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發(fā)布時(shí)間:2024-11-13 00:57:20江蘇MPP板材定制
塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右官紫,在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%州藕,廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架酝陈、座位板床玻、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾沉帮。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上锈死。讓汽車用上更多的塑料部件,還有很多功課可以開展穆壕。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)待牵,前三位為:美國(guó)、日本喇勋、德國(guó)缨该。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)川背,該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利贰拿。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell熄云。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑膨更,發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔,通過壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)缴允。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(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)域荚守,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一。2018年练般,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)課題矗漾。國(guó)內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面踢俄,北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請(qǐng)量上占有主要地位缩功,主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)都办,在專利申請(qǐng)方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系嫡锌。近期虑稼,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)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。北京化工大學(xué)教授势木、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民蛛倦,華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長(zhǎng)啦桌、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲溯壶,兩位教授將出席“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”,并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)甫男。國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著且改,對(duì)汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡板驳、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下又跛,輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠若治、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局慨蓝。汽車輕量化要求更高,對(duì)聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大端幼!在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求礼烈?有哪些新的技術(shù)研發(fā)?趙玲教授將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”開講婆跑。
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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展此熬,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)洽蛀、絕熱摹迷、隔音、絕緣郊供、緩沖峡碉、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)驮审。隨著國(guó)民對(duì)于環(huán)保鲫寄、綠色、安全疯淫、舒適要求愈加苛刻地来,對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃、可(完全)降解熙掺、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧未斑,成為國(guó)內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)。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)币绩,發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國(guó)外公司的壟斷蜡秽,聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用府阀,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)用芽突。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试浙、隔音、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性寞蚌,其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材田巴、汽車減震、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等挟秤。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料壹哺,如地板、頂棚艘刚、方向盤斗躏、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昔脯,易燃且燃燒過程中釋放大量對(duì)人體有害的有毒氣體。隨著國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著笛臣,對(duì)汽車輕量化提出了更高要求云稚。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下沈堡,輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向静陈。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局诞丽。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)及安全性能鲸拥。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果,而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題僧免。在暴雨刑赶、淺灘、霧霾等極端條件下懂衩,為滿足汽車行駛過程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求撞叨,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。例如:特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量浊洞、提升安全性牵敷,大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個(gè)電芯,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)致熱失控法希。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用枷餐,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。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)激烈的情況下苫亦,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)域毛肋,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一怨咪。2018年,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)課題村生。日常生活中惊暴,當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)趁桃,都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味辽话、綠色環(huán)保,近年來綜合性能優(yōu)異卫病、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”油啤,日益受到熱捧,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種蟀苛。聚丙烯作為產(chǎn)量大益咬、增長(zhǎng)量快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一帜平,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)幽告。其中,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)裆甩。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年冗锁,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)泡工藝嗤栓,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)工作冻河。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)泡劑兩大類茉帅∵缎穑化學(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)堪澎;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用擂错,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)格昂貴全封,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全马昙。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險(xiǎn)刹悴、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端行楞,超臨界流體,特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)土匀,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)子房,而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化证杭,可以制備微孔甚至納米泡孔材料田度。聚丙烯是結(jié)晶聚合物,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制解愤,很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品镇饺;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔,可操作窗口窄送讲。因此奸笤,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。了攻克這一難題哼鬓,近年來监右,團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院异希、浙江新恒泰健盒、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系称簿、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)化扣癣、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)制憨降,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)泡專用料搏色,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)泡倍率券册,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;釜壓發(fā)泡垂涯、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)烁焙、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng),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)耕赘。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)骄蝇,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,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造操骡;新建了4套九火、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置,生產(chǎn)效率提高25%册招,成品率提高到99%以上岔激;發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn);2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億是掰,利稅1.09億虑鼎。隨著應(yīng)用市場(chǎng)快速開拓,2019年共推廣新建了13套裝置,市場(chǎng)占有率高和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)炫彩。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件匾七、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文江兢,“國(guó)外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為昨忆。”科技查新表明杉允,模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平邑贴,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。
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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展夺颤,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代痢缎,越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史世澜,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)志独旷,塑料飾件的大量應(yīng)用,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能寥裂,提高了汽車的美觀舒適度嵌洼。PP以密度小、性價(jià)比高封恰、具有優(yōu)異的耐熱性能麻养、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性诺舔、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)用鳖昌。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)。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)低飒、投資巨大许昨、技術(shù)要求高,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)褥赊,所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛糕档、更有效、更經(jīng)濟(jì)拌喉、更實(shí)用的改性速那。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”尿背。是由 PP樹脂端仰、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)合物田藐,其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型榆俺,且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低、質(zhì)輕、易涂裝茴晋、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)陪捷。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性诺擅、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率市袖,且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng),尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能烁涌,提高材料的模量和熱變形溫度苍碟。聚丙烯微孔發(fā)泡玻璃纖維增強(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、儀表板骨架撮执、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一微峰。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)。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)度抒钱、剛度蜓肆、韌性,以及尺寸穩(wěn)定性好谋币、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)仗扬。此外,LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能蕾额,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變早芭。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比,LG-FPP的密度低诅蝶,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)靈活性退个,可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力调炬、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%)帜乞、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%,鋁制品的35%~50%)筐眷、簡(jiǎn)化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品习柠,具有強(qiáng)度高匀谣、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫资溃、阻燃性能好武翎、低浮纖、低翹曲溶锭、低收縮 等特點(diǎn)宝恶。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),其具有質(zhì)輕垫毙、耐熱霹疫、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。隨著汽車輕量化的發(fā)展综芥,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑丽蝎,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%膀藐,卡車屠阻、工程機(jī)械車占20% ,客車额各、商務(wù)車占35%国觉。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料,因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想虾啦,僅適合于需要表面覆皮的高端車麻诀,不僅增加了制造成本,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缸逃,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源针饥,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)壓的作用下需频,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡丁眼,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 昭殉。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡苞七、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)外飾件挪丢,如車身門板蹂风、尾門、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條乾蓬、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等惠啄。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%的減重任内,注射壓力降低約30%~50% 撵渡,鎖模力降低約20% ,循環(huán)周期減少10%~15%死嗦,同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性趋距,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越除,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活节腐。在一些部件中外盯,如汽車風(fēng)管、風(fēng)道翼雀,還可實(shí)現(xiàn)隔熱饱苟、降噪的效果,減少后道工序的成本锅纺。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)性能掷空,作為汽車車頂,可降低汽車的質(zhì)量囤锉,同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件坦弟,有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對(duì)于工程塑料來說官地,PP酿傍、橡膠改性PP、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收驱入、質(zhì)輕赤炒、成本低的優(yōu)勢(shì),因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域亏较,然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差莺褒,而這一性能卻是儀表板、操控臺(tái)和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能雪情,也是汽車外部應(yīng)用部件遵岩、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一,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巡通,同時(shí)還有利于涂色尘执,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。通過添加涂層宴凉、無機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能誊锭,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。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料弥锄,因其可塑性強(qiáng)丧靡、質(zhì)輕、回收再利用率高等特性籽暇,在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛温治,無論是內(nèi)飾件、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件图仓,都越來越多地用到了塑料。我國(guó)汽車保有量達(dá)到1.75億輛但绕,對(duì)應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要救崔,且汽車塑料的回收將會(huì)形成一個(gè)巨大的市場(chǎng)惶看,是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域,學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐六孵。
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與傳統(tǒng)注塑制品相比纬黎,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少劫窒、尺寸穩(wěn)定性好本今、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前主巍,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冠息,具有操作簡(jiǎn)單、效率高孕索、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件逛艰,且能耗少,符合節(jié)約材料搞旭,降低成本這一發(fā)展理念散怖,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求。然而肄渗,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)生大量變形镇眷,泡孔尺寸分布不均勻,所得制品表面存在大量的氣痕翎嫡、銀紋等缺陷欠动,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用钝的。國(guó)家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置翁垂,利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對(duì)微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)硝桩,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(diǎn)沿猜,改善了泡孔的形態(tài)。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP碗脊、發(fā)泡劑(AC)啼肩、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(jìn)行塑化。然后打開氣體反壓裝置衙伶,在型腔中分別注入固定的GCP為0祈坠,0.2,0.4矢劲,0.6赦拘,0.8 MPa的氣體,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡芬沉,冷卻后躺同,取出PP發(fā)泡樣品阁猜。GCP對(duì)充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后,熔體壓力瞬間達(dá)到值蹋艺。隨著GCP從0增加至0.8 MPa剃袍,熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa,注射完成后捎谨,隨著氣體的排出民效,熔體壓力瞬間下降,隨著冷卻收縮涛救,熔體壓力逐漸趨于0 MPa畏邢。由此可知,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力州叠,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境棵红。 GCP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時(shí),由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率咧栗,泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形逆甜,導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大,在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形致板,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象交煞,泡孔形貌極不規(guī)則,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小斟或,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)素征。同時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著GCP的增大萝挤,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小御毅,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,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大怜珍,泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布端蛆。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時(shí),皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)酥泛,此時(shí)整體泡孔的變形較小今豆。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動(dòng)剪切作用,GCP值越大柔袁,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大呆躲,泡孔受到熔體的約束力大,泡孔不易發(fā)生變形捶索。GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示插掂。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(gè)樣品厚度的10.9%辅甥;隨著GCP的增大箩祥,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高,GCP為0.8 MPa時(shí)肆氓,升高至26.7%。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底瓣,從63.7%下降到45.4%谢揪,這說明GCP可以減小泡孔變形層,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍捐凭。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)拨扶,如下圖所示,泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加茁肠,整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)患民,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小垦梆,由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度匹颤,即GCP可以減小泡孔長(zhǎng)度與寬度的差距,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小托猩。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)印蓖,見圖c,隨著GCP的增加京腥,當(dāng)GCP為0.2 MPa時(shí)泡孔直徑略有減小赦肃,但隨著GCP的進(jìn)一步增大,泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm公浪。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大他宛,使得泡孔的成核臨界能壘升高,泡孔的成核速率下降欠气,泡孔在充模過程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱厅各,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng),因此熔體壓力越大晃琳,泡孔直徑越大讯检。GCP提高了充模時(shí)的熔體壓力,有效地降低了泡孔的變形卫旱,且隨著GCP的升高人灼,泡孔直徑增大,泡孔密度下降顾翼,發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變投放。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa,熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa适贸,使充模過程中受流動(dòng)影響的泡孔數(shù)減小灸芳,減小了泡孔受到的流動(dòng)剪切力涝桅。隨著GCP的增大,泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%烙样,變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304冯遂,泡孔的平均長(zhǎng)度增大。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌谒获,減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動(dòng)時(shí)的阻力蛤肌,提高了注塑充模階段的熔體壓力,使得臨界成核點(diǎn)后移批狱,泡孔的成核長(zhǎng)大在充模后進(jìn)行裸准,進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌。
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什么是MPP赔硫?MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯炒俱,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,泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)爪膊。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在权悟,MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖推盛、隔熱和吸聲等性能僵芹,可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具小槐、箱包拇派、體育器材等領(lǐng)域,是傳統(tǒng)EVA凿跳、PU件豌、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的佳替代物控嗜。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(qiáng)度聚丙烯(high melt strength PP)茧彤。通用的PP由于其是線性的半結(jié)晶聚合物,加工窗口較窄疆栏,且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)曾掂。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)入聚丙烯材料基體壁顶,并誘導(dǎo)其成核珠洗、發(fā)泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料若专。發(fā)泡過程清潔無污染许蓖,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),因此可回收循環(huán)使用膊爪。聚丙烯(PP)本身是無毒材料自阱,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)療器械米酬、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域沛豌。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域赃额,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫琼懊,EVA泡沫。 PP是半結(jié)晶聚合物爬早,其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE启妹、PS筛严、PU發(fā)泡材料,MPP的使用溫度可達(dá)120℃饶米,因此MPP特別適合高溫包裝桨啃、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強(qiáng)檬输、隔熱和降噪為一體照瘾,也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域,如汽車丧慈、軌道交通析命,船舶,風(fēng)機(jī)葉片等逃默。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用鹃愤,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等完域,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用软吐。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,由于泡孔較小吟税,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小凹耙。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肠仪。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控肖抱,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(huì)穿孔异旧,可應(yīng)用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在虐沥,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板,提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流欲险,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞镐依。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)天试。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用槐壳。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能喜每,可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域务唐。 MPP的阻燃著下游應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大以及性能要求的提升,對(duì)MPP阻燃要求日益劇增带兜,巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低枫笛,添加1%即可達(dá)到UL94 VTM-2阻燃等級(jí),對(duì)材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響刚照,NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外刑巧,它還有出色的光和熱穩(wěn)定性,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(yīng)的優(yōu)點(diǎn)无畔。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品啊楚,巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達(dá)到非常高效的光老化,延長(zhǎng)MPP長(zhǎng)時(shí)間在戶外暴曬的時(shí)間浑彰,防止材料老化降解恭理; BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外,同時(shí)還具有形態(tài)顆凉洌化颜价,加工方便,潔凈诉濒,無粉塵污染等特點(diǎn)拍嵌。
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新型微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料(簡(jiǎn)稱MPP),大家都在找惠州東銘新能源材料股份有限公司循诉,10多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)横辆,口碑好,廣東地區(qū)實(shí)力生產(chǎn)廠家茄猫”吩椋惠州東銘新能源材料股份有限公司具備雄厚的研發(fā)實(shí)力、完善的產(chǎn)品認(rèn)證體系(包括國(guó)內(nèi)外)划纽、全覆蓋的銷售網(wǎng)絡(luò)和有機(jī)硅材料上下游完整的產(chǎn)業(yè)鏈脆侮,能夠?yàn)樾履茉串a(chǎn)業(yè)的客戶提供完善的解決方案!微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料MPP的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì):聚丙烯微孔發(fā)泡 (1)同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下勇劣,由于泡孔尺寸較小靖避,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小潭枣。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幻捏。(2)由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控盆犁,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(huì)穿孔篡九,可應(yīng)用于微電子器件的包裝谐岁。(3)由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板榛臼,提高漫反射率伊佃。(4)微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞沛善。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)航揉。(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金刁,MPP具有極-佳-的表面保護(hù)性能帅涂,可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。