福建靠譜MPP薄膜定制

摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性凌外。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結構，其中凝膠含量約為10%混弥，且凝膠的交聯(lián)點之間平均相對分子質(zhì)量達到3.0×105趴乡。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比，具有相近的剪切黏度和熔體流動速率蝗拿，但熔體彈性明顯增加晾捏，且有應變硬化行為，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍哀托。因此惦辛，微交聯(lián)結構的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑仓手，在不加入成核劑的條件下胖齐，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料玻淑。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此呀伙，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度补履，使氣泡核增長時泡孔結構可以維持到結晶過程的發(fā)生。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量剿另，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)箫锤，引入長支鏈結構以及形成交聯(lián)結構。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能雨女，但是會引起線型聚丙烯成核速率降低谚攒，在制備高泡孔密度的泡沫時，必須加入納米成核劑氛堕。而Zha和Xing的研究結果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時馏臭，在沒有使用成核劑的條件下，均得到了高泡孔密度的泡沫材料讼稚。雖然交聯(lián)結構的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能括儒，但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升，引起加工困難乱灵，并由于三維網(wǎng)絡結構的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用塑崖，應用上受到限制。近年來一些學者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結構痛倚，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下规婆，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度，并改善聚烯烴發(fā)泡性能蝉稳。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性抒蚜，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結構，并且對形成的微交聯(lián)進行了表征耘戚，同時測試了改性聚丙烯的流變行為嗡髓。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進行了評價。聚丙烯微孔發(fā)泡實驗部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050收津，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5饿这，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%撞秋，苯乙烯(St):純度99%:上撼づ酰化學試劑廠;二氧化碳:純度99%，上海凌峰試劑廠吻贿。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機Haake Ｒheocord90型:Thermo Scientific公司(德國);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV串结，日本電子公司(日本)。1.2 實驗過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結構參見Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進行:稱取PP粒料100.0g肌割、不飽和聚酯2.5g卧蜓、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g，混合把敞，加入密煉機中弥奸，170℃，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下先巴，熔融反應6.0min其爵。然后停止攪拌，在氮氣氣氛下170℃熱處理15min伸蚯。反應過程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后简烤，放入5gPP樣品剂邮。關閉高壓釜，充入CO2使釜內(nèi)壓力達到6MPa横侦。高壓釜在油浴中升溫至170℃挥萌，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa枉侧，保持30min后引瀑，迅速打開閥門泄壓，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品榨馁。結果與討論2.1復數(shù)黏度2種PP樣品的復數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3憨栽。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結構并沒有引起改性PP黏度增加。為了比較2種PP剪切黏度的變化翼虫，通過Cross方程對兩曲線進行擬合屑柔。從Tab.1中可以看到，交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加珍剑，且熔體指數(shù)略有下降掸宛，這主要是因為微交聯(lián)結構交聯(lián)點間的平均相對分子質(zhì)量達到了3.0×105，遠高于聚丙烯的臨界纏結相對分子質(zhì)量(5600)招拙。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡結構唧瘾，使得熔體松弛時間和熔體彈性增加，所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍别凤。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46饰序，剪切變稀行為有所減弱。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論闻妓，在末端低頻率區(qū)域菌羽，只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻，所以儲能模量和末端角頻率有以下的關系:Fig.4(A)顯示，改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍注祖，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87猾蒂，改性后PP的熔體彈性明顯增強。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感是晨。Fig.4(B)顯示肚菠，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升，而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩罩缴。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小蚊逢，熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明箫章，在臨界凝膠點烙荷，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關，并符合以下比例關系:式中:n———松弛指數(shù)檬寂。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關系终抽，鄭強等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，并認為是由于測試的非平衡態(tài)導致了這一情況的發(fā)生桶至。2.3 法向應力差聚合物熔體受到剪切作用時昼伴，由于法向應力差的的作用，呈現(xiàn)彈性行為镣屹。通過比較法向應力差圃郊，可知聚合物熔體彈性的大小。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變女蜈。由Fig.5可以看到持舆，改性后PP的法相應力差明顯提高，熔體彈性增強鞭光。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應變速率接近發(fā)泡時拉伸應變速率0.1s－1時吏廉，2種PP的瞬時拉伸黏度隨應變變化的曲線，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線惰许。由于拉伸應變速率較大席覆，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂，且沒有應變硬化現(xiàn)象發(fā)生汹买。而改性PP有明顯的應變硬化行為佩伤，瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線，大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍晦毙，達到5.6×105Pa·s生巡。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應變硬化行為的原因。2.5 發(fā)泡行為應變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響见妒。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑孤荣，在反應釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃、壓力15MPa盐股。從Fig.7A中可以看到钱豁，純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔，基本沒有可見的泡孔結構疯汁。說明純PP的熔體強度不夠牲尺，無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應力，在泡孔沒有進入固化和定型階段時幌蚊，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂谤碳。Fig.7B中顯示，改性PP發(fā)泡后溢豆，可以看到細密的氣泡孔布滿整個橫截面蜒简，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結構。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2漩仙。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右臭蚁，泡孔密度達到1.1×109cm－3。微交聯(lián)使得改性PP具有應變硬化行為讯赏，不僅增加了PP的熔體強度，同時熔體在承受拉伸應力時冷尉，熔體形變變得均勻漱挎，使得熔體不容易斷裂，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善雀哨。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率磕谅，具體原因尚需更多的研究。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進行了熔融接枝改性雾棺，得到一種具有微交聯(lián)結構的聚丙烯膊夹。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時，沒有使剪切黏度劇烈增加捌浩，使得在改善發(fā)泡性能的同時放刨，保持了聚丙烯的加工性能。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡尸饺，在不加入任何成核劑的條件下进统，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料浪听。

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什么是MPP螟碎？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小于10微米迹栓，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)掉分。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖酥郭、隔熱和吸聲等性能华坦，可廣泛應用于包裝、交通工具褥民、箱包季春、體育器材等領域，是傳統(tǒng)EVA消返、PU载弄、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的佳替代物撵颊。聚丙烯微孔發(fā)泡MPP所需的原料制造MPP一般需要使用高熔體強度聚丙烯(high melt strength PP)宇攻。通用的PP由于其是線性的半結晶聚合物，加工窗口較窄倡勇，且難以得到封閉的泡孔結構逞刷。性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體妻熊，并誘導其成核夸浅、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料扔役。發(fā)泡過程清潔無污染帆喇，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)亿胸，因此可回收循環(huán)使用坯钦。聚丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料侈玄。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械婉刀、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域。也可應用于兒童拼圖序仙、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域突颊，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫诱桂。 PP是半結晶聚合物洋丐，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE挥等、PS友绝、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達120℃肝劲，因此MPP特別適合高溫包裝迁客、高溫保溫等領域郭宝。MPP集增強、隔熱和降噪為一體掷漱，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域粘室，如汽車、軌道交通卜范，船舶衔统，風機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結構泡沫使用海雪，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫锦爵、PET結構泡沫等，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用奥裸。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有： 1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下险掀，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小湾宙。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料樟氢，更加降低制品重量和體積。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控侠鳄，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材埠啃，而片材表面不會穿孔，可應用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在伟恶，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板霸妹，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流知押，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的鹃骂、依賴于泡孔結構的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)台盯。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔畏线，MPP具有極佳的表面保護性能静盅，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域。 MPP的阻燃著下游應用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升寝殴，對MPP阻燃要求日益劇增蒿叠，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低，添加1%即可達到UL94 VTM-2阻燃等級蚣常，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響市咽，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性抵蚊，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應的優(yōu)點施绎。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品溯革，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達到非常高效的光老化，延長MPP長時間在戶外暴曬的時間谷醉，防止材料老化降解致稀； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外，同時還具有形態(tài)顆辆隳幔化抖单，加工方便，潔凈遇八，無粉塵污染等特點矛绘。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕押蚤、翹曲和內(nèi)部殘余應力更少蔑歌、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點揽碘。目前次屠，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術中應用為廣泛的工藝之一，具有操作簡單雳刺、效率高劫灶、能夠生產(chǎn)復雜制件，且能耗少掖桦，符合節(jié)約材料本昏，降低成本這一發(fā)展理念，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求枪汪。然而涌穆，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形，泡孔尺寸分布不均勻雀久，所得制品表面存在大量的氣痕宿稀、銀紋等缺陷，制約了其力學性能的提高和外觀視覺赖捌，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用祝沸。國家復合改性聚合物材料工程技術研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置，利用化學欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響越庇。研究發(fā)現(xiàn)罩锐，采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點，改善了泡孔的形態(tài)卤唉。實驗方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP涩惑、發(fā)泡劑(AC)、發(fā)泡助劑[Zn(St)2／ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進行塑化桑驱。然后打開氣體反壓裝置境氢，在型腔中分別注入固定的GCP為0蟀拷，0.2，0.4萍聊，0.6问芬，0.8 MPa的氣體，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡寿桨，冷卻后此衅，取出PP發(fā)泡樣品。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后亭螟，熔體壓力瞬間達到值挡鞍。隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa预烙，注射完成后墨微，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降扁掸，隨著冷卻收縮翘县，熔體壓力逐漸趨于0 MPa。由此可知谴分，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力锈麸，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。 GCP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時牺蹄，由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率忘伞，泡孔發(fā)生流動剪切變形，導致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大沙兰，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形氓奈，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象，泡孔形貌極不規(guī)則鼎天，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小探颈，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)训措，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小光羞，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變绩鸣，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布纱兑。當GCP達到0.8 MPa時呀闻，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)，此時整體泡孔的變形較小潜慎。這是因為GCP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用捡多，GCP值越大蓖康，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大，泡孔受到熔體的約束力大垒手，泡孔不易發(fā)生變形蒜焊。GCP對泡孔結構參數(shù)的影響GCP對泡孔結構參數(shù)的影響如下圖所示】票幔可知泳梆，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%；隨著GCP的增大榜掌，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高优妙，GCP為0.8 MPa時，升高至26.7%憎账。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降套硼，從63.7%下降到45.4%，這說明GCP可以減小泡孔變形層胞皱，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍邪意。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計，如下圖所示朴恳，泡孔的平均長度隨著GCP的增加抄罕，整體呈現(xiàn)減小的趨勢，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大于颖，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小呆贿，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距森渐，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小做入。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計，見圖c同衣，隨著GCP的增加竟块，當GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小，但隨著GCP的進一步增大耐齐，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm浪秘。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大，使得泡孔的成核臨界能壘升高埠况，泡孔的成核速率下降耸携，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長辕翰，因此熔體壓力越大夺衍，泡孔直徑越大。GCP提高了充模時的熔體壓力喜命，有效地降低了泡孔的變形沟沙，且隨著GCP的升高河劝，泡孔直徑增大，泡孔密度下降矛紫，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變赎瞎。結論隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa含衔，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小煎娇，減小了泡孔受到的流動剪切力。隨著GCP的增大贪染，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%缓呛，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304，泡孔的平均長度增大杭隙。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌哟绊，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力，提高了注塑充模階段的熔體壓力痰憎，使得臨界成核點后移票髓，泡孔的成核長大在充模后進行，進而改善了制品泡孔的形貌铣耘。

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編者按：目前洽沟，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%蜗细。微孔發(fā)泡技術能使塑料部件的重量降低15%至30%裆操，廣泛應用于儀表板、電機支架炉媒、座位板踪区、空調(diào)風罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾吊骤。本文作者從專利角度對微孔發(fā)泡技術的重點申請人進行分析缎岗，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考。標題：微孔發(fā)泡技術讓汽車駛向輕量化丙烯微孔發(fā)泡汽車非金屬部件的輕量化領域白粉，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一传泊。目前，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右鸭巴，在國外汽車上達到了15%至20%眷细。微孔發(fā)泡技術能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應用于儀表板奕扣、電機支架、座位板掌敬、空調(diào)風罩惯豆、門嵌飾板等內(nèi)外飾池磁。該技術在20世紀80年代初被麻省理工學院提出，通常指孔徑小于10μm楷兽、泡孔密度大于109個/cm3的發(fā)泡材料地熄，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔，相對于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性芯杀，在汽車零件等工業(yè)領域廣泛應用端考。本文中，筆者將從專利角度對微孔發(fā)泡技術的重點申請人進行分析揭厚，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考却特。外注重工藝技術保護筆者通過專利數(shù)據(jù)庫檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前筛圆，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關的專利申請裂明，其中國外有1700余件，美國太援、日本闽晦、德國三國的相關專利申請量居前三位；國內(nèi)相關專利申請有2400多件提岔，其中企業(yè)占1556件仙蛉，其次是科研院所，從申請人分布地區(qū)來看碱蒙，廣東荠瘪、江蘇、浙江等地的專利申請量較高振亮。Trexel公司的MuCell技術是目前為成熟巧还、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術，該技術來源于麻省理工學院在20世紀80年代提出的發(fā)明專利坊秸。Trexel公司在1995年通過專利權轉(zhuǎn)讓獲得這項技術的全球開發(fā)和商品化推廣麸祷，并在此基礎上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術--MuCell。MuCell技術的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑褒搔，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔阶牍，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結構。后來星瘾，Trexel公司基于MuCell技術提交相關專利申請共有33件走孽，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設備結構的研發(fā)，旨在提高超臨界流體在聚合物中的溶解性以及控制超臨界流體的流量琳状。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性磕瓷，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)、設置旋轉(zhuǎn)擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)的螺旋件等方法改進；在超臨界流體計量控制上困食，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設置儲料缸控制發(fā)泡劑計量边翁、螺桿上添加超臨界流體的計量泵等解決手段∷俄铮基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%符匾，減少材料消耗并縮短成型周期，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案瘩例。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術方面也申請了較多專利啊胶，其早的相關專利申請是在1995年，申請的25件相關專利均為螺桿等機械結構的技術改進垛贤，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術焰坪。該技術的核心是設置了氣體計量與混合模塊，使熔體/氣體混合物的均化過程獨立于塑化過程南吮，獲得的制品具有較低的內(nèi)應力琳彩，消除了翹曲和縮痕，較適用于汽車內(nèi)飾部凑。阿博格公司是全球領先的注塑機制造商露乏，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術，該技術工藝簡單涂邀，采用液體發(fā)泡劑瘟仿，通過密封螺桿加料段來使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入比勉。該技術主要適用于纖維增強發(fā)泡材料劳较，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%。阿博格公司的專利申請量不多浩聋，主要涉及注塑機結構設計观蜗，其中具有顆粒鎖結構的注塑機是Profoam發(fā)泡工藝的關鍵技術。筆者認為衣洁，Trexel墓捻、Demag Ergotech等國外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術，國內(nèi)企業(yè)在使用相關技術時必然面臨較高的專利許可費用坊夫。國內(nèi)注重原料技術研發(fā)在國內(nèi)專利申請人中砖第，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會通新材料股份有限公司（下稱會通新材料）的相關專利申請量多，這兩個申請人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主环凿，涉及的技術均為通過原料選擇來提高發(fā)泡材料的熔體強度和流動性梧兼，以獲得泡孔均勻、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品智听。

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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP羽杰，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小于10微米渡紫，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在考赛，MPP具有優(yōu)異的減震腻惠、緩沖、隔熱和吸聲等性能欲虚，可廣泛應用于包裝、交通工具悔雹、箱包复哆、體育器材等領域，是傳統(tǒng)EVA腌零、PU梯找、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物益涧。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide) 制備MPP锈锤，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體，并誘導其成核闲询、發(fā)泡久免，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染扭弧，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保阎姥。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用鸽捻。丙烯（PP）本身是無毒材料呼巴，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械御蒲、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域衣赶。也可應用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域厚满，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫府瞄，EVA泡沫。PP是半結晶聚合物痰滋，其熔點一般150~170℃摘能。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS敲街、PU發(fā)泡材料团搞，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝多艇、高溫保溫等領域逻恐。MPP集增強、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域复隆，如汽車拨匆、軌道交通，船舶挽拂，風機葉片等惭每。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結構泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫亏栈、PET結構泡沫等台腥，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有：(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下绒北，由于泡孔較小黎侈，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料闷游，更加降低制品重量和體積峻汉。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材脐往，而片材表面不會穿孔休吠，可應用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在业簿，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板蛛碌，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流辖源，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞蔚携。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結構的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)克饶。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用酝蜒。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護性能矾湃，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域亡脑。

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據(jù)調(diào)查，汽車整體重量每減少100千克邀跃，百公里油耗可降低0.3-0.6升霉咨。隨著國家第二階段燃油指標5L/100Kg要求,以及電動汽車行程問題的凸顯，汽車材料輕量化已成行業(yè)潮流拍屑。目前途戒，在汽車非金屬材料輕量化領域，發(fā)泡材料正在發(fā)揮理想作用僵驰，成為實現(xiàn)汽車輕量化的環(huán)保解決方案喷斋。具體到汽車非金屬材料輕量化領域唁毒，化學微發(fā)泡技術已成為主機廠及相關零件廠商競相研究的主要課題之一，諸如通用星爪、寶馬浆西、奔馳等汽車品牌在車門內(nèi)襯板、儀表板顽腾、后門內(nèi)襯板近零、底護板等汽車內(nèi)飾中大范圍地應用化學微發(fā)泡材料〕ぃ化學微發(fā)泡技術在汽車輕量化秒赤、降低成本等方向會越來越重要。山東昊智新型材料科技有限公司（以下簡稱昊智新材料）化學發(fā)泡劑正在引領這個方向努力憎瘸。聚丙烯微孔發(fā)泡所謂微發(fā)泡材料，指的是以材料為基體陈瘦，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幌甘。微發(fā)泡主要分為超臨界氣體的物理發(fā)泡和發(fā)泡劑的化學發(fā)泡兩種。而就化學微發(fā)泡材料來說痊项，和普通塑料相比锅风，其既能有效減重，又能減少注塑缺陷鞍泉、提高注塑效率皱埠，還具備隔熱、吸音咖驮、緩沖性能等特殊性能边器。在塑料微孔發(fā)泡和技術領域的多年探索和研究與開發(fā)中，昊智新材料已在該領域取得了實際應用托修，專注于高性能環(huán)保型微孔發(fā)泡的化學發(fā)泡劑忘巧、特殊發(fā)泡樹脂、技術和工藝解決方案睦刃。自主開發(fā)砚嘴，生產(chǎn)和銷售的精細化學發(fā)泡劑用于合成樹脂和橡膠：例如PP，PE涩拙，PS际长，ABS，PA兴泥，PVC工育，EVA，TPU搓彻，TPE翅娶，TPR文留，PPO等材料的擠出，注塑和吹塑竭沫、模壓成型工藝燥翅。實現(xiàn)成型產(chǎn)品的輕量化、節(jié)省成本蜕提、減少能耗和噪音森书、減少浪費、提高產(chǎn)品尺寸精度并縮短成型周期谎势。注塑化學發(fā)泡劑凛膏，其應用于塑料內(nèi)飾件生產(chǎn)時，可使汽車內(nèi)飾件具有高度一致的泡孔結構脏榆，直徑縮小至60微米猖毫，并使材料減重7%，同時還具有節(jié)省原材料须喂、提升隔熱和隔音性能吁断、增加側(cè)壁硬度、增強表面紋理等功能坞生∽幸郏化學發(fā)泡劑應用了專有的清除技術，可降低水是己、CO2和酸的影響又兵，減小其對注塑模具的腐蝕，并大限度地減少翹曲和縮痕卒废。此外沛厨，其對產(chǎn)品外觀和性能均無不利影響，而早期的化學發(fā)泡劑產(chǎn)品會影響汽車塑料件的表面光潔度摔认，而使其應用受限俄烁。同時，使用化學發(fā)泡母粒時级野，設備基本上不用改動就可以輕松實現(xiàn)發(fā)泡页屠，避免了物理發(fā)泡帶來的巨額投資。昊智新材料在提升汽車輕量化上的應用產(chǎn)品涉及發(fā)泡劑聚丙烯蓖柔、聚丙烯發(fā)泡劑辰企、熱塑性彈性體發(fā)泡母粒。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：頭枕况鸣、儀表板牢贸、門襯、方向盤镐捧、輪胎罩潜索、行李倉內(nèi)襯臭增、座位靠背裝飾、遮陽板竹习、保險杠芯材誊抛、空調(diào)阻隔板、地毯支撐材料整陌、頂板拗窃、側(cè)護板、門內(nèi)板吸能保護墊泌辫、緩沖墊随夸、消音內(nèi)插件、后置發(fā)動機分隔間震放、發(fā)動機護罩宾毒。除了應用于汽車輕量化，化學微發(fā)泡技術還可以用于PE樹脂微孔發(fā)泡的典型應用殿遂。用于吹塑PE溫室薄膜诈铛，加入發(fā)泡母料的1.5％，吹塑發(fā)泡后產(chǎn)品密度為0.624g / cm3勉躺。