江蘇優(yōu)質(zhì)MPP片材加工定制

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时鸵，對零部件減重具有明顯貢獻胶逢，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞厅瞎。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，詳細介紹了薄壁注塑初坠、物理發(fā)泡和簸、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，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景碟刺。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來锁保，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展半沽。然而爽柒，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)境污染者填，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點浩村，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]占哟。運用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)心墅、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復(fù)合材料中榨乎，長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價格怎燥、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強聚丙烯材料（PP-SGF）相比蜜暑，PPLGF在強度铐姚、剛度、翹曲度肛捍、耐疲勞隐绵、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢，因此篇梭，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進一步實現(xiàn)重量及成本的降低氢橙。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種酝枢，即熔融浸漬恬偷、溶液浸漬、粉末浸漬帘睦、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]袍患，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竣付，其中玻纖的含量可達20%～60%诡延，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材料古胆，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)肆良，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能筛璧、抗沖擊性能、耐蠕變性能等特點惹恃，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夭谤。此外，如表1所示巫糙，隨著纖維含量的增加朗儒，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)飾中的重要部件参淹，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量醉锄，中、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板浙值，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層恳不。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)开呐，因此要求其具有高強度及高剛性妆够，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材料负蚊，在滿足相關(guān)性能的同時神妹，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家妆，從而降低儀表板骨架重量鸵荠，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伤极、物理發(fā)泡蛹找、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)用哨坪。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄庸疾，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当编，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左右届慈，整體減重可達約25%。該工藝的投入成本較低忿偷，重量優(yōu)勢明顯金顿。目前，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中鲤桥，如吉利揍拆、大眾、上汽茶凳、福特等均有應(yīng)用嫂拴，一般選擇PPLGF20材料播揪，設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm。然而筒狠，薄壁注塑工藝也存在兩點問題剪芍，首先是該工藝的模具成本較高，使用薄壁注塑窟蓝，成型模具需要采用熱流道設(shè)計罪裹，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高。其次运挫，注塑工藝管控和注塑精度要求高状共，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谁帕，尺寸穩(wěn)定性較差峡继。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匈挖，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碾牌，并保持在高壓力下，然后儡循，通過開關(guān)式射嘴射進溫度和壓力較低的模具型腔舶吗，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)明择膝，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化誓琼。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好肴捉、翹曲低腹侣、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣。MuCell工藝使用超臨界流體齿穗，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性傲隶。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段，縮短成型周期窃页，同時跺株，可使壓力分布均勻，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力腮出，降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲帖鸦，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性芝薇。另外胚嘲，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕，微孔結(jié)構(gòu)擴充洛二，降低材料密度馋劈，產(chǎn)品重量減輕攻锰，較同材質(zhì)實體，重量可降低5%～10%妓雾。目前娶吞，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)計壁厚2.4mm械姻，相較于實心材料重量降低了10%妒蛇，此外，長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)楷拳。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高绣夺，工藝難度大，同時相關(guān)研究表明欢揖，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時陶耍，產(chǎn)品性能會下降10%左右，基本滿足性能要求她混，減重超過8%烈钞，機械性能和耐熱老化性能急劇下降，不能滿足要求坤按。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%毯欣。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臭脓，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑仪媒，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)谢鹊，以降低材料密度算吩，減輕產(chǎn)品重量[6]。其中佃扼，core-back工藝因使用了二次開模偎巢，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高兼耀，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多压昼，產(chǎn)品的減重比更大。一般來說瘤运，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%～8%左右窍霞，而core-back工藝可高達30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定拯坟。同物理發(fā)泡工藝一樣但金，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)品翹曲變形郁季，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性冷溃，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件钱磅。目前，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝似枕，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm盖淡，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)泡工藝凿歼。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴褪迟，開模的周期較長，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高答憔，而且該工藝的技術(shù)難度較高牵咙，后期調(diào)試周期較長，產(chǎn)品的綜合成本較高攀唯。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴洁桌，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侯嘀，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝另凌。圖2 二次開模發(fā)泡示意

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達到了15%至20%戒幔。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%吠谢，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機支架诗茎、座位板工坊、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾敢订。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上王污。讓汽車用上更多的塑料部件，還有很多功課可以開展楚午。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請昭齐，前三位為：美國、日本矾柜、德國阱驾。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)怪蔑，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀80年代提出的發(fā)明專利里覆。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項技術(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缆瓣。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑喧枷，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使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。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)域割去，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一窟却。2018年昼丑，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題呻逆。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面菩帝，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請量上占有主要地位咖城，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)泡專用注射機的結(jié)構(gòu)改進呼奢，在專利申請方向上側(cè)重于改進螺桿結(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宜雀。近期，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)化和強化”項目斬獲上海市科技進步獎一等獎握础。北京化工大學(xué)教授辐董、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授楊衛(wèi)民，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長禀综、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長简烘、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授趙玲，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會”定枷，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)孤澎。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著，對汽車輕量化提出了更高要求欠窒。特別是在車市持續(xù)萎靡覆旭、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向岖妄。整車廠型将、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。汽車輕量化要求更高荐虐，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進一步放大茶敏！在這個領(lǐng)域有哪些新的進展和要求？有哪些新的技術(shù)研發(fā)缚俏？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會”開講惊搏。

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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代忧换，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件恬惯。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)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志亚茬，塑料飾件的大量應(yīng)用酪耳，促進了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小碗暗、性價比高颈将、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性言疗、剛性晴圾、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系列材料的趨勢噪奄。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長死姚、投資巨大、技術(shù)要求高勤篮，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)都毒，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛、更有效碰缔、更經(jīng)濟账劲、更實用的改性。延伸性金抡、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”瀑焦。是由 PP樹脂、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竟终、碳酸鈣等無機填料的復(fù)合物蝠猬，其主要用于汽車保險杠的注射成型，且改性PP保險杠具有成本低统捶、質(zhì)輕榆芦、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點喘鸟〈倚澹滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率什黑，且其抗化學(xué)腐蝕性能強崎淳，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愕把。聚丙烯微孔發(fā)泡玻璃纖維增強改性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(如在前端模塊拣凹、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點之一恨豁。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)嚣镜。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、剛度橘蜜、韌性菊匿，以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢。此外跌捆，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能徽职，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)合材料相比佩厚，LG-FPP的密度低姆钉，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)雜的部件可款、提高集成汽車零部件的能力育韩、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%)克蚂、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%闺鲸，鋁制品的35%～50%)、簡化裝配工序埃叭。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品摸恍，具有強度高、熱膨脹系數(shù)低赤屋、耐高溫立镶、阻燃性能好、低浮纖类早、低翹曲媚媒、低收縮 等特點。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度涩僻，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)缭召，其具有質(zhì)輕、耐熱逆日、耐高溫等優(yōu)點嵌巷。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑室抽，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多搪哪，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車坪圾、工程機械車占20% 晓折，客車、商務(wù)車占35%兽泄。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料漓概，因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車已日，不僅增加了制造成本垛耳，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，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)堂鲜，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下栈雳，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 缔莲，但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 哥纫。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等痴奏，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件蛀骇，如車身門板、尾門读拆、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條擅憔、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 檐晕，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重暑诸，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% 辟灰，循環(huán)周期減少10%～15%个榕，同時還能提高汽車的節(jié)能性，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能芥喇，并且能改善制品的翹曲變形性西采，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活。在一些部件中继控，如汽車風(fēng)管械馆、風(fēng)道，還可實現(xiàn)隔熱湿诊、降噪的效果狱杰，減少后道工序的成本。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)性能厅须，作為汽車車頂仿畸，可降低汽車的質(zhì)量，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件朗和，有利于汽車的輕量化错沽。耐刮擦PP相對于工程塑料來說，PP眶拉、橡膠改性PP千埃、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收、質(zhì)輕忆植、成本低的優(yōu)勢放可，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域谒臼，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差，而這一性能卻是儀表板耀里、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能蜈缤，也是汽車外部應(yīng)用部件、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一冯挎，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底哥，同時還有利于涂色，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房官。通過添加涂層趾徽、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料翰守。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料孵奶，因其可塑性強、質(zhì)輕潦俺、回收再利用率高等特性拒课，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛徐勃，無論是內(nèi)飾件事示、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件，都越來越多地用到了塑料僻肖。我國汽車保有量達到1.75億輛肖爵，對應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場臀脏，是一個前景廣闊的領(lǐng)域劝堪，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐。

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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型揉稚，應(yīng)用方向秒啦，性能要求。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展搀玖，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代余境，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年的歷史灌诅，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)志芳来，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進了汽車的減重節(jié)能猜拾，提高了汽車的美觀舒適度即舌。PP以密度小、性價比高挎袜、具有優(yōu)異的耐熱性能顽聂、耐化學(xué)藥品腐蝕性肥惭、剛性、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)用紊搪。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢务豺。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大嗦明、技術(shù)要求高笼沥，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛娶牌、更有效奔浅、更經(jīng)濟、更實用的改性诗良。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性汹桦、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”。是由 PP樹脂鉴裹、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舞骆、碳酸鈣等無機填料的復(fù)合物，其主要用于汽車保險杠的注射成型径荔，且改性PP保險杠具有成本低督禽、質(zhì)輕、易涂裝总处、可循環(huán)使用等優(yōu)點狈惫。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性鹦马、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率胧谈，且其抗化學(xué)腐蝕性能強，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能荸频，提高材料的模量和熱變形溫度菱肖。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、儀表板骨架旭从、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點之一稳强。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)。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遇绞、剛度键袱、韌性，以及尺寸穩(wěn)定性好摹闽、翹曲度低等優(yōu)勢蹄咖。此外，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能付鹿，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變澜汤。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比蚜迅，LG-FPP的密度低，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)計靈活性俊抵，可成型形狀復(fù)雜的部件谁不、提高集成汽車零部件的能力、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%)徽诲、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%刹帕，鋁制品的35%～50%)、簡化裝配工序谎替。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品偷溺，具有強度高、熱膨脹系數(shù)低钱贯、耐高溫挫掏、阻燃性能好、低浮纖秩命、低翹曲尉共、低收縮 等特點。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度弃锐，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)袄友，其具有質(zhì)輕、耐熱拿愧、耐高溫等優(yōu)點杠河。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑浇辜，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%唾戚，卡車柳洋、工程機械車占20% ，客車叹坦、商務(wù)車占35%熊镣。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料，因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想募书，僅適合于需要表面覆皮的高端車绪囱，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莹捡，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源鬼吵，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散內(nèi)壓的作用下篮赢，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡齿椅，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 琉挖，但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡涣脚、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等示辈，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板遣蚀、尾門矾麻、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等芭梯。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 射富，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 粥帚，鎖模力降低約20% 胰耗，循環(huán)周期減少10%～15%，同時還能提高汽車的節(jié)能性芒涡，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能柴灯，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活费尽。在一些部件中赠群，如汽車風(fēng)管、風(fēng)道旱幼，還可實現(xiàn)隔熱查描、降噪的效果，減少后道工序的成本柏卤。 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)性能冬三，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量缘缚，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件勾笆，有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對于工程塑料來說桥滨，PP窝爪、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齐媒、質(zhì)輕蒲每、成本低的優(yōu)勢，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域喻括，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差邀杏，而這一性能卻是儀表板、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能双妨，也是汽車外部應(yīng)用部件淮阐、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一叮阅，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，同時還有利于涂色泣特，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浩姥。通過添加涂層、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能状您，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料勒叠。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料，因其可塑性強膏孟、質(zhì)輕眯分、回收再利用率高等特性，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛柒桑，無論是內(nèi)飾件弊决、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件，都越來越多地用到了塑料魁淳。我國汽車保有量達到1.75億輛飘诗，對應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場界逛，是一個前景廣闊的領(lǐng)域昆稿，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展息拜，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用溉潭，因其具有的優(yōu)異機械性能和無毒（低毒）、絕熱少欺、隔音喳瓣、絕緣、緩沖狈茉、輕量化等性能夫椭，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。隨著國民對于環(huán)保氯庆、綠色、安全扰付、舒適要求愈加苛刻堤撵，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃、可（完全）降解羽莺、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧实昨，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點。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)化和強化》項目斬獲科技進步獎一等獎盐固，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷荒给，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用丈挟，包括新能源汽車動力電池墊片等等，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)用志电。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點發(fā)泡材料具有較好防震緩沖曙咽、隔音、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性挑辆，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材例朱、汽車減震、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等鱼蝉。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料洒嗤，如地板、頂棚魁亦、方向盤渔隶、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洁奈，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體间唉。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著，對汽車輕量化提出了更高要求睬魂。特別是在車市持續(xù)萎靡终吼、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向氯哮。整車廠际跪、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動汽車的技術(shù)關(guān)鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術(shù)及安全性能喉钢。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果姆打，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題。在暴雨肠虽、淺灘幔戏、霧霾等極端條件下，為滿足汽車行駛過程中動力電池的密封和緩沖保護的要求税课，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動力電池上闲延。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量、提升安全性韩玩，大量使用有機硅發(fā)泡灌封材料來保護單個電芯垒玲，可在一定時間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控。由于特斯拉在動力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用找颓，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應(yīng)用推廣合愈。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下，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，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一佛析。2018年益老，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題。日常生活中寸莫，當(dāng)人們購買兒童玩具捺萌、家具用品等塑料制品時，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味储狭、綠色環(huán)保互婿，近年來綜合性能優(yōu)異、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”辽狈，日益受到熱捧慈参，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。聚丙烯作為產(chǎn)量大刮萌、增長量快驮配、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一，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)域的熱點與難點着茸。其中壮锻，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)。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年涮阔，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準立項猜绣。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(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“一條鏈式”研發(fā)工作敬特。據(jù)項目團隊專家介紹掰邢，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類∥袄化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留辣之、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皱炉，已逐漸被禁止和限制使用怀估；一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高或價格昂貴，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全合搅。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候多搀、火災(zāi)危險、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端灾部，超臨界流體酗昼，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)，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)梳猪，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化春弥，可以制備微孔甚至納米泡孔材料呛哟。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制匿沛，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品扫责；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄逃呼。因此鳖孤，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。了攻克這一難題抡笼，近年來苏揣，團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院推姻、浙江新恒泰平匈、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系藏古、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)化增炭、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”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(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)泡機制拧晕，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)泡專用料隙姿，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)泡倍率厂捞，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設(shè)備體積输玷；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)計保證了均勻的壓力場蔫敲、溫度場和速度場饲嗽，成功實現(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)。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)奈嘿，項目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置貌虾，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造；新建了4套裙犹、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置尽狠，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上叶圃；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)袄膏；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億，利稅1.09億掺冠。隨著應(yīng)用市場快速開拓沉馆，2019年共推廣新建了13套裝置，市場占有率高和競爭力強。項目團隊獲得授權(quán)發(fā)明專利8件斥黑、實用新型專利8件揖盘；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文，“國外同行認為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為锌奴∈尴粒”科技查新表明，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平鹿蜀，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性箕慧。