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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP，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(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米颂郎，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)吼渡。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震乓序、緩沖寺酪、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝替劈、交通工具寄雀、箱包、體育器材等領(lǐng)域陨献，是傳統(tǒng)EVA盒犹、PU、PS發(fā)泡材料眨业、EPE和EPP的替代物急膀。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，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體龄捡，并誘導(dǎo)其成核卓嫂、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料聘殖。發(fā)泡過程清潔無污染晨雳，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)奸腺，因此可回收循環(huán)使用餐禁。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突照。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械坠宴、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖绷旗、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域喜鼓，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫衔肢。PP是半結(jié)晶聚合物庄岖，其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE角骤、PS隅忿、PU發(fā)泡材料心剥，MPP的使用溫度可達(dá)120℃，因此MPP特別適合高溫包裝背桐、高溫保溫等領(lǐng)域优烧。MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體链峭，也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域畦娄，如汽車、軌道交通弊仪，船舶熙卡，風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用励饵，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫驳癌、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用役听。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)下颓鲜，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小典予。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料灾杰，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控熙参，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材艳吠，而片材表面不會(huì)穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝孽椰。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在昭娩，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率黍匾。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流栏渺，從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的锐涯、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)磕诊。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔纹腌，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能霎终，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。

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POE是乙烯和辛烯的共聚物升薯，其中共聚單體辛烯（C8H16）的含量為20%-30%莱褒。分子結(jié)構(gòu)中辛烯的存在破壞了乙烯的結(jié)晶，但是同時(shí)也賦予共聚物優(yōu)良的透明性和良好的彈性涎劈。在常溫下乙烯的結(jié)晶作為物理交聯(lián)點(diǎn)广凸，在高溫下乙烯解結(jié)晶使共聚物具有塑性阅茶。窄的分子量分布使POE具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗沖擊性等。由于辛烯的支化作用谅海，使得共聚物的熱敏性大大提高脸哀，大大增強(qiáng)了聚合物的可加工性。與EPDM和EPR相比扭吁，α-烯烴在共聚單體中的比重較小撞蜂，大大減少了分子骨架上的叔氫原子，這使得POE的耐熱氧老化性能大大提高智末。POE具有優(yōu)異的性能 (特別是高耐熱氧老化性)谅摄，價(jià)格相對(duì)便宜徒河，因此是一種應(yīng)用前景廣闊的新型彈性體材料系馆。但是POE熱塑性彈性體材料在實(shí)際應(yīng)用中存在的最大問題就是熱變形溫度較低（熱變形溫度<80℃），這大大限制了該材料的應(yīng)用領(lǐng)域顽照。熱塑性彈性體POE在高溫下由蘑，乙烯結(jié)晶相的消失，可能會(huì)導(dǎo)致某些性能（模量代兵、耐溶劑性）等發(fā)生突變尼酿。使用交聯(lián)、填充增強(qiáng)等方法可以大幅度提高該材料的使用溫度并改善其它性能植影。適當(dāng)?shù)牧蚧w系和補(bǔ)強(qiáng)體系能有效的提高POE硫化膠的性能裳擎，而且通過橡塑共混改性的方法，也可以獲得一種新型POE復(fù)合材料思币，可期望用其代替某些如EPDM等橡膠改性PP鹿响，應(yīng)用于長期處在高負(fù)荷、高應(yīng)變谷饿、高溫等苛刻工作環(huán)境的橡膠制品中惶我。茂金屬聚烯烴彈性體（Metallocene catalyzed polyolefin elastomer）是杜邦-陶氏(DuPont Dow)彈性體公司采用限定幾何構(gòu)型催化技術(shù)(CGCT) 和INSITE 工藝制成的新型聚烯烴彈性體材料。限定幾何構(gòu)型催化技術(shù)是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的茂金屬技術(shù)之一博投，它能極其嚴(yán)格的控制材料的分子結(jié)構(gòu)绸贡，制得加工性能和使用性能優(yōu)良的所需材料。茂金屬催化劑催化效率高毅哗、工藝適應(yīng)性強(qiáng)和制得產(chǎn)品性能優(yōu)異听怕，因此很快進(jìn)入了工業(yè)化階段。Engage POE具有相對(duì)分子量分布窄虑绵、聚合物結(jié)構(gòu)可控叉跛、聚合物分子可剪裁等一系列特點(diǎn)，其產(chǎn)品具有優(yōu)異的物理機(jī)械性能和加工性能蒸殿，具有其它高聚物無法比擬的優(yōu)點(diǎn)筷厘。近來鸣峭，新型聚烯烴彈性體Engage POE越來越受到科研工作者和生產(chǎn)企業(yè)的廣泛關(guān)注。采用溶液法聚合工藝生產(chǎn)的茂金屬聚乙烯彈性體是在茂金屬催化體系作用下由乙烯和α-烯烴的共聚物酥艳，α-烯烴一般為1-己烯和1-辛烯摊溶。DOW Chemical公司按照共聚單體含量將POE進(jìn)行分類，辛烯在共聚單體中含量<20%充石，密度為0.895g/cm3~0.915g/cm3的彈性體稱為聚烯烴塑性體（POP）莫换；辛烯在共聚單體中含量>20%，在20%-30%之間骤铃，密度為0.865~0.895g/cm3拉岁，稱為聚烯烴彈性體（POE）商品名為Engage。Exxon化學(xué)公司的彈性體一般特指乙丙橡膠惰爬。在聚合過程POE分子鏈中的樹脂相（聚乙烯鏈）結(jié)晶區(qū)起到了物理交聯(lián)點(diǎn)的作用喊暖，一定量辛烯的引入削弱了聚乙烯鏈結(jié)晶區(qū)，形成了橡膠相從而成為具有橡膠彈性的無定型區(qū)撕瞧，使得POE成為一種性能優(yōu)異的熱塑性彈性體[9]陵叽。微觀結(jié)構(gòu)決定聚合物的宏觀性能，與傳統(tǒng)聚合方法制備的聚合物相比丛版，聚烯烴彈性體POE具有很窄的分子量分布和短支鏈結(jié)構(gòu)巩掺，因而具有高彈性、高強(qiáng)度页畦、高伸長率等優(yōu)異的物理機(jī)械性能和的優(yōu)異的耐低溫性能胖替。窄的分子量分布使材料在注射和擠出加工過程中不宜產(chǎn)生撓曲，因而POE材料的加工性能優(yōu)異豫缨。又由于POE大分子鏈的飽和結(jié)構(gòu)独令，分子結(jié)構(gòu)中所含叔碳原子相對(duì)較少，因而具有優(yōu)異的耐熱老化和抗紫外線性能州胳。另外记焊，CGCT技術(shù)的應(yīng)用還能夠有效控制在聚合物線形短支鏈支化結(jié)構(gòu)中引入長支鏈，使材料的透明度提高栓撞，同時(shí)有效的改善了聚合物的加工流變性能遍膜。

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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)泡材料瓤湘。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料瓢颅、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料弛说，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料挽懦。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一木人、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型信柿，所以對(duì)模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名冀偶。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后，被冠以“M”渔嚷，定義為“MPP”进鸠。近年來涌現(xiàn)出MPP，幾乎是我國獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP形病。其制造工藝是以壓機(jī)做為發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備客年，原理上與傳統(tǒng)的模壓發(fā)泡沒有本質(zhì)的不同，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)泡劑漠吻，而是采用超臨界CO2量瓜，因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍，且非常環(huán)保途乃。具體的制造方法是绍傲，先采用混煉、壓延欺劳、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板唧取，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機(jī)中的模具中铅鲤，合上模具划提。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)附近邢享，與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2鹏往，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度骇塘，迅速釋放壓機(jī)的壓力伊履，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫，即得到MPP發(fā)泡板材款违。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(duì)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)唐瀑、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會(huì)燃燒。但不足點(diǎn)也是比較明確的插爹，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)哄辣，不僅不連續(xù)，且效率較低赠尾，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力穗。二、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝气嫁，即在高壓釜中当窗，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)小粒料之中寸宵，然后冷卻體系溫度至室溫崖面，即得到可發(fā)性珠粒元咙。使用時(shí)，先在一定的發(fā)泡溫度下巫员，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下蛾坯，得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒。在制備制品時(shí)疏遏，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱脉课、減壓，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合财异，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料倘零，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型。由于都是采用物理發(fā)泡劑戳寸，因而發(fā)泡倍率較大呈驶。三、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)的不同位置疫鹊，高壓下在擠出機(jī)中熔融形成均勻的溶液袖瞻，然后在口模處突然泄壓、發(fā)泡拆吆、冷卻聋迎，制成板材、片材甚至管材等枣耀。在擠出發(fā)泡過程中霉晕，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捞奕、發(fā)泡牺堰、冷卻、形成發(fā)泡材料颅围，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力伟葫，故而對(duì)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)變硬化的性能院促，因此發(fā)泡難度較大筏养。四、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對(duì)較晚的一種發(fā)泡材料一疯，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撼玄。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)泡并非是主要目的墩邀，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形掌猛，特別是在托盤，支架等大型制品的注塑中。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)荔茬、精準(zhǔn)的加工工藝废膘、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，使其在高表面要求慕蔚、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢丐黄，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。

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當(dāng)熱塑性聚氨酯聚合物在1950年代問世時(shí)孔飒，TPE成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)灌闺。在1960年代，苯乙烯嵌段共聚物問世坏瞄，在1970年代桂对，各種TPE出現(xiàn)。TPE的全球使用量（1990年為680000噸/年）以每年約9%的速度增長鸠匀。由于聚苯乙烯和聚丁二烯之間的不相容性蕉斜，苯乙烯-丁二烯材料具有兩相微觀結(jié)構(gòu)塊，前者根據(jù)確切的成分分成球體或棒缀棍。由于聚苯乙烯含量低宅此，該材料具有彈性，聚丁二烯的特性占主導(dǎo)地位爬范。通常父腕，它們提供比傳統(tǒng)交聯(lián)橡膠更廣泛的性能，因?yàn)槠涑煞挚梢宰兓赃m應(yīng)最終的構(gòu)造目標(biāo)坦敌。嵌段共聚物很有趣侣诵，因?yàn)樗鼈兛梢浴拔⑾喾蛛x”以形成周期性納米結(jié)構(gòu)痢法，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物狱窘。這種聚合物被稱為Kraton，用于鞋底和粘合劑财搁。由于微細(xì)結(jié)構(gòu)蘸炸，需要透射電子顯微鏡（TEM）來檢查結(jié)構(gòu)。丁二烯基質(zhì)用四氧化鋨染色以在圖像中提供對(duì)比度尖奔。該材料是通過活性聚合制成的搭儒，因此塊體幾乎是單分散的，因此有助于形成非常規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)提茁。由于大多數(shù)聚合物彼此不相容淹禾，形成嵌段聚合物通常會(huì)導(dǎo)致相分離，并且自從引入SBS嵌段聚合物以來茴扁，該原理已被廣泛采用铃岔，特別是在其中一種嵌段是高度結(jié)晶的情況下。不相容規(guī)則的一個(gè)例外是Noryl材料峭火，其中聚苯乙烯和聚苯醚或PPO相互形成連續(xù)共混物毁习。其他TPE具有結(jié)晶域智嚷，其中一種嵌段與相鄰鏈中的其他嵌段共結(jié)晶，例如在共聚酯橡膠中纺且，實(shí)現(xiàn)與SBS嵌段聚合物相同的效果盏道。取決于嵌段長度，由于較高的晶體熔點(diǎn)载碌，域通常比后者更穩(wěn)定猜嘱。該點(diǎn)決定了材料成型所需的加工溫度，以及產(chǎn)品的最終使用溫度嫁艇。這樣的材料包括Hytrel泉坐，一種聚酯-聚醚共聚物和Pebax，一種尼龍或聚酰胺-聚醚共聚物裳仆。熱塑性彈性體（TPE）腕让，有時(shí)也稱為熱塑性橡膠，是一類共聚物或聚合物（通常是塑料和橡膠）的物理混合物歧斟，由具有熱塑性和彈性體特性的材料組成纯丸。雖然大多數(shù)彈性體是熱固性塑料，但相比之下静袖，熱塑性塑料在制造中相對(duì)容易使用觉鼻，例如通過注塑成型。熱塑性彈性體顯示出橡膠材料和塑料材料的典型優(yōu)勢队橙。使用熱塑性彈性體的好處是能夠拉伸到適度的伸長率并恢復(fù)到接近原始形狀的能力坠陈，從而比其他材料具有更長的使用壽命和更好的物理范圍。熱固性彈性體和熱塑性彈性體之間的主要區(qū)別在于其結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)鍵類型捐康。事實(shí)上仇矾，交聯(lián)是賦予高彈性性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素。類型商業(yè)TPE有六類通用類別（名稱符合ISO18064）：苯乙烯嵌段共聚物解总，TPS（TPE-s）贮匕；熱塑性聚烯烴彈性體；熱塑性硫化橡膠花枫，TPV（TPE-v或TPV）刻盐；熱塑性聚氨酯，TPU（TPU）劳翰；熱塑性共聚酯敦锌，TPC（TPE-E）；熱塑性聚酰胺佳簸，TPA（TPE-A）乙墙；未分類的熱塑性彈性體，TPZ。來自嵌段共聚物組的TPE材料的例子包括CAWITON伶丐、THERMOLASTK悼做、THERMOLASTM、Arnitel哗魂、Hytrel肛走、Dryflex、Mediprene录别、Kraton朽色、Pibiflex、Sofprene和Laprene组题。這些苯乙烯嵌段共聚物（TPE-s）中有CAWITON葫男、THERMOLASTK、THERMOLASTM崔列、Sofprene梢褐、Dryflex和Laprene。Laripur赵讯、Desmopan或Elastollan是熱塑性聚氨酯（TPU）的例子盈咳。Sarlink、Santoprene边翼、Termoton鱼响、Solprene、THERMOLASTV组底、Vegaprene丈积、或Forprene是TPV材料的例子。熱塑性烯烴彈性體（TPO）化合物的例子是For-TecE或Engage债鸡。Ninjaflex用于3D打印江滨。為了符合熱塑性彈性體的資格，材料必須具有以下三個(gè)基本特征：1.拉伸到適度伸長的能力娘锁。2.并在消除應(yīng)力后恢復(fù)到接近其原始形狀的狀態(tài).3.可在高溫下作為熔體加工,沒有明顯的蠕變牙寞。TPE用于傳統(tǒng)彈性體無法提供產(chǎn)品所需物理性能范圍的地方。這些材料在汽車領(lǐng)域和家用電器領(lǐng)域有大量應(yīng)用莫秆。2014年，TPE的全球市場規(guī)模達(dá)到約167億美元悔详。大約40%的TPE產(chǎn)品用于汽車制造镊屎。例如，共聚酯TPE用于雪地摩托軌道茄螃，其中剛度和耐磨性非常重要缝驳。熱塑性烯烴（TPO）越來越多地用作屋頂材料。TPE也廣泛用于導(dǎo)管尼龍嵌段共聚物為患者提供了一系列理想的柔軟度。熱塑性有機(jī)硅和烯烴混合物用于擠出玻璃滑道和動(dòng)態(tài)擋風(fēng)雨條汽車型材用狱。苯乙烯嵌段共聚物因其易于加工而用于鞋底运怖，并廣泛用作粘合劑。 由于在對(duì)各種熱塑性基材進(jìn)行雙組分注塑成型方面具有無與倫比的能力夏伊，工程TPS材料還涵蓋了從汽車市場到消費(fèi)品和醫(yī)療產(chǎn)品的廣泛技術(shù)應(yīng)用摇展。例如，柔軟的抓握表面溺忧、設(shè)計(jì)元素咏连、背光開關(guān)和表面，以及密封件鲁森、墊圈或阻尼元件祟滴。TPE通常用于制造汽車性能應(yīng)用的懸架襯套，因?yàn)榕c常規(guī)橡膠襯套相比歌溉，它具有更大的抗變形能力垄懂。由于改性塑料樹脂的功能、成本效益和適應(yīng)性痛垛，熱塑性塑料在供暖埠偿、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）行業(yè)經(jīng)歷了增長成各種蓋子、風(fēng)扇和外殼榜晦。TPE還可用于醫(yī)療設(shè)備冠蒋、電纜護(hù)套和內(nèi)絕緣、性玩具和一些耳機(jī)電纜乾胶。 不僅用于工業(yè)用途抖剿，還用于運(yùn)動(dòng)鞋和背包等消費(fèi)品。您可以在許多運(yùn)動(dòng)和戶外品牌產(chǎn)品中看到基于TPE的材料“ARIAPRENE”识窿。2021年斩郎，全新的TPE回收理念問世，稱為APTERRA喻频，它是GRS（全球回收標(biāo)準(zhǔn)）收集和再生泡沫織物廠廢料缩宜，因?yàn)槊看紊a(chǎn)運(yùn)行總是有20%的廢料。