慈溪優(yōu)質(zhì)MPP發(fā)泡價格
發(fā)布時間:2021-12-13 01:22:35慈溪優(yōu)質(zhì)MPP發(fā)泡價格
摘要:長玻纖增強聚丙烯材料(PP-LGF)作為一種輕質(zhì)高強的復(fù)合材料,在滿足汽車零部件性能的同時半醉,對零部件減重具有明顯貢獻疚俱,目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞。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)狀缩多,詳細介紹了薄壁注塑呆奕、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況衬吆,并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景梁钾。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來,隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展逊抡,汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展姆泻。然而,由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴重,通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染拇勃,已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點蛾娶,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展[1]潜秋。運用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法胎许。在眾多的復(fù)合材料中峻呛,長玻纖增強聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的價格、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞辜窑。與短玻纖增強聚丙烯材料(PP-SGF)相比钩述,PPLGF在強度、剛度穆碎、翹曲度牙勘、耐疲勞、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢所禀,因此方面,使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進一步實現(xiàn)重量及成本的降低。1 長玻纖增強聚丙烯材料性能特點長玻纖增強聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種色徘,即熔融浸漬恭金、溶液浸漬、粉末浸漬褂策、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]横腿,而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm~15mm斤寂,其中玻纖的含量可達20%~60%耿焊,粒子中玻纖的保留長度可達1mm~3mm,如圖1所示,相較于玻纖保留長度僅為0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料遍搞,PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)罗侯,可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能尾抑、耐蠕變性能等特點歇父,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。此外再愈,如表1所示榜苫,隨著纖維含量的增加,PP-LGF的性能也隨之提高翎冲。圖1 PP-LGF(左)和PP-SGF(右)中玻纖分布情況Fig. 1 Distribution of glass fiber in PP-LGF (left)and PP-LGF (right)表1 不同玻纖含量PP-LGF材料和PP-SGF材料性能對比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件垂睬,為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量,中、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板驹饺,即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層钳枕。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件,同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)赏壹,因此要求其具有高強度及高剛性鱼炒,目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料,采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料蝌借,在滿足相關(guān)性能的同時昔瞧,可提升儀表板吸能性能,同時可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計厚度由3mm~3.5mm降低到1.8mm~2.5mm菩佑,從而降低儀表板骨架重量自晰,推動汽車內(nèi)飾輕量化。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑稍坯、物理發(fā)泡酬荞、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面,介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用瞧哟。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄混巧,在模具中進行加工的一種成型方法,與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm~3.5mm壁厚的儀表板骨架相比绢涡,PP-LGF材料運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左右牲剃,整體減重可達約25%。該工藝的投入成本較低雄可,重量優(yōu)勢明顯凿傅。目前,該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中数苫,如吉利聪舒、大眾、上汽虐急、福特等均有應(yīng)用箱残,一般選擇PPLGF20材料,設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm~2.5mm止吁。然而被辑,薄壁注塑工藝也存在兩點問題,首先是該工藝的模具成本較高敬惦,使用薄壁注塑盼理,成型模具需要采用熱流道設(shè)計,熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高俄删。其次宏怔,注塑工藝管控和注塑精度要求高奏路,因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性[3],采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴重臊诊,尺寸穩(wěn)定性較差鸽粉。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝,它是以熱塑性材料為基體抓艳,通過將超臨界流體(二氧化碳或氮氣) 溶解到熱熔膠中形成單相溶體触机,并保持在高壓力下,然后玷或,通過開關(guān)式射嘴射進溫度和壓力較低的模具型腔威兜,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],該項技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明庐椒,1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短蚂踊、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好约谈、翹曲低、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣犁钟。MuCell工藝使用超臨界流體棱诱,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段涝动,縮短成型周期迈勋,同時,可使壓力分布均勻醋粟,有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力靡菇,降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲,增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性米愿。另外厦凤,泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕,微孔結(jié)構(gòu)擴充育苟,降低材料密度较鼓,產(chǎn)品重量減輕,較同材質(zhì)實體违柏,重量可降低5%~10%博烂。目前,福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝漱竖,骨架產(chǎn)品設(shè)計壁厚2.4mm禽篱,相較于實心材料重量降低了10%,此外闲孤,長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)谆级。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高烤礁,工藝難度大,同時相關(guān)研究表明肥照,使用該工藝對儀表板減重比控制在3%~8%時脚仔,產(chǎn)品性能會下降10%左右,基本滿足性能要求舆绎,減重超過8%鲤脏,機械性能和耐熱老化性能急劇下降,不能滿足要求吕朵。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%~5%猎醇。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)(如圖2所示),二者均是在注塑過程中努溃,利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑硫嘶,受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體,使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)梧税,以降低材料密度沦疾,減輕產(chǎn)品重量[6]。其中第队,core-back工藝因使用了二次開模哮塞,相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡,發(fā)泡的倍率更高凳谦,產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多忆畅,產(chǎn)品的減重比更大。一般來說尸执,模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%~8%左右家凯,而core-back工藝可高達30%~50%,具體根據(jù)退模行程決定如失。同物理發(fā)泡工藝一樣肆饶,化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時,減少產(chǎn)品翹曲變形岖常,提升產(chǎn)品穩(wěn)定性驯镊,而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前竭鞍,寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝板惑,產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm,重量降低了約40%偎快,此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝冯乘。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴,開模的周期較長晒夹,模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高裆馒,而且該工藝的技術(shù)難度較高姊氓,后期調(diào)試周期較長,產(chǎn)品的綜合成本較高喷好。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴翔横,產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯,減重效果低于薄壁注塑工藝梗搅,物理發(fā)泡工藝和core-back工藝禾唁。圖2 二次開模發(fā)泡示意
慈溪優(yōu)質(zhì)MPP發(fā)泡價格
摘要:利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機,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)泡料无切。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂荡短,考察了影響PP發(fā)泡的主要因素(如引發(fā)劑、發(fā)泡劑的用量哆键、擠出溫度等)掘托。結(jié)果表明,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份籍嘹,共聚PP為60.00份烫映,過氧化二特丁烷為0.18份,過氧化二異丙苯為0.02份噩峦,改性劑為0.50份,碳酸鈣為0.50份抽兆,發(fā)泡劑AC為 0.40份识补。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μm,泡孔密度可達個/cm3辫红。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)輕凭涂、耐高溫、綠色環(huán)保贴妻、易注射成型切油、成型周期短和成本低等優(yōu)點。隨著汽車輕量化的發(fā)展名惩,PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多澎胡。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想,僅適用于需表面附皮的高端車娩鹉,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]攻谁。化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米弯予,封閉微孔泡以小于50μm 為佳戚宦。目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)水平大多在80~350μm,國外也只有美國锈嫩、意大利受楼、日本等少數(shù)幾個國家能生產(chǎn)垦搬。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法,以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂艳汽,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)泡專用料猴贰,以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μm,泡孔密度可達個/cm3骚灸。聚丙烯微孔發(fā)泡1 試驗部分1.1 主要原料 均聚PP(記作 PP1)糟趾,熔體流動速率(MFR)為3.0g/(10min),中國石化齊魯分公司甚牲;共聚PP(記作PP2)义郑,MFR為2.0g/(10min),中國石化齊魯分公司丈钙;抗氧劑非驮,168和1010,上海汽巴高橋化學(xué)有限公司雏赦;過氧化二特丁烷(DBP)劫笙,過氧化二特丁烷(DBP),過氧化二異丙苯(DCP)星岗,二乙烯基苯填大,偶氮二甲酰胺(發(fā)泡劑AC),液體石蠟俏橘,江蘇強盛功能化學(xué)股份有限公司允华;發(fā)泡改性劑DMS-10,自制寥掐。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀靴寂,德國HAAKE公 司;CMT450料試驗 機召耘,天水三斯有限公司百炬;∮25單螺桿擠出機,德國BRABENDER公司污它;AH-2奧林巴斯顯微鏡剖踊,日本奧林巴斯公司。1.3 試樣制備工藝 混料:將樹脂衫贬、過氧化物蜜宪、改性劑、抗氧劑祥山、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量圃验,投入10L高速攪拌機,低速混合1min缝呕,高速混合2min出料澳窑,料溫不 高于50℃斧散。擠出發(fā)泡:擠出機設(shè)置溫度180~200℃,機頭溫度195℃摊聋,距機頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平鸡捐,取樣待用。1.4 測試表征拉伸強度按照GB/T1040.3—2006測試麻裁,采用4型試樣箍镜,拉伸速度為50mm/min;彎曲強度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試煎源,寬度25mm色迂;沖擊強度按GB/T1843—2008測試;表觀密度按GB/T6343—2009測試手销;泡孔密度按 照參考文獻[4]所述方法測試歇僧。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,DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑锋拖,測試體系的熔體強度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量诈悍,結(jié)果見表1。表1兽埃,DBP/DCP對發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注:擠出口模厚度0.6mm侥钳,寬度50mm。由表1看出柄错,DBP和DCP都能提高PP熔體強度舷夺,但片材表面和泡孔均勻性不同,隨DCP含量增加鄙陡,擠出片材表面質(zhì)量變差,泡孔變得不均勻躏啰;DCP雖有利于提高熔體強度趁矾,但比例不宜過大,以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20%為宜给僵。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度毫捣,擠出反應(yīng)時,DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解帝际,短時間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基蔓同,導(dǎo)致 PP部分交聯(lián),形成局部高強度熔體蹲诀,熔體強度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻斑粱,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)樹脂脯爪,選取 DBP/DCP質(zhì)量比90/10则北,考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系矿微,結(jié)果見圖1。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出尚揣,隨引發(fā)劑含量增加涌矢,單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變;而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低快骗,因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份娜庇。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時,引發(fā)劑濃度不足方篮,PP接枝率不高名秀,熔體強度不足,難以包裹住氣體恭取,泡孔較大泰偿,并有部分泡孔破裂,導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高蜈垮;隨引發(fā)劑含量增加耗跛,PP接枝程度提高,熔體強度相應(yīng)增加攒发,氣泡在膨脹過程中调塌,泡壁不易破裂,形成致密均勻的泡孔惠猿,單位體積泡孔數(shù)量增加羔砾,材料密度下降;隨引發(fā)劑含量進一步提高偶妖,熔體強度高于氣泡膨脹的動力姜凄,使氣泡不能充分膨脹,導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高趾访。.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)系态秧。由圖2看出,起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加扼鞋,發(fā)泡材料表觀密度降低申鱼,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云头,部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用捐友。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時,發(fā)泡材料表觀密度反而回升溃槐,泡孔密度下降匣砖。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進一步提高,熔體中氣體含量過多,氣泡膨脹加劇脆粥,導(dǎo)致部分泡孔破裂合并砌溺,氣體溢出,于是發(fā)泡材料表觀密度又提高变隔,泡孔密度下降规伐。由圖2還可看出,發(fā)泡劑的合適用量為0.3~0.5份匣缘。
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摘 要:聚丙烯(PP)發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能猖闪,PP屬于結(jié)晶型聚合物,在溫度低于熔點時肌厨,存在結(jié)晶區(qū)培慌,相態(tài)為固態(tài),難以發(fā)泡柑爸;而溫度達到熔點時吵护,熔體強度急劇下降,導(dǎo)致泡孔聚并和破裂表鳍。目前馅而,關(guān)于超臨界二氧化碳制備PP微孔發(fā)泡材料的研究主要聚焦于改善PP的發(fā)泡行為,通過添加納米顆疗┦ィ或聚合物來調(diào)控PP的結(jié)晶方式瓮恭,采用直接合成、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強度厘熟,以及改進發(fā)泡方法來獲得PP微孔發(fā)泡材料屯蹦。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯(PP)發(fā)泡材料具有良好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能绳姨,剛性高于聚乙烯(PE)發(fā)泡材料登澜,抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯(PS),耐熱溫度130 ℃飘庄,而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃脑蠕;此外喳张,PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好,即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀哨啃。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居频敛、包裝、交通妈倔、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場需求。超臨界二氧化碳由于無毒、價廉廓旬、不易燃以及在聚合物中相對高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑,因此,用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注孕豹。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為涩盾、提高其熔體強度、改進發(fā)泡方法等方面綜述了近年來用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進展励背。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物春霍,在進行固態(tài)發(fā)泡時,由于晶區(qū)的存在叶眉,發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴散址儒,因此溶解度低;而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻衅疙,從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響莲趣,無法得到泡孔均一的發(fā)泡材料。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)饱溢,在高結(jié)晶度聚合物中無法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)喧伞,而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到。.2 晶區(qū)尺寸結(jié)晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物绩郎,是因為其晶區(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低潘鲫,有利于泡孔成核。一般而言嗽上,晶區(qū)面積小次舌,結(jié)晶密度大可以促進泡孔成核并減小泡孔尺寸;而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核兽愤,甚至導(dǎo)致無法發(fā)泡彼念。張純等研究PP微孔發(fā)泡時發(fā)現(xiàn),PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核浅萧、長大和定型逐沙。1.3 熔體強度當(dāng)溫度達到熔點,熔體強度急劇下降洼畅,導(dǎo)致在熔點以上進行PP發(fā)泡時吩案,泡孔發(fā)生破裂和聚并,因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃帝簇。因此徘郭,要制備泡孔均一分布、泡孔尺寸小丧肴、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品残揉,需要解決PP在低溫時晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴散、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過程中PP熔體強度低等問題芋浮。一般從三方面考慮:一是改變PP的結(jié)晶行為抱环,使PP能在較低的溫度發(fā)泡;二是對PP進行改性,獲得高熔體強度PP(HMSPP)镇草;三是改進發(fā)泡方法眶痰。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無機納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能,碳納米纖維梯啤、碳納米管竖伯、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來改變PP的結(jié)晶行為,在PP發(fā)泡時起異相成核作用因宇。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法黔夭,利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為,減小晶體尺寸羽嫡,而且由于碳納米纖維與PP基體不相容本姥,因此為泡孔成核提供了更多異相成核點,從而得到晶體尺寸小杭棵、密度高的發(fā)泡材料婚惫。Wang Chuanbao等進一步考察了碳納米纖維含量對納米材料發(fā)泡的影響,結(jié)果表明:當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分數(shù)為5%魂爪,能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)先舷,但泡孔尺寸分布不均一,有大面積的未發(fā)泡區(qū)域滓侍;當(dāng)碳納米纖維含量提高時蒋川,PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降,使二氧化碳的溶解度提高撩笆,泡孔均一捺球;當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分數(shù)提高到25%時,泡孔結(jié)構(gòu)為均一夕冲,泡孔尺寸小氮兵。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn),納米材料的尺寸歹鱼、幾何形狀對結(jié)晶行為也有影響泣栈,并且得到纖維含量越高,泡孔尺寸越小的結(jié)論弥姻。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲能模量南片,并且可以明顯影響PP的結(jié)晶。Rizvi等采用機械共混庭敦,將聚四氟乙烯(PTFE)微纖添加到PP發(fā)泡體系疼进。結(jié)果表明:PTFE微纖促進了PP結(jié)晶成核與氣泡成核,且PTFE對二氧化碳有親和性螺捐,提高了二氧化碳溶解度颠悬,PP泡孔密度大幅提高。Luo Yiwei等分別對比了球狀和纖維狀聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)與PP復(fù)合材料的發(fā)泡定血。結(jié)果表明:球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進了PP的結(jié)晶赔癌,提高了PP的結(jié)晶密度,密集的晶體作為泡孔成核劑澜沟,減小了泡孔尺寸灾票,提高了泡孔密度。提高熔體強度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強度茫虽,一種行之有效的方法就是對PP進行改性以得到HMSPP刊苍,從而加寬發(fā)泡溫度范圍。目前濒析,獲得HMSPP的方法通常有直接合成正什、共混擠出、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等号杏。3.1 直接合成采用傳統(tǒng)的Zeigler-Natta催化劑和茂金屬催化劑能制備高線性和高規(guī)整聚合物婴氮,但很難得到支化聚合物。Langston等將對-(3-丁基)苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑盾致,與茂金屬催化劑結(jié)合主经,制備了相對分子質(zhì)量高、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對規(guī)整的長支鏈PP(LCBPP)庭惜。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α罩驻,ω-二烯單體制備LCBPP。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體护赊,然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP惠遏。用這種方法制備LCBPP的相對分子質(zhì)量分布大于5,且零剪切黏度也有所提高骏啰。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過共混提高PP的支化程度爽哎,從而提高熔體強度。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體器一,從而獲得LCBPP课锌。其原理是引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基捕獲PP分子主鏈中叔碳上的氫原子,然后通過控制反應(yīng)溫度祈秕、單體濃度等使失去氫原子的不穩(wěn)定叔碳自由基與其他自由基反應(yīng)渺贤,形成長支鏈結(jié)構(gòu)。Nam等通過加入過氧化物引發(fā)劑和多官能團單體反應(yīng)共混得到LCBPP请毛,通過流變性能證明長支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強度志鞍,并獲得了較好的發(fā)泡性能。Gotsis使用過氧化二碳酸酯對線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP方仿,熔體強度和拉伸性能都明顯提升固棚,有效抑制泡孔的聚并和破裂统翩。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑,與馬來酸酐(MAH)接枝PP反應(yīng)共混此洲,得到具有較高模量厂汗、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強度的LCBPP,能改善發(fā)泡行為呜师。另外在熔融態(tài)時娶桦,只加入過氧化物和PP,會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解汁汗,為了提高接枝效率衷畦,通常會加入給電子體(如苯乙烯、秋蘭姆等)抑制副反應(yīng)知牌。此外祈争,通過緩慢釋放過氧化物的自由基以及超臨界流體作為塑化劑降低操作溫度的方法都可以有效抑制分子鏈的降解。
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據(jù)調(diào)查角寸,汽車整體重量每減少100千克铛嘱,百公里油耗可降低0.3-0.6升。隨著國家第二階段燃油指標(biāo)5L/100Kg要求,以及電動汽車行程問題的凸顯袭厂,汽車材料輕量化已成行業(yè)潮流墨吓。目前,在汽車非金屬材料輕量化領(lǐng)域纹磺,發(fā)泡材料正在發(fā)揮理想作用帖烘,成為實現(xiàn)汽車輕量化的環(huán)保解決方案。具體到汽車非金屬材料輕量化領(lǐng)域橄杨,化學(xué)微發(fā)泡技術(shù)已成為主機廠及相關(guān)零件廠商競相研究的主要課題之一秘症,諸如通用、寶馬式矫、奔馳等汽車品牌在車門內(nèi)襯板乡摹、儀表板、后門內(nèi)襯板采转、底護板等汽車內(nèi)飾中大范圍地應(yīng)用化學(xué)微發(fā)泡材料聪廉。化學(xué)微發(fā)泡技術(shù)在汽車輕量化故慈、降低成本等方向會越來越重要板熊。山東昊智新型材料科技有限公司(以下簡稱昊智新材料)化學(xué)發(fā)泡劑正在引領(lǐng)這個方向努力。聚丙烯微孔發(fā)泡所謂微發(fā)泡材料察绷,指的是以材料為基體干签,內(nèi)部含有從幾十微米到幾百微米尺寸泡孔的多孔聚合物材料。微發(fā)泡主要分為超臨界氣體的物理發(fā)泡和發(fā)泡劑的化學(xué)發(fā)泡兩種拆撼。而就化學(xué)微發(fā)泡材料來說容劳,和普通塑料相比喘沿,其既能有效減重,又能減少注塑缺陷竭贩、提高注塑效率蚜印,還具備隔熱、吸音娶视、緩沖性能等特殊性能。在塑料微孔發(fā)泡和技術(shù)領(lǐng)域的多年探索和研究與開發(fā)中睁宰,昊智新材料已在該領(lǐng)域取得了實際應(yīng)用肪获,專注于高性能環(huán)保型微孔發(fā)泡的化學(xué)發(fā)泡劑、特殊發(fā)泡樹脂柒傻、技術(shù)和工藝解決方案孝赫。自主開發(fā),生產(chǎn)和銷售的精細化學(xué)發(fā)泡劑用于合成樹脂和橡膠:例如PP红符,PE青柄,PS,ABS预侯,PA致开,PVC,EVA萎馅,TPU双戳,TPE,TPR糜芳,PPO等材料的擠出飒货,注塑和吹塑、模壓成型工藝峭竣。實現(xiàn)成型產(chǎn)品的輕量化塘辅、節(jié)省成本、減少能耗和噪音皆撩、減少浪費扣墩、提高產(chǎn)品尺寸精度并縮短成型周期。注塑化學(xué)發(fā)泡劑扛吞,其應(yīng)用于塑料內(nèi)飾件生產(chǎn)時沮榜,可使汽車內(nèi)飾件具有高度一致的泡孔結(jié)構(gòu),直徑縮小至60微米喻粹,并使材料減重7%蟆融,同時還具有節(jié)省原材料、提升隔熱和隔音性能守呜、增加側(cè)壁硬度型酥、增強表面紋理等功能山憨。化學(xué)發(fā)泡劑應(yīng)用了專有的清除技術(shù)弥喉,可降低水郁竟、CO2和酸的影響,減小其對注塑模具的腐蝕由境,并大限度地減少翹曲和縮痕棚亩。此外,其對產(chǎn)品外觀和性能均無不利影響虏杰,而早期的化學(xué)發(fā)泡劑產(chǎn)品會影響汽車塑料件的表面光潔度讥蟆,而使其應(yīng)用受限。同時纺阔,使用化學(xué)發(fā)泡母粒時瘸彤,設(shè)備基本上不用改動就可以輕松實現(xiàn)發(fā)泡,避免了物理發(fā)泡帶來的巨額投資笛钝。昊智新材料在提升汽車輕量化上的應(yīng)用產(chǎn)品涉及發(fā)泡劑聚丙烯质况、聚丙烯發(fā)泡劑、熱塑性彈性體發(fā)泡母粒玻靡。熱塑性彈性體發(fā)泡母粒 圖源:山東昊智新材料成型發(fā)泡產(chǎn)品可用于實現(xiàn)汽車輕量化的部件有:頭枕结榄、儀表板、門襯囤捻、方向盤潭陪、輪胎罩、行李倉內(nèi)襯最蕾、座位靠背裝飾依溯、遮陽板、保險杠芯材瘟则、空調(diào)阻隔板黎炉、地毯支撐材料、頂板醋拧、側(cè)護板慷嗜、門內(nèi)板吸能保護墊、緩沖墊丹壕、消音內(nèi)插件庆械、后置發(fā)動機分隔間、發(fā)動機護罩菌赖。除了應(yīng)用于汽車輕量化缭乘,化學(xué)微發(fā)泡技術(shù)還可以用于PE樹脂微孔發(fā)泡的典型應(yīng)用。用于吹塑PE溫室薄膜琉用,加入發(fā)泡母料的1.5%堕绩,吹塑發(fā)泡后產(chǎn)品密度為0.624g / cm3策幼。
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近年來綜合性能優(yōu)異、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”奴紧,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種特姐。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),近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破黍氮,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)唐含。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類∧化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留捷枯、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,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件缸,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全铜靶。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑叔遂,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)他炊,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已艰、表面張力和黏度下降痊末、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哩掺。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結(jié)晶聚合物凿叠,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嚼吞,可操作窗口窄盒件。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舱禽。為了攻克這一難題炒刁,趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院誊稚、浙江新恒泰翔始、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系里伯、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)化城瞎、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)新疾瓮。趙玲介紹脖镀,在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡,既可突破結(jié)晶的制約狼电,又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型认然〔购叮基于這一發(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)泡專用料卷员,以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑盈匾。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)泡毕骡、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)計削饵,保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場未巫,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)窿撬。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)泡裝置叙凡,實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板制造;新建了4套劈伴、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%握爷,成品率提高到99%以上跛璧,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn),2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元新啼、利稅1.09億元追城。此外,該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件燥撞、實用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文座柱。趙玲表示,超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強物舒,除聚丙烯外色洞,還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn),多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成冠胯。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料火诸,除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域涵叮,還可滿足兒童玩具惭蹂、食品、醫(yī)療割粮、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求盾碗。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能,聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域舀瓢,如新能源汽車動力電池墊片廷雅、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等航缀。
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生物降解塑料目前已開始應(yīng)用在一次性餐具商架、包裝、農(nóng)業(yè)芥玉、汽車蛇摸、醫(yī)療、紡織等多個領(lǐng)域灿巧,基于行業(yè)發(fā)展趨勢及市場需求赶袄,第八元素為客戶提供PLA、PBAT抠藕、PBS等降解材料饿肺,點擊以下鏈接,即可在線采購樣品:系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型盾似,應(yīng)用方向敬辣,性能要求。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展零院,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代溉跃,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年的歷史门粪,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(biāo)志喊积,塑料飾件的大量應(yīng)用烹困,促進了汽車的減重節(jié)能玄妈,提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小髓梅、性價比高拟蜻、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性枯饿、剛性酝锅、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系列材料的趨勢奢方。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長搔扁、投資巨大、技術(shù)要求高蟋字,且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)稿蹲,所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛、更有效鹊奖、更經(jīng)濟苛聘、更實用的改性。延伸性、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”设哗。是由 PP樹脂唱捣、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、碳酸鈣等無機填料的復(fù)合物网梢,其主要用于汽車保險杠的注射成型震缭,且改性PP保險杠具有成本低、質(zhì)輕战虏、易涂裝蛀序、可循環(huán)使用等優(yōu)點』罾樱滑石粉填充改性PP材料具有高剛性徐裸、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率,且其抗化學(xué)腐蝕性能強啸盏,尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能重贺,提高材料的模量和熱變形溫度。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(如在前端模塊回懦、儀表板骨架气笙、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點之一。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)怯晕。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潜圃、剛度、韌性舟茶,以及尺寸穩(wěn)定性好谭期、翹曲度低等優(yōu)勢。此外吧凉,LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能隧出,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)合材料相比阀捅,LG-FPP的密度低胀瞪,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,可成型形狀復(fù)雜的部件饲鄙、提高集成汽車零部件的能力凄诞、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%忍级,鋁制品的35%~50%)帆谍、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品颤练,具有強度高既忆、熱膨脹系數(shù)低驱负、耐高溫、阻燃性能好患雇、低浮纖跃脊、低翹曲、低收縮 等特點苛吱。