丙烯提出了綠色、環(huán)保的要求尔觉。低氣味凉袱、低 VOC 聚丙烯是通過在填料、加工助劑的選擇侦铜、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生专甩，從而控制氣味的產生。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比钉稍，微孔發(fā)泡注塑制品具有質量更輕涤躲、翹曲和內部殘余應力更少、尺寸穩(wěn)定性好贡未、成型周期短等一系列優(yōu)點篓叶。目前，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術中應用為廣泛的工藝之一羞秤，具有操作簡單缸托、效率高、能夠生產復雜制件瘾蛋，且能耗少俐镐，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念哺哼，滿足發(fā)泡產品市場化的需求佩抹。然而，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內部泡孔易發(fā)生大量變形取董，泡孔尺寸分布不均勻棍苹，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷茵汰，制約了其力學性能的提高和外觀視覺枢里，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用。家復合改性聚合物材料工程技術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)泡行為的影響栏豺。研究發(fā)現(xiàn)彬碱，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)奥洼。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP巷疼、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灵奖。然后打開氣體反壓裝置嚼沿，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2瓷患，0.4骡尽，0.6，0.8?MPa的氣體尉尾，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡爆阶，冷卻后，取出PP發(fā)泡樣品沙咏。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后辨图，熔體壓力瞬間達到大值。隨著GCP從0增加至0.8?MPa肢藐，熔體內部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa故河，注射完成后，隨著氣體的排出吆豹，熔體壓力瞬間下降鱼的，隨著冷卻收縮，熔體壓力逐漸趨于0?MPa痘煤。由此可知凑阶，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境衷快。CP對泡孔質量的影響在沒有施加氣體反壓時宙橱，由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動剪切變形蘸拔，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师郑，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象调窍，泡孔形貌極不規(guī)則宝冕，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)邓萨。同時發(fā)現(xiàn)地梨，隨著GCP的增大菊卷，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小，熔體內部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉變湿刽，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大的烁，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布褐耳。當GCP達到0.8?MPa時诈闺，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)，此時整體泡孔的變形較小铃芦。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雅镊，GCP值越大，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大刃滓，泡孔受到熔體的約束力大仁烹，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對結構參數(shù)的影響CP對泡孔結構參數(shù)的影響如下圖所示咧虎∽跨郑可知，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%砰诵；隨著GCP的增大征唬，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時茁彭，升高至26.7%总寒。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%理肺，這說明GCP可以減小泡孔變形層摄闸，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計妹萨，如下圖所示年枕，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢乎完，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大熏兄，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度囱怕，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距霍弹，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計娃弓，見圖c典格，隨著GCP的增加，當GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小台丛，但隨著GCP的進一步增大耍缴，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm砾肺。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防嗡，泡孔的成核速率下降变汪，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蚁趁，因此熔體壓力越大裙盾，泡孔直徑越大。

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編者按：目前他嫡，塑料部件在國內汽車上占重量的10%左右番官，在國外汽車上達到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術能使塑料部件的重量降低15%至30%钢属，廣泛應用于儀表板徘熔、電機支架、座位板淆党、空調風罩酷师、門嵌飾板等內外飾。本文作者從專利角度對微孔發(fā)泡技術的重點申請人進行分析染乌，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考山孔。標題：微孔發(fā)泡技術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域，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一慕匠。目前饱须，塑料部件在國內汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達到了15%至20%台谊。微孔發(fā)泡技術能使塑料部件的重量降低15%至30%蓉媳，廣泛應用于儀表板、電機支架锅铅、座位板酪呻、空調風罩、門嵌飾板等內外飾盐须。該技術在20世紀80年代初被麻省理工學院提出玩荠，通常指孔徑小于10μm、泡孔密度大于109個/cm3的發(fā)泡材料贼邓，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔阶冈，相對于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性，在汽車零件等工業(yè)領域廣泛應用塑径。本文中女坑，筆者將從專利角度對微孔發(fā)泡技術的重點申請人進行分析，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考统舀。外注重工藝技術保護筆者通過專利數(shù)據庫檢索后發(fā)現(xiàn)匆骗，截至目前劳景，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關的專利申請，其中國外有1700余件碉就，美國盟广、日本、德國三國的相關專利申請量居前三位瓮钥；國內相關專利申請有2400多件筋量，其中企業(yè)占1556件，其次是科研院所骏庸，從申請人分布地區(qū)來看毛甲，廣東年叮、江蘇具被、浙江等地的專利申請量較高。Trexel公司的MuCell技術是目前為成熟只损、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術一姿，該技術來源于麻省理工學院在20世紀80年代提出的發(fā)明專利。Trexel公司在1995年通過專利權轉讓獲得這項技術的全球開發(fā)和商品化推廣跃惫，并在此基礎上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術--MuCell叮叹。MuCell技術的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔爆存，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結構蛉顽。后來，Trexel公司基于MuCell技術提交相關專利申請共有33件先较，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設備結構的研發(fā)携冤，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。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性闲勺，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)曾棕、設置旋轉擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內安裝旋轉的螺旋件等方法改進；在超臨界流體計量控制上菜循，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設置儲料缸控制發(fā)泡劑計量翘地、螺桿上添加超臨界流體的計量泵等解決手段“┠唬基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%衙耕，減少材料消耗并縮短成型周期，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案勺远。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術方面也申請了較多專利橙喘，其早的相關專利申請是在1995年，申請的25件相關專利均為螺桿等機械結構的技術改進谚中，其專利的商品化產品為Ergocell微孔發(fā)泡技術渴杆。該技術的核心是設置了氣體計量與混合模塊寥枝，使熔體/氣體混合物的均化過程獨立于塑化過程，獲得的制品具有較低的內應力磁奖，消除了翹曲和縮痕囊拜，較適用于汽車內飾。阿博格公司是全球領先的注塑機制造商比搭，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術冠跷，該技術工藝簡單，采用液體發(fā)泡劑身诺，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蜜托，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入。該技術主要適用于纖維增強發(fā)泡材料霉赡，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%橄务。阿博格公司的專利申請量不多，主要涉及注塑機結構設計穴亏，其中具有顆粒鎖結構的注塑機是Profoam發(fā)泡工藝的關鍵技術蜂挪。筆者認為，Trexel嗓化、Demag Ergotech等國外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術棠涮，國內企業(yè)在使用相關技術時必然面臨較高的專利許可費用。國內注重原料技術研發(fā)在國內專利申請人中刺覆，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）的相關專利申請量多严肪，這兩個申請人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主，涉及的技術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谦屑，以獲得泡孔均勻驳糯、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產品。