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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)合材料原探，在滿足汽車(chē)零部件性能的同時(shí)乱凿，對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)，目前在汽車(chē)零部件應(yīng)用上備受青睞咽弦。文章主要介紹了PP-LGF在汽車(chē)儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀徒蟆，詳細(xì)介紹了薄壁注塑、物理發(fā)泡型型、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)概況段审，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來(lái)输莺，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展戚哎，汽車(chē)工業(yè)也得到了快速發(fā)展。然而嫂用，由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重型凳，通過(guò)汽車(chē)輕量化來(lái)降低油耗從而降低環(huán)境污染，已經(jīng)成為汽車(chē)行業(yè)的研究熱點(diǎn)嘱函，其中甘畅，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]。運(yùn)用復(fù)合材料來(lái)部分取代車(chē)身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)、外飾裝飾件是汽車(chē)輕量化的一種行之有效的方法疏唾。在眾多的復(fù)合材料中蓄氧，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槐脏。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比喉童，PPLGF在強(qiáng)度、剛度顿天、翹曲度堂氯、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)牌废，因此咽白，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車(chē)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種鸟缕，即熔融浸漬晶框、溶液浸漬、粉末浸漬懂从、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]授段，而在汽車(chē)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莫绣，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%畴蒲，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材料对室，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模燥，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能掩宜、耐蠕變性能等特點(diǎn)蔫骂，更加適合應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件。此外牺汤，如表1所示辽旋，隨著纖維含量的增加，PP-LGF的性能也隨之提高檐迟。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(chē)內(nèi)飾中的重要部件补胚，為提升汽車(chē)內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中追迟、高檔車(chē)型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板溶其，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件敦间，同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)瓶逃，因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性束铭，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材料厢绝，在滿足相關(guān)性能的同時(shí)契沫，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昔汉，從而降低儀表板骨架重量懈万，推動(dòng)汽車(chē)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挤庇、物理發(fā)泡钞速、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面贷掖，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用嫡秕。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄，在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法苹威，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比昆咽，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，整體減重可達(dá)約25%牙甫。該工藝的投入成本較低掷酗，重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。目前窟哺，該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中泻轰，如吉利、大眾且轨、上汽浮声、福特等均有應(yīng)用，一般選擇PPLGF20材料旋奢，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm泳挥。然而，薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問(wèn)題至朗，首先是該工藝的模具成本較高屉符，使用薄壁注塑，成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)锹引，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高矗钟。其次，注塑工藝管控和注塑精度要求高嫌变，因?yàn)镻P-LGF中長(zhǎng)玻纖分布的各向異性[3]吨艇，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性較差初澎。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝秸应，它是以熱塑性材料為基體虑凛，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，并保持在高壓力下软啼，然后桑谍，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]祸挪，該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明锣披，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)為成型周期短贿条、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好雹仿、翹曲低、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣整以。MuCell工藝使用超臨界流體胧辽，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)注塑中的保壓階段公黑，縮短成型周期邑商，同時(shí)，可使壓力分布均勻凡蚜，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力人断，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)定性朝蜘。另外恶迈，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充谱醇，降低材料密度暇仲，產(chǎn)品重量減輕，較同材質(zhì)實(shí)體枣抱，重量可降低5%～10%熔吗。目前，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝佳晶，骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm桅狠，相較于實(shí)心材料重量降低了10%，此外轿秧，長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)中跌。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高，工藝難度大菇篡，同時(shí)相關(guān)研究表明漩符，使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%～8%時(shí)，產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右驱还，基本滿足性能要求嗜暴，減重超過(guò)8%凸克，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降，不能滿足要求闷沥。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%萎战。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)程中舆逃，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)泡劑蚂维，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)路狮，以降低材料密度虫啥，減輕產(chǎn)品重量[6]。其中奄妨，core-back工藝因使用了二次開(kāi)模涂籽，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高展蒂，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多又活，產(chǎn)品的減重比更大。一般來(lái)說(shuō)锰悼，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，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%团赏，具體根據(jù)退模行程決定箕般。同物理發(fā)泡工藝一樣，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)舔清，減少產(chǎn)品翹曲變形丝里，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性，而且二次開(kāi)模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件体谒。目前杯聚，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm抒痒，重量降低了約40%幌绍，此外大眾的部分車(chē)型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴故响，開(kāi)模的周期較長(zhǎng)傀广，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高，而且該工藝的技術(shù)難度較高彩届，后期調(diào)試周期較長(zhǎng)伪冰，產(chǎn)品的綜合成本較高。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴樟蠕，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯贮聂，減重效果低于薄壁注塑工藝靠柑，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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近日吓懈，為貫徹落實(shí)集團(tuán)公司“一基兩翼三新”發(fā)展格局病往，充分發(fā)揮中國(guó)石化聚丙烯專用料產(chǎn)銷研用優(yōu)勢(shì)，走差異化骄瓣、高端化路線停巷，中國(guó)石化化工銷售華東分公司(以下簡(jiǎn)稱化銷華東)在探索新領(lǐng)域增長(zhǎng)點(diǎn)上下功夫，全力拓市擴(kuò)銷榕栏，拓展客戶渠道畔勤，成功開(kāi)發(fā)蘇州某新材料公司為年度長(zhǎng)約采購(gòu)客戶，該客戶專注于清潔環(huán)保高性能輕量化聚合物發(fā)泡材料的研發(fā)與制造扒磁，首次實(shí)現(xiàn)了聚丙烯發(fā)泡材料的研發(fā)與制造庆揪，首次實(shí)現(xiàn)了聚丙烯發(fā)泡料在5G天線罩和通信設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用。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(guò)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)妨托。趙玲教授將出席2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)缸榛，并精彩演講《高性能聚丙烯發(fā)泡材料的色制備》，并特設(shè)聚丙烯發(fā)泡料深入討論的分會(huì)場(chǎng)兰伤。聚丙烯微孔發(fā)泡鎮(zhèn)海煉化高熔體聚丙烯專用料E02ES主要應(yīng)用于汽車(chē)內(nèi)飾内颗、隔熱材料、包裝材料等領(lǐng)域敦腔，化銷華東剛推廣這一產(chǎn)品時(shí)均澳，該蘇州客戶反映該料與北歐公司的高端發(fā)泡原料相比還存在一定差距，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全的國(guó)產(chǎn)替代符衔。銷華東客戶經(jīng)理通過(guò)走訪現(xiàn)場(chǎng)找前、實(shí)地考察深入了解該料的應(yīng)用瓶頸，傳遞信息給生產(chǎn)企業(yè)判族，暢通產(chǎn)銷研用躺盛，成功將鎮(zhèn)海煉化聚丙烯專用料E02ES作為原料制備得到的聚丙烯微孔發(fā)泡材料(MPP)應(yīng)用在了5G天線罩上，打開(kāi)了鎮(zhèn)海煉化專用料嶄新的應(yīng)用窗口形帮，進(jìn)一步提升了該產(chǎn)品的差異化和高端化優(yōu)勢(shì)槽惫，為贏得市場(chǎng)提供有力的保障。這一專用料應(yīng)用領(lǐng)域的突破沃缘，促成了化銷華東與該蘇州新材料公司達(dá)成年度長(zhǎng)約采購(gòu)協(xié)議躯枢，實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)海煉化聚丙烯專用料頂替進(jìn)口料的新契機(jī)，同時(shí)在高端新材料的應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)了新突破槐臀，提升了專用料附加值锄蹂，為打造行業(yè)內(nèi)的高端品牌打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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摘要：利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機(jī)水慨，采用一步法擠出工藝研制了汽車(chē)內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料得糜。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹(shù)脂敬扛，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑、發(fā)泡劑的用量朝抖、擠出溫度等）啥箭。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份治宣，共聚PP為60.00份急侥，過(guò)氧化二特丁烷為0.18份，過(guò)氧化二異丙苯為0.02份侮邀，改性劑為0.50份坏怪，碳酸鈣為0.50份，發(fā)泡劑AC為 0.40份绊茧。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ铝宵，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車(chē)內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕华畏、耐高溫鹏秋、綠色環(huán)保、易注射成型亡笑、成型周期短和成本低等優(yōu)點(diǎn)侣夷。隨著汽車(chē)輕量化的發(fā)展，PP發(fā)泡材料在汽車(chē)內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來(lái)越多况芒。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想惜纸，僅適用于需表面附皮的高端車(chē)，汽車(chē)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］绝骚。化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米祠够，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳压汪。目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ，國(guó)外也只有美國(guó)古瓤、意大利止剖、日本等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能生產(chǎn)。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法落君，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹(shù)脂穿香，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(chē)內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ绎速，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3皮获。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗(yàn)部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1），熔體流動(dòng)速率（MFR）為3.0g/（10min）纹冤，中國(guó)石化齊魯分公司洒宝；共聚PP（記作PP2）购公，MFR為2.0g/（10min），中國(guó)石化齊魯分公司雁歌；抗氧劑宏浩，168和1010，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司靠瞎；過(guò)氧化二特丁烷（DBP）比庄，過(guò)氧化二特丁烷（DBP），過(guò)氧化二異丙苯（DCP）乏盐，二乙烯基苯佳窑，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC），液體石蠟丑勤，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司华嘹；發(fā)泡改性劑DMS-10，自制法竞。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀耙厚，德國(guó)HAAKE公 司；CMT450料試驗(yàn) 機(jī)岔霸，天水三斯有限公司薛躬；∮25單螺桿擠出機(jī)，德國(guó)BRABENDER公司呆细；AH-2奧林巴斯顯微鏡型宝，日本奧林巴斯公司。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹(shù)脂絮爷、過(guò)氧化物趴酣、改性劑、抗氧劑坑夯、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量岖寞，投入10L高速攪拌機(jī)，低速混合1min柜蜈，高速混合2min出料仗谆，料溫不 高于50℃。擠出發(fā)泡：擠出機(jī)設(shè)置溫度180～200℃淑履，機(jī)頭溫度195℃隶垮，距機(jī)頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平，取樣待用秘噪。1.4 測(cè)試表征拉伸強(qiáng)度按照GB/T1040.3—2006測(cè)試狸吞，采用4型試樣，拉伸速度為50mm／min；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB/T9341—2000測(cè)試捷绒，寬度25mm瑰排；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843—2008測(cè)試；表觀密度按GB/T6343—2009測(cè)試暖侨；泡孔密度按 照參考文獻(xiàn)［４］所述方法測(cè)試椭住。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(shù)脂，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑字逗，測(cè)試體系的熔體強(qiáng)度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量京郑，結(jié)果見(jiàn)表1。表1葫掉，DBP/DCP對(duì)發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注：擠出口模厚度0.6mm些举，寬度50mm。由表1看出俭厚，DBP和DCP都能提高PP熔體強(qiáng)度户魏，但片材表面和泡孔均勻性不同，隨DCP含量增加挪挤，擠出片材表面質(zhì)量變差叼丑，泡孔變得不均勻；DCP雖有利于提高熔體強(qiáng)度扛门，但比例不宜過(guò)大鸠信，以不超過(guò)引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度论寨，擠出反應(yīng)時(shí)星立，DCP和PP還沒(méi)有完全混合均勻就大量分解，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基葬凳，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)绰垂，形成局部高強(qiáng)度熔體，熔體強(qiáng)度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻火焰，形成凹凸不平的表面辕坝。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹(shù)脂，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10荐健，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖1琳袄。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出江场，隨引發(fā)劑含量增加，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變窖逗；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低址否，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時(shí)，引發(fā)劑濃度不足佑附，PP接枝率不高樊诺，熔體強(qiáng)度不足，難以包裹住氣體音同，泡孔較大词爬，并有部分泡孔破裂，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高权均；隨引發(fā)劑含量增加顿膨，PP接枝程度提高，熔體強(qiáng)度相應(yīng)增加叽赊，氣泡在膨脹過(guò)程中恋沃，泡壁不易破裂，形成致密均勻的泡孔必指，單位體積泡孔數(shù)量增加囊咏，材料密度下降；隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高塔橡，熔體強(qiáng)度高于氣泡膨脹的動(dòng)力梅割，使氣泡不能充分膨脹，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高谱邪。.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)系炮捧。由圖2看出，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加惦银，發(fā)泡材料表觀密度降低咆课，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扯俱，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用书蚪。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時(shí)，發(fā)泡材料表觀密度反而回升迅栅，泡孔密度下降殊校。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進(jìn)一步提高，熔體中氣體含量過(guò)多读存，氣泡膨脹加劇为流，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并，氣體溢出让簿，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高敬察，泡孔密度下降。由圖2還可看出尔当，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份莲祸。

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日常生活中，當(dāng)人們購(gòu)買(mǎi)兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)锐帜，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無(wú)毒無(wú)味田盈、綠色環(huán)保，近年來(lái)綜合性能優(yōu)異缴阎、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”允瞧，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種药蜻。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)瓷式。在5月19日召開(kāi)的上海市科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，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(guò)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)语泽。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦贸典，這里有近千位化學(xué)化工醫(yī)藥專業(yè)的海內(nèi)外本碩博畢業(yè)生等你招聘~聚丙烯微孔發(fā)泡鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國(guó)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踱卵。隨著航天航空廊驼、國(guó)防、能源惋砂、交通妒挎、包裝、電器西饵、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展酝掩，對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱、隔音眷柔、絕緣期虾、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來(lái)越迫切。聚丙烯作為產(chǎn)量大驯嘱、增長(zhǎng)量快镶苞、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹(shù)脂之一，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)鞠评。2016年茂蚓，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)泡工藝剃幌，開(kāi)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)工作聋涨。據(jù)趙玲介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類负乡∨Ｖ＃化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過(guò)程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)敬鬓；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用，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)格昂貴钉答，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全础芍。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險(xiǎn)数尿、有害殘留以及VOC排放等問(wèn)題和弊端仑性，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)右蹦，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)诊杆，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何陆、結(jié)晶行為改變等一系列變化晨汹，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物贷盲，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制淘这，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)法保持完整泡孔巩剖，可操作窗口窄铝穷。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佳魔。為了攻克這一難題曙聂，近年來(lái)，華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通鞠鲜、中石化北化院宁脊、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位镊尺，在合適物料體系朦佩、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、強(qiáng)化和工程化等系列工作庐氮，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)制语稠，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，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/添加劑弄砍；CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率仙畦，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)泡音婶、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)慨畸、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)衣式。