深圳專業(yè)微孔發(fā)泡材料定制

近年來(lái)綜合性能優(yōu)異示姿、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”，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種享言。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)峻凫，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破，成功開(kāi)發(fā)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化技術(shù)览露。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類荧琼。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留差牛、發(fā)泡過(guò)程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用命锄，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全偏化。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑脐恩，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)，已被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)侦讨，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)驶冒、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化韵卤，可以制備微孔甚至納米泡孔材料骗污。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制沈条，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無(wú)法保持完整泡孔需忿，可操作窗口窄。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屋厘。為了攻克這一難題涕烧，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通、中石化北化院汗洒、浙江新恒泰议纯、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系仲翎、可控工藝過(guò)程和高效工業(yè)裝備等方面開(kāi)展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化痹扇、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”三大技術(shù)創(chuàng)新溯香。趙玲介紹鲫构，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約玫坛，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型结笨。基于這一發(fā)泡機(jī)制湿镀，他們開(kāi)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)泡專用料炕吸，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。CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率勉痴，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡赫模、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)蒸矛、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)瀑罗，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)雏掠，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬(wàn)立方米模壓發(fā)泡裝置斩祭，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬(wàn)~6萬(wàn)立方米的釜壓發(fā)泡裝置乡话，生產(chǎn)效率提高25%摧玫，成品率提高到99%以上，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)绑青，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元诬像、利稅1.09億元。此外闸婴，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件颅停、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

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摘要:長(zhǎng)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)掠拳，對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞纸肉。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)狀溺欧，詳細(xì)介紹了薄壁注塑喊熟、物理發(fā)泡、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)概況姐刁，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景芥牌。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展聂使，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展壁拉。然而，由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重柏靶，通過(guò)汽車輕量化來(lái)降低油耗從而降低環(huán)境污染弃理，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)，其中屎蜓，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(lái)也取得了較大進(jìn)展[1]痘昌。運(yùn)用復(fù)合材料來(lái)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炬转。在眾多的復(fù)合材料中辆苔，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價(jià)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扼劈。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比驻啤，PPLGF在強(qiáng)度、剛度荐吵、翹曲度骑冗、耐疲勞、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢(shì)捍靠，因此沐旨，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。1 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種榨婆，即熔融浸漬磁携、溶液浸漬、粉末浸漬良风、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]谊迄，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(zhǎng)度一般為8mm～15mm烟央，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%统诺，粒子中玻纖的保留長(zhǎng)度可達(dá)1mm～3mm,如圖1所示，相較于玻纖保留長(zhǎng)度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料疑俭，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)粮呢，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能、耐蠕變性能等特點(diǎn)啄寡，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豪硅。此外，如表1所示挺物，隨著纖維含量的增加懒浮，PP-LGF的性能也隨之提高。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(duì)比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長(zhǎng)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)飾中的重要部件识藤，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量砚著，中、高檔車型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板痴昧，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層稽穆。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件，同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)剪个，因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性秧骑，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材料扣囊，在滿足相關(guān)性能的同時(shí)乎折，可提升儀表板吸能性能，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侵歇，從而降低儀表板骨架重量骂澄，推動(dòng)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惕虑、物理發(fā)泡坟冲、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)用溃蔫。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄健提，在模具中進(jìn)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伟叛，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左右私痹，整體減重可達(dá)約25%。該工藝的投入成本較低统刮，重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯紊遵。目前，該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中侥蒙，如吉利暗膜、大眾、上汽鞭衩、福特等均有應(yīng)用学搜，一般選擇PPLGF20材料娃善，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm。然而恒水，薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問(wèn)題会放，首先是該工藝的模具成本較高，使用薄壁注塑钉凌，成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高捂人。其次御雕，注塑工藝管控和注塑精度要求高，因?yàn)镻P-LGF中長(zhǎng)玻纖分布的各向異性[3]滥搭，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重酸纲，尺寸穩(wěn)定性較差。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝瑟匆，它是以熱塑性材料為基體闽坡，通過(guò)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，并保持在高壓力下愁溜，然后疾嗅，通過(guò)開(kāi)關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔，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]冕象，該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明代承，1995年由美國(guó)Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化。MuCell 工藝優(yōu)勢(shì)為成型周期短渐扮、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好论悴、翹曲低、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣墓律。MuCell工藝使用超臨界流體膀估，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動(dòng)性。泡孔成長(zhǎng)壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段耻讽，縮短成型周期察纯，同時(shí)，可使壓力分布均勻齐饮，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力捐寥，降低因長(zhǎng)玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性祖驱。另外握恳，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充捺僻，降低材料密度乡洼，產(chǎn)品重量減輕崇裁，較同材質(zhì)實(shí)體，重量可降低5%～10%束昵。目前拔稳，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝，骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm锹雏，相較于實(shí)心材料重量降低了10%巴比，此外，長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)礁遵。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高轻绞，工藝難度大，同時(shí)相關(guān)研究表明佣耐，使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%～8%時(shí)政勃，產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右，基本滿足性能要求兼砖，減重超過(guò)8%奸远，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降，不能滿足要求讽挟。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%懒叛。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(kāi)模發(fā)泡工藝（core-back）（如圖2所示），二者均是在注塑過(guò)程中戏挡，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無(wú)機(jī)發(fā)泡劑芍瑞，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)褐墅，以降低材料密度拆檬，減輕產(chǎn)品重量[6]。其中妥凳，core-back工藝因使用了二次開(kāi)模竟贯，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高逝钥，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多屑那，產(chǎn)品的減重比更大。一般來(lái)說(shuō)艘款，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實(shí)心材料在5%～8%左右持际，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定哗咆。同物理發(fā)泡工藝一樣蜘欲，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)，減少產(chǎn)品翹曲變形晌柬，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性姥份，而且二次開(kāi)模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件郭脂。目前，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝澈歉，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm展鸡，重量降低了約40%，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝埃难。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴莹弊，開(kāi)模的周期較長(zhǎng)，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高涡尘，而且該工藝的技術(shù)難度較高箱硕，后期調(diào)試周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品的綜合成本較高悟衩。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯栓拜，減重效果低于薄壁注塑工藝座泳，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝。圖2 二次開(kāi)模發(fā)泡示意

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生物降解塑料目前已開(kāi)始應(yīng)用在一次性餐具幕与、包裝挑势、農(nóng)業(yè)、汽車啦鸣、醫(yī)療潮饱、紡織等多個(gè)領(lǐng)域，基于行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)需求诫给，第八元素為客戶提供PLA、PBAT、PBS等降解材料内狗，點(diǎn)擊以下鏈接啦膜，即可在線采購(gòu)樣品：系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型，應(yīng)用方向胃榕，性能要求盛险。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代勋又，越來(lái)越多的汽車零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件苦掘。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史，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)志楔壤，塑料飾件的大量應(yīng)用鹤啡，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度挺邀。PP以密度小揉忘、性價(jià)比高跳座、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性泣矛、剛性疲眷、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(lái)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)您朽。由于高性能基礎(chǔ)樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)狂丝、投資巨大、技術(shù)要求高哗总，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)几颜，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹(shù)脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效讯屈、更經(jīng)濟(jì)蛋哭、更實(shí)用的改性。延伸性涮母、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無(wú)機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”谆趾。是由 PP樹(shù)脂、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叛本、碳酸鈣等無(wú)機(jī)填料的復(fù)合物沪蓬，其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型，且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低来候、質(zhì)輕跷叉、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)营搅≡菩滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率剧防，且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)植锉，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，提高材料的模量和熱變形溫度峭拘。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(如在前端模塊俊庇、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一鸡挠。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(guò)注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)辉饱。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、剛度拣展、韌性彭沼，以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)备埃。此外姓惑，LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能褐奴，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比于毙，LG-FPP的密度低敦冬，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)雜的部件唯沮、提高集成汽車零部件的能力脖旱、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%)、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%介蛉，鋁制品的35%～50%)萌庆、簡(jiǎn)化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品币旧，具有強(qiáng)度高践险、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫吹菱、阻燃性能好捏境、低浮纖、低翹曲毁葱、低收縮 等特點(diǎn)。

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摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能贰剥，PP屬于結(jié)晶型聚合物倾剿，在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，存在結(jié)晶區(qū)蚌成，相態(tài)為固態(tài)前痘，難以發(fā)泡；而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)担忧，熔體強(qiáng)度急劇下降芹缔，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂。目前瓶盛，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)泡行為最欠，通過(guò)添加納米顆粒或聚合物來(lái)調(diào)控PP的結(jié)晶方式惩猫，采用直接合成芝硬、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強(qiáng)度，以及改進(jìn)發(fā)泡方法來(lái)獲得PP微孔發(fā)泡材料轧房。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)性能拌阴、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料奶镶，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS）迟赃，耐熱溫度130 ℃陪拘，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃；此外纤壁，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好左刽，即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居摄乒、包裝悠反、交通、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求馍佑。超臨界二氧化碳由于無(wú)毒斋否、價(jià)廉、不易燃以及在聚合物中相對(duì)高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑拭荤，因此茵臭，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為舅世、提高其熔體強(qiáng)度旦委、改進(jìn)發(fā)泡方法等方面綜述了近年來(lái)用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進(jìn)展。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物雏亚，在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)缨硝，由于晶區(qū)的存在，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散罢低，因此溶解度低查辩；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響网持，無(wú)法得到泡孔均一的發(fā)泡材料宜岛。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)，在高結(jié)晶度聚合物中無(wú)法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)功舀，而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到萍倡。.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，是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低辟汰，有利于泡孔成核列敲。一般而言，晶區(qū)面積小帖汞，結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸酿炸；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核，甚至導(dǎo)致無(wú)法發(fā)泡涨冀。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)填硕，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核、長(zhǎng)大和定型。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)扁眯，熔體強(qiáng)度急劇下降壮莹，導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí)，泡孔發(fā)生破裂和聚并姻檀，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃命满。因此，要制備泡孔均一分布绣版、泡孔尺寸小胶台、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品，需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散杂抽、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過(guò)程中PP熔體強(qiáng)度低等問(wèn)題诈唬。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為，使PP能在較低的溫度發(fā)泡缩麸；二是對(duì)PP進(jìn)行改性铸磅，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）；三是改進(jìn)發(fā)泡方法杭朱。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無(wú)機(jī)納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能阅仔，碳納米纖維、碳納米管弧械、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來(lái)改變PP的結(jié)晶行為八酒，在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法刃唐，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為丘跌，減小晶體尺寸，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容唁桩，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點(diǎn)，從而得到晶體尺寸小耸棒、密度高的發(fā)泡材料荒澡。Wang Chuanbao等進(jìn)一步考察了碳納米纖維含量對(duì)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?jǐn)?shù)為5%与殃，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)单山，但泡孔尺寸分布不均一，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域幅疼；當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí)米奸，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爽篷，泡孔均一悴晰；當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到25%時(shí)，泡孔結(jié)構(gòu)為均一，泡孔尺寸小铡溪。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)漂辐，納米材料的尺寸、幾何形狀對(duì)結(jié)晶行為也有影響棕硫，并且得到纖維含量越高髓涯，泡孔尺寸越小的結(jié)論。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲(chǔ)能模量哈扮，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶纬纪。Rizvi等采用機(jī)械共混，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系滑肉。結(jié)果表明：PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核包各，且PTFE對(duì)二氧化碳有親和性，提高了二氧化碳溶解度赦邻，PP泡孔密度大幅提高髓棋。Luo Yiwei等分別對(duì)比了球狀和纖維狀聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復(fù)合材料的發(fā)泡。結(jié)果表明：球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進(jìn)了PP的結(jié)晶惶洲，提高了PP的結(jié)晶密度按声，密集的晶體作為泡孔成核劑，減小了泡孔尺寸恬吕，提高了泡孔密度签则。提高熔體強(qiáng)度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強(qiáng)度，一種行之有效的方法就是對(duì)PP進(jìn)行改性以得到HMSPP铐料，從而加寬發(fā)泡溫度范圍渐裂。目前，獲得HMSPP的方法通常有直接合成钠惩、共混擠出柒凉、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等。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)整聚合物篓跛，但很難得到支化聚合物膝捞。Langston等將對(duì)-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑，與茂金屬催化劑結(jié)合愧沟，制備了相對(duì)分子質(zhì)量高蔬咬、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的長(zhǎng)支鏈PP（LCBPP）。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α沐寺，ω-二烯單體制備LCBPP林艘。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP混坞。用這種方法制備LCBPP的相對(duì)分子質(zhì)量分布大于5狐援，且零剪切黏度也有所提高。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過(guò)共混提高PP的支化程度，從而提高熔體強(qiáng)度咕村。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體场钉，從而獲得LCBPP。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懈涛，然后通過(guò)控制反應(yīng)溫度逛万、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)，形成長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)批钠。Nam等通過(guò)加入過(guò)氧化物引發(fā)劑和多官能團(tuán)單體反應(yīng)共混得到LCBPP宇植，通過(guò)流變性能證明長(zhǎng)支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強(qiáng)度，并獲得了較好的發(fā)泡性能埋心。Gotsis使用過(guò)氧化二碳酸酯對(duì)線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP指郁，熔體強(qiáng)度和拉伸性能都明顯提升，有效抑制泡孔的聚并和破裂拷呆。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑闲坎，與馬來(lái)酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混，得到具有較高模量茬斧、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP腰懂，能改善發(fā)泡行為。另外在熔融態(tài)時(shí)项秉，只加入過(guò)氧化物和PP绣溜，會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解，為了提高接枝效率娄蔼，通常會(huì)加入給電子體（如苯乙烯怖喻、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)。此外岁诉，通過(guò)緩慢釋放過(guò)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锚沸。