四川靠譜PP微孔發(fā)泡定制
發(fā)布時(shí)間:2022-01-06 01:27:12四川靠譜PP微孔發(fā)泡定制
央廣網(wǎng)上海9月17日消息(記者唐奇云 通訊員張婷)日常生活中,當(dāng)人們購買兒童玩具们妥、家具用品等塑料制品時(shí)猜扮,都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保监婶,近年來綜合性能優(yōu)異旅赢、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”,日益受到熱捧惑惶,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種煮盼。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)。在第22屆工博會高校展區(qū)带污,華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項(xiàng)目僵控,聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用。該項(xiàng)目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目鱼冀。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實(shí)驗(yàn)裝置(央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖)鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域报破,布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域,發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段千绪。隨著航天航空充易、國防、能源翘紊、交通蔽氨、包裝、電器帆疟、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展鹉究,對具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱、隔音踪宠、絕緣自赔、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切。聚丙烯作為產(chǎn)量大柳琢、增長量快绍妨、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一润脸,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)。016年他去,由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國家重點(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)毙驯,該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝,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)工作灾测。據(jù)趙玲介紹爆价,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類∠碧拢化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留铭段、發(fā)泡過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臭氧層有破壞作用秦爆,已逐漸被禁止和限制使用序愚;一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全等限。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候爸吮、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端望门,超臨界流體拗胜,特別是超臨界CO2,發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)怒允,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(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)锈遥、表面張力和粘度下降纫事、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所灸。聚丙烯是結(jié)晶聚合物丽惶,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)品爬立;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔钾唬,可操作窗口窄。因此侠驯,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抡秆。為了攻克這一難題,近年來華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會通吟策、中石化北化院儒士、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位檩坚,在合適物料體系着撩、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)化诅福、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: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)制拖叙,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)泡專用料氓润,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)泡倍率薯鳍,氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積咖气;釜壓發(fā)泡、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辐啄、溫度場和速度場采章,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)。
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發(fā)泡塑料發(fā)泡塑料是通過物理或者化學(xué)的方式使塑料內(nèi)部產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)而得到的一類塑料壶辜。這種塑料具有質(zhì)輕悯舟、隔熱、緩沖砸民、絕緣抵怎、防腐、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)岭参。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成發(fā)泡塑料反惕,常見的發(fā)泡塑料有聚苯乙烯、聚氨酯演侯、聚烯烴姿染。三大發(fā)泡塑料對比聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡聚丙烯簡介發(fā)泡聚丙烯是以聚丙烯為基礎(chǔ)樹脂制備的發(fā)泡塑料。與常用發(fā)泡塑料相比秒际,發(fā)泡聚丙烯具有諸多優(yōu)點(diǎn)悬赏。發(fā)泡聚丙烯原料由于普通聚丙烯較低的熔體強(qiáng)度無法保證氣泡增長時(shí)泡孔壁所承受的拉伸應(yīng)力,所以發(fā)泡用聚丙烯需要采用高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)娄徊。提高聚丙烯熔體強(qiáng)度的方法包括物理共混和化學(xué)改性兩類方法闽颇。目前生產(chǎn)高熔體強(qiáng)度聚丙烯原料的廠家有巴塞爾(Basell)、北歐化工(Borealis)寄锐、陶氏化學(xué)兵多、韓國三星、伴掀停克森美孚等剩膘,具備聚丙烯發(fā)泡技術(shù)的廠家有JSP和Kaneka以及BASF、Berstorff公司沿癞。國內(nèi)很多科研院所對發(fā)泡技術(shù)進(jìn)行了較多研究援雇,部分廠家實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),如鎮(zhèn)海煉化椎扬、燕山石化樹脂研究所惫搏、武漢富蒂亞具温,但產(chǎn)品質(zhì)量與國外相比仍有較大差距。發(fā)泡聚丙烯制備工藝發(fā)泡聚丙烯主要有三種制備工藝:高熔體強(qiáng)度聚丙烯發(fā)泡筐赔、交聯(lián)聚丙烯發(fā)泡铣猩、共混體系發(fā)泡工藝。發(fā)泡聚丙烯制備關(guān)鍵發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景茴丰,但技術(shù)開發(fā)難度大达皿,聚丙烯發(fā)泡工藝關(guān)鍵技術(shù)在于通過調(diào)整過程溫度來控制聚丙烯發(fā)泡穩(wěn)定性和發(fā)泡倍率。發(fā)泡聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域1.食品包裝發(fā)泡聚丙烯具有良好的可降解性贿肩,耐油性好峦椰,這使得它在一次性包裝市場中比難降解的發(fā)泡聚苯乙烯餐具有明顯的優(yōu)勢。2.保溫隔熱發(fā)泡聚丙烯材料是一種新型的隔熱材料汰规,耐溫能力強(qiáng)汤功,通常可承受溫度范圍在-40~110℃溜哮,在短時(shí)間內(nèi)可承受130℃高溫滔金。3.汽車行業(yè)發(fā)泡聚丙烯材料近年來在汽車行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨擴(kuò)大,可以大幅降低汽車重量茂嗓,節(jié)省油耗餐茵。4.建筑領(lǐng)域防水保護(hù)材料、地板緩沖材料述吸、外墻隔熱材料5.電子包裝6.緩沖包裝7.體育用品8.玩具發(fā)泡聚丙烯主要生產(chǎn)企業(yè)發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景忿族,但技術(shù)開發(fā)難度很大,目前國內(nèi)尚未有其相關(guān)的蝌矛、可工業(yè)化的產(chǎn)品出現(xiàn)肠阱,核心技術(shù)主要掌握在JSP和ANEKA這兩家公司手中。
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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱朴读、隔音、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能走趋,近年來被廣泛應(yīng)用在包裝衅金、建 筑、汽車等行業(yè)簿煌。PP 在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會急劇下降氮唯,低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu),所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大姨伟,目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)惩琉,因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注。文中從制備工藝夺荒、發(fā)泡裝備瞒渠、性能改進(jìn)良蒸、表征方法等方面綜述了近年來國內(nèi)外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動(dòng)態(tài),并對該領(lǐng)域 今后的研究方向進(jìn)行了展望伍玖。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕嫩痰、抗沖緩震、 耐腐蝕窍箍、隔熱隔音等優(yōu)良的特性串纺,與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比,PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性椰棘,發(fā)泡珠粒均勻的尺寸與穩(wěn)定的發(fā)泡倍率使其非 常適合模塑成型纺棺,可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品。 早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的珠粒發(fā)泡產(chǎn)品是聚苯乙烯 發(fā)泡珠粒(EPS)邪狞,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)祷蝌。其中,EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE外恕,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS杆逗,此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異鳞疲,是非常環(huán)保的材料罪郊,因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝、建筑尚洽、汽車等行業(yè)悔橄,特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視腺毫,本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝癣疟、裝備、性能改進(jìn)以 及表征手段等方面介紹了近年來 EPP 的研究進(jìn)展與 動(dòng)態(tài)潮酒。聚丙烯微孔發(fā)泡 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機(jī)理 PP 珠粒發(fā)泡的機(jī)理為過飽和氣體法睛挚。如 Fig. 1 所示,注入的發(fā)泡劑在高溫或高壓環(huán)境下溶解在聚合 物熔體中形成飽和的均相體系急黎,然后通過快速卸壓或 者溫度驟升造成熱力學(xué)的不穩(wěn)定來形成過飽和體系扎狱, 這個(gè)階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離,氣泡開始成核并大量生長勃教,穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒淤击。聚丙烯發(fā)泡珠粒的生產(chǎn)方法 目前工業(yè)化生產(chǎn) EPP 的工藝有 2 種:一種是以日 本的 JSP 株式會社與 Kaneka 公司為代表的反應(yīng)釜 法,反應(yīng)釜法也是目前應(yīng)用廣泛的 EPP 的工業(yè)化生 產(chǎn)工藝;另 一 種 是 以 德 國 Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝故源,相對于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言污抬,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛。反應(yīng)釜法: 反應(yīng)釜法是將 PP 顆粒與助劑混合 造粒后放入反應(yīng)釜中绳军,升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高印机,在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時(shí)間后 打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒矢腻。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同,又可分為無水法與有水法 2 種:前 者的反應(yīng)釜中不加入液體的分散介質(zhì)耳贬,PP 顆粒會堆積 在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個(gè)顆粒中踏堡,所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解,釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中咒劲,發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中顷蟆,所需壓力約2 ~ 6 MPa。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制腐魂、發(fā)泡倍率高帐偎、泡孔結(jié)構(gòu) 好、可二次發(fā)泡蛔屹,缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高削樊。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn) 密度低于 0. 045 g /cm3 、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP兔毒。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中漫贞, 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度,保溫一段時(shí)間后再升溫到 發(fā)泡溫度育叁,繼續(xù)保溫一段時(shí)間迅脐,打開高壓釜放出分散體 到大氣中,放出物料的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫?保持在放出物料前的壓力豪嗽。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌谴蔑、離心分離后在空氣中靜置老化,這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝龟梦。改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善 EPP 的 性 能隐锭。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備了 EPP,該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模计贰,卸壓時(shí) PP 通過排料口模進(jìn)入 收集裝置中钦睡,實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響躁倒。結(jié)果 表明赎婚,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少, 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比樱溉,密度降 低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比,密度增 加纬凤。 國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室 用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)福贞,發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜 與收集釜,資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ~ 60倍的發(fā)泡 珠粒停士。 如何拓寬 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間以及壓縮釜壓發(fā)泡 流程的時(shí)間也是研究的重點(diǎn)方向挖帘。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑完丽,用 Fig. 3 中的無水法發(fā)泡裝置制備了 小泡孔直徑 為 9. 55 μm,泡 孔 密 度 小 于1. 5 × 109 cm - 3 的 EPP拇舀。其工藝改進(jìn)在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變逻族,恒溫一段時(shí)間后再放 出珠粒進(jìn)行冷卻,其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃骄崩,工藝 流程時(shí)間約為 2. 5 h反應(yīng)釜法重要的工藝在于要使發(fā)泡劑能充分 溶解到 PP 顆粒中聘鳞,所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度、壓力以及保壓時(shí)間等要拂,適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時(shí)間與增 大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解抠璃。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟,但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用脱惰,探索新的生產(chǎn)工藝條件和生產(chǎn)裝備來降低其成本 是今后研究所需解決的問題搏嗡。擠出法: 擠出法生產(chǎn) EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個(gè)水下切粒裝置,如 Fig. 4 [14]拉一。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機(jī)均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡采盒,發(fā)泡的材料通過水下切粒裝置被切割定型成尺寸均一的發(fā)泡珠粒。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)蔚润、效率高磅氨、珠粒尺寸均勻,缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制抽碌,此外由于 PP 在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)幾 乎不流動(dòng)悍赢,而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后,熔體強(qiáng)度又急劇下降货徙,所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )左权,擠 出法對 PP 的熔體強(qiáng)度要求較高,一般要用改性的熔 體強(qiáng)度較高的 PP痴颊,這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展赏迟。 德國 Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產(chǎn)線是目前比較成熟的擠出法生產(chǎn)發(fā)泡珠粒的工藝。 采用丁烷作發(fā)泡劑蠢棱,高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原 料锌杀,可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍,直徑為3 ~ 5 mm泻仙,密度 為15 ~ 100 kg /m3 的 EPP 糕再。 在 PP 中加入無機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度, 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)玉转,從 而 改 進(jìn) EPP 的 性 能突想。Nofar [18]等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑,用單螺桿擠 出發(fā)泡加入了納米粘土的均聚線性聚丙烯( LPP),得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍猾担,泡孔密度為108 ~ 109 cm - 3 的發(fā) 泡材料袭灯。實(shí)驗(yàn)表明,納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強(qiáng)度绑嘹,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度稽荧,還 能夠增加氣泡成核點(diǎn),誘導(dǎo)發(fā)生異相成核工腋,從而得到泡 孔密度姨丈、體積膨脹比都較大的 EPP。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比夷蚊,雙階 擠出系統(tǒng)能夠使 PP 與發(fā)泡劑得到更好的塑化與混 合构挤,此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度,缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高惕鼓。Lee [19]等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)筋现,用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% , 3% 箱歧,5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP矾飞,研究表 明,擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系呀邢,此外 終的泡孔密度與發(fā)泡倍率會隨著釋壓速率的增大而 增加洒沦。另外,隨著 CO2 注入量的增加价淌,聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加申眼,但泡孔密度則是先增大后減小。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)蝉衣、高效的生產(chǎn)工藝括尸,是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向。目前需要解決的問題在 與開發(fā)適用于擠出發(fā)泡的低成本高熔體強(qiáng)度的 PP病毡,此 外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2 的應(yīng)用也是今后的發(fā) 展方向濒翻,超臨界流體發(fā)泡劑的高溶解性可以縮短聚合物/氣體體系的飽和時(shí)間,增加成核密度啦膜,得到微孔的 發(fā)泡材料有送。其中超臨界 CO2 的實(shí)現(xiàn)條件(t c = 30. 98 ℃ pc = 7. 4 MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界 流體發(fā)泡劑,此外其還具有無毒僧家、不易燃雀摘、化學(xué)惰性等 優(yōu)點(diǎn),近年來受到了廣泛的關(guān)注八拱,是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇阵赠。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同烁落,對性能的要求 也不同,例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能豌注,建筑 材料則需要良好的隔音、隔熱性能灯萍,而汽車部件則需要 更好的剛性等轧铁,通常需要對 EPP 的性能進(jìn)行改進(jìn)來適 應(yīng)不同的需求。改進(jìn) EPP 性能的方法有 2 種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工 藝旦棉,二是對 PP 原料進(jìn)行改性齿风。前者主要是通過改進(jìn) 生產(chǎn)中的工藝流程、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進(jìn) EPP 的性能绑洛,這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與 形態(tài)救斑,有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品真屯,但由于對材料本身的改變不大脸候,所以對 EPP 力學(xué) 性能的改善作用有限;而后者則是通過改性 PP 原料 進(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能,PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)绑蔫、物理共混运沦、熔融支化等,通過對原料的改 性配深,不但能夠提高其熔體強(qiáng)度携添、降低其發(fā)泡難度、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)篓叶,同時(shí)也能有目的地改進(jìn) EPP 的力學(xué) 性能烈掠,所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性缸托、改善其緩沖性 能左敌,日本 Kaneka 公司改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力嗦董,其次是 將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時(shí)使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加母谎,避免了顆粒在管道中粘 結(jié),此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進(jìn)一 步膨脹京革,后者會使顆粒的冷卻速率變緩奇唤,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固,提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性匹摇。此工藝可 以制備密度為 0. 11 ~ 0. 30g /cm3 咬扇,發(fā)泡倍率為30 ~ 60, 閉孔含量為 90% 廊勃,泡孔尺寸為150 ~ 300 μm 的 EPP懈贺。將 PP 與無機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法经窖,丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響,納米碳酸鈣的比表面積大梭灿,在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用画侣,從而使 EPP 的泡孔密度增 大,泡孔直徑減小;但同時(shí)也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄堡妒。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)配乱、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯, 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP皮迟。實(shí)驗(yàn) 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結(jié)構(gòu)從而增 強(qiáng)線性聚丙烯的熔體強(qiáng)度搬泥,對比而言,HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好伏尼,其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好忿檩。
四川靠譜PP微孔發(fā)泡定制
聚丙烯是五大通用合成樹脂中的一個(gè)重要品種,在國內(nèi)外的發(fā)展均十分迅速爆阶。在全球塑料用五大合成樹脂中燥透,聚丙烯的產(chǎn)量占有1/4左右的份額。聚丙烯在生產(chǎn)數(shù)量迅速發(fā)展的同時(shí)扰她,也在性能上不斷出新兽掰,使其應(yīng)用的廣度和深度不斷變化,近年來或通過在聚合反應(yīng)時(shí)加以改進(jìn)徒役,或者在聚合后造粒時(shí)采取措施孽尽,有一些更具獨(dú)特性能的聚丙烯新的品種問世,如透明聚丙烯忧勿、高熔體強(qiáng)度聚丙烯等杉女。透明改性PP的結(jié)晶是造成不透明的主要原因,利用急冷凍結(jié)PP的結(jié)晶趨向鸳吸,可以得到透明的薄膜熏挎,但有一定壁厚的制品,因熱傳導(dǎo)需要時(shí)間晌砾,芯層不可能迅速被冷卻凍結(jié)坎拐,因此對于有一定厚度的制品不能指望用急冷的辦法提高透明度,必須從PP的結(jié)晶規(guī)律和影響因素入手养匈。經(jīng)一定技術(shù)手段得到的改性PP哼勇,可具有優(yōu)良的透明性和表面光澤度,甚至可以和典型的透明塑料(如PET呕乎、PVC积担、PS等)相媲美。?透明聚丙烯制品聚丙烯微孔發(fā)泡1透明PP更為優(yōu)越的是熱變形溫度高猬仁,一般可高于110℃帝璧,有的甚至可達(dá)135℃先誉,而上述三種透明塑料的熱變形溫度都低于90℃。由于透明PP的性能優(yōu)勢明顯的烁,近年來在全球都得以迅速發(fā)展褐耳,應(yīng)用領(lǐng)域從家庭日用品到醫(yī)療器械,從包裝用品到耐熱器皿(微波爐加熱用)渴庆,都在大量使用漱病。PP的透明性提高可通過以下三種途徑:采用茂金屬催化劑聚合出具有透明性的PP;2通過無規(guī)共聚得到透明性PP;3在普通聚丙烯中加入透明改性劑(主要是成核劑)提高其透明性。高熔體強(qiáng)度聚丙烯聚丙烯的缺點(diǎn)之一是熔體強(qiáng)度低把曼,耐熔垂性差。通常非晶態(tài)聚合物(如ABS漓穿、PS)在較寬的溫度范圍內(nèi)存在類似橡膠一樣的彈性行為嗤军,而處于半結(jié)晶的聚丙烯則沒有。這一缺點(diǎn)造成了聚丙烯不能在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱成型晃危,它的軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)非常接近叙赚,一旦到達(dá)熔點(diǎn),熔體粘度急劇下降僚饭,隨之熔體強(qiáng)度也大幅下降震叮,導(dǎo)致在熱成型時(shí)制品壁厚不均,擠出發(fā)泡泡孔塌陷等問題鳍鸵,大大限制了聚丙烯在某些方面的應(yīng)用苇瓣。?高熔體強(qiáng)度PP在汽車制造的運(yùn)用02高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)就是指熔體強(qiáng)度對溫度和熔體流動(dòng)速率不太敏感的聚丙烯,極具開發(fā)應(yīng)用前景偿乖。HHSPP是一種樹脂含有長支鏈的聚丙烯击罪,長支鏈?zhǔn)窃诤缶酆现幸l(fā)接枝的,這種均聚物的熔體強(qiáng)度是具有相似流動(dòng)特性普通聚丙烯均聚物的9倍贪薪,在密度和熔體流動(dòng)速率相近的情況下媳禁,HHSPP的屈服強(qiáng)度、彎曲模量以及熱變形溫度和熔點(diǎn)均高于普通聚丙烯画切,但缺口沖擊強(qiáng)度比普通聚丙烯低竣稽。目前,HMSPP的制備方法主要有兩種:將聚丙烯與其他化合物進(jìn)行反應(yīng)性改性2聚丙烯與其他聚合物進(jìn)行共混改性具體的實(shí)施方法主要有1射線輻射法2反應(yīng)擠出法 3聚合過程中引發(fā)接枝法等丙烯微孔膜通過加工工藝方面的創(chuàng)新霍弹,可以制成分布著直徑約0.5μm圓孔的微孔膜毫别。微孔形成機(jī)理:結(jié)晶高聚物在拉伸聚向過程中會出現(xiàn)冷拉伸現(xiàn)象,其結(jié)構(gòu)具有高度規(guī)整性庞萍,并所有微晶都沿應(yīng)力方向取向排列拧烦,稱之為再結(jié)晶。?聚丙烯微孔膜03對結(jié)晶制品在熔點(diǎn)下緩慢進(jìn)行熱處理(退火)钝计,這時(shí)體積較小恋博,不完整的微晶在低溫度下熔化齐佳,立即又重新結(jié)晶,從而調(diào)整鏈段排列使結(jié)晶結(jié)構(gòu)趨于均勻化债沮。在結(jié)晶一取向一再結(jié)晶的過程中炼吴,有效控制材料非晶區(qū)和晶區(qū)的取向分布,調(diào)整拉伸溫度疫衩、拉伸強(qiáng)度硅蹦、拉伸方法、熱定型溫度闷煤、冷卻速率等工藝條件童芹,就可得到微孔膜。微孔膜屬高技術(shù)含量鲤拿、高附加值產(chǎn)品假褪,在電池領(lǐng)域可用做隔膜,在醫(yī)療領(lǐng)域因其無毒近顷、阻隔細(xì)菌但可透氣生音,可用于人工肺膜、殺菌包裝物等窒升。此種膜還可用于制造無菌水缀遍、無菌空氣、廢水過濾饱须、煙塵分離域醇、氣體濃縮、衛(wèi)生用品蓉媳、花草歹苦、樹苗栽培等等,用途十分廣闊督怜。