象山優(yōu)質(zhì)MPP片材加工定制
發(fā)布時間:2022-03-05 01:25:31象山優(yōu)質(zhì)MPP片材加工定制
聚丙烯(PP)是輕的通用塑料行施,因其綜合性能優(yōu)異允坚,生產(chǎn)成本低,廣泛的用于家電蛾号、包裝稠项、化工及汽車等領(lǐng)域,產(chǎn)量居于通用塑料的第2位鲜结;聚丙烯的缺點是低溫沖擊性能差展运、易老化,而且抗靜電性精刷、耐候性和染色性差拗胜,因此材料界和產(chǎn)業(yè)界都很關(guān)注聚丙烯的改性。小編對聚丙烯幾個常見的改性方法進行簡單的介紹怒允,希望能夠和同行進行交流埂软,互有助益。聚丙烯微孔發(fā)泡一纫事、聚丙烯 / 無機納米復(fù)合材料剛性和韌性是考察塑料性能的兩個重要指標勘畔,如何能夠使塑料同時具有良好的剛性和韌性是人們一直以來追求的目標,無機納米例子改性是解決這一矛盾的方法之一丽惶。大粒徑填料改性聚合物相比炫七,無機納米粒子填充改性的聚合物具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能。為了使無機納米粒子盡可能均勻的分散在聚合物基體中钾唬,需要對無機納米粒子進行表面改性万哪,經(jīng)過表面改性的無機納米粒子能夠提高它與基體樹脂界面層的黏結(jié)強度,充分發(fā)揮剛性無機粒子對聚合物的增強增韌作用知纷。納米級別的碳酸鈣為例壤圃,用納米碳酸鈣能同時增強增韌,且增韌效果比微米級碳酸鈣更好琅轧。同時研究發(fā)現(xiàn)伍绳,納米碳酸鈣的形態(tài)不同,復(fù)合材料的力學(xué)性能也大不一樣乍桂。立方形納米碳酸鈣有利于改善復(fù)合材料的沖擊性能冲杀,而纖維狀納米碳酸鈣則能明顯改善材料的拉伸性能,納米碳酸鈣能使PP球晶明顯的細化睹酌。二权谁、聚丙烯微孔發(fā)泡材料聚丙烯材料進行微孔發(fā)泡改性的時候,它的強度不會降低憋沿,原因很有趣旺芽,因為該材料中含有比原來的缺陷或微細裂縫還小得多的孔徑,因為這種孔徑的存在,鈍化了塑料中原有裂縫的尖端采章,且不會降低塑料的強度运嗜。微孔發(fā)泡材料的韌性高、疲勞壽命長悯舟、比強度高担租、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低抵怎。除此之外還有質(zhì)輕奋救、隔熱、吸震反惕、隔音尝艘、價格低廉等特點。因此承璃,在汽車利耍、航天航空和其他各種運輸工具等領(lǐng)域微孔發(fā)泡聚丙烯得到了強力發(fā)展。三盔粹、成核劑改性聚丙烯材料PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料隘梨,它的結(jié)晶速度較慢,容易形成尺寸較大的球晶舷嗡,導(dǎo)致制品的光澤度和透明改性差轴猎,制品的外觀缺乏美感,限制了其在透明包裝的日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用进萄。利用成核劑改性聚丙烯捻脖,是一種制備透明度高,力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法中鼠,因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用可婶。PP透明成核劑目前常見的有滑石粉、二氧化硅援雇、云母矛渴、芳基磷酸鹽類等,一般來講惫搏,添加量不大于0.8%效果比較好具温,具體的應(yīng)用要依據(jù)現(xiàn)場情況具體分析。四筐赔、長玻纖增強聚丙烯材料長玻纖纖維增強聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一铣猩,尤其是在汽車用塑料中,為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強作用茴丰,在塑料中纖維長度要大于Lc达皿,既臨界長度天吓,Lc取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長度小于Lc鳞绕,其增強效果與一般的粉末填料區(qū)別不大失仁。例如,玻纖增強PP中们何,玻璃纖維的臨界長度為3.1mm,而在另外一種經(jīng)過化學(xué)改性的PP中控轿,Lc可能降到0.9mm以下冤竹。對于普通的短波纖增強塑料,制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm茬射,限制了制成品性能的提高鹦蠕。而在長玻纖增強塑料部件中,玻璃纖維的殘留長度可以達到3mm以上在抛,大大提高了制品的物理機械性能钟病。由于長玻纖增強熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長,它的沖擊強度比普通的纖維增強材料高了4倍左右刚梭;比強度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高肠阱,此外,這種材料的加工流動性好朴读,制品外觀光亮屹徘、無塌坑等缺陷,制品的成型收縮率也小衅金。
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概述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP噪伊,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,泡孔密度大于10的9次方個/cm3)氮唯。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在鉴吹,MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖惩琉、隔熱和吸聲等性能豆励,可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具琳水、箱包肆糕、體育器材等領(lǐng)域,是傳統(tǒng)EVA在孝、PU诚啃、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物私沮。丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP始赎,在高溫高壓下將二氧化碳氣體導(dǎo)入聚丙烯材料基體,并誘導(dǎo)其成核、發(fā)泡造垛,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料魔招。發(fā)泡過程清潔無污染,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保五辽。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)办斑,因此可回收循環(huán)使用。聚丙烯(PP)本身是無毒材料杆逗,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料乡翅。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域罪郊。也可應(yīng)用于兒童拼圖蠕蚜、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫悔橄,EVA泡沫靶累。PP是半結(jié)晶聚合物,其熔點一般150~170℃癣疟。相比于耐溫只有70~80℃的PE挣柬、PS、PU發(fā)泡材料争舞,MPP的使用溫度可達120℃凛忿,因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域竞川。MPP集增強店溢、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(lǐng)域委乌,如汽車床牧、軌道交通,船舶遭贸,風(fēng)機葉片等戈咳。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫壕吹、PET結(jié)構(gòu)泡沫等著蛙,特別是作為三明治夾芯復(fù)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)下耳贬,由于泡孔較小踏堡,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)約材料咒劲,更加降低制品重量和體積顷蟆。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控诫隅,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材,而片材表面不會穿孔帐偎,可應(yīng)用于微電子器件的包裝逐纬。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板削樊,提高漫反射率豁生。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流,從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞漫贞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的沛硅、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用绕辖。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擂红,可應(yīng)用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域仪际。
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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。這種塑料具有質(zhì)輕昵骤、隔熱树碱、緩沖、絕緣变秦、防腐成榜、價格低廉等優(yōu)點。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成發(fā)泡塑料蹦玫,常見的發(fā)泡塑料有聚苯乙烯赎婚、聚氨酯、聚烯烴樱溉。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)泡塑料挣输。與常用發(fā)泡塑料相比,發(fā)泡聚丙烯具有諸多優(yōu)點福贞。發(fā)泡聚丙烯原料由于普通聚丙烯較低的熔體強度無法保證氣泡增長時泡孔壁所承受的拉伸應(yīng)力撩嚼,所以發(fā)泡用聚丙烯需要采用高熔體強度聚丙烯(HMSPP)。提高聚丙烯熔體強度的方法包括物理共混和化學(xué)改性兩類方法挖帘。目前生產(chǎn)高熔體強度聚丙烯原料的廠家有巴塞爾(Basell)完丽、北歐化工(Borealis)、陶氏化學(xué)拇舀、韓國三星逻族、埃克森美孚等你稚,具備聚丙烯發(fā)泡技術(shù)的廠家有JSP和Kaneka以及BASF瓷耙、Berstorff公司朱躺。國內(nèi)很多科研院所對發(fā)泡技術(shù)進行了較多研究,部分廠家實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)搁痛,如鎮(zhèn)海煉化长搀、燕山石化樹脂研究所、武漢富蒂亞鸡典,但產(chǎn)品質(zhì)量與國外相比仍有較大差距源请。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:高熔體強度聚丙烯發(fā)泡、交聯(lián)聚丙烯發(fā)泡彻况、共混體系發(fā)泡工藝谁尸。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,但技術(shù)開發(fā)難度大纽甘,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)泡倍率良蛮。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,耐油性好悍赢,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)勢决瞳。2.保溫隔熱發(fā)泡聚丙烯材料是一種新型的隔熱材料,耐溫能力強左权,通称ず可承受溫度范圍在-40~110℃,在短時間內(nèi)可承受130℃高溫赏迟。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)用日趨擴大屡贺,可以大幅降低汽車重量,節(jié)省油耗锌杀。4.建筑領(lǐng)域防水保護材料甩栈、地板緩沖材料、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)用前景抛丽,但技術(shù)開發(fā)難度很大谤职,目前國內(nèi)尚未有其相關(guān)的、可工業(yè)化的產(chǎn)品出現(xiàn)亿鲜,核心技術(shù)主要掌握在JSP和ANEKA這兩家公司手中允蜈。
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2020年我國聚丙烯表觀消費量將首度突破3000萬噸,恒力石化蒿柳、浙江石化饶套、利和知信、中科煉化相繼投產(chǎn)垒探,聚丙烯規(guī)模增加達到215萬噸/年妓蛮,國內(nèi)聚丙烯市場正在走入產(chǎn)能過剩階段。2020年1-5月份圾叼,國內(nèi)聚丙烯市場運行情況如何呢蛤克?市場價格走勢新冠疫情影響下捺癞,一季度國內(nèi)兩桶油合成樹脂庫存量持續(xù)超過160萬噸。二季度市場需求端逐漸恢復(fù)构挤,供應(yīng)端有生產(chǎn)降負荷操作髓介,兩者剪刀差作用下,市場供需端矛盾有所緩解筋现。纖維料需求持續(xù)強勁唐础,二季度末聚丙烯價格上漲。半年內(nèi)拉絲均價在7186.32元/噸矾飞,較去年同期下跌17.81%一膨,低融共聚均價在7708.68元/噸,較去年同期下跌17.61%洒沦。聚丙烯微孔發(fā)泡裝置開工負荷及產(chǎn)量概況2-5月企業(yè)開工負荷穩(wěn)步回升豹绪,同時,上半年未進入檢修集中期申眼,對整體開工負荷恢復(fù)影響不大森篷。1 2020年1-5月國內(nèi)聚丙烯裝置停車檢修情況統(tǒng)計表2020年2、3豺型、4月份裝置檢修損失量均交去年同期有明顯增長。2020年2月份國內(nèi)聚丙烯裝置檢修損失量34.60萬噸买乃,環(huán)比增195.64%姻氨。內(nèi)外新增聚丙烯裝置投產(chǎn)情況表2 國內(nèi)新增聚丙烯裝置投產(chǎn)一覽圖片中科煉化剛剛于6月份投產(chǎn),下半年仍有371萬噸的計劃新增產(chǎn)能剪验,隨著時間后移肴焊,市場供給壓力將逐步增大。表3 國外聚丙烯裝置投產(chǎn)一覽圖片越南曉星裝置已開啟對華銷售功戚,阿曼石化30萬噸聚丙烯裝置于6月初試車娶眷,正式投產(chǎn)或于2020年3季度末。需求端變化啸臀、塑料制品產(chǎn)量變化年上半年來說届宠,塑料制品產(chǎn)量并無明顯增長,其主要原因是中美貿(mào)易摩擦影響國內(nèi)塑料制品的出口情況以及突發(fā)的公共衛(wèi)生事件乘粒,對國內(nèi)豌注、國外市場需求的雙重打擊。中國外需市場恢復(fù)不足灯萍,國外需求仍有很大不確定性轧铁。國內(nèi)“地攤經(jīng)濟”將有可能帶動需求增加。2旦棉、下游主要行業(yè)開工情況 3齿风、聚丙烯出口情況情影響下药薯,出防護用品出口大幅增加外,多數(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)遜色救斑。聚丙烯月出口數(shù)量或在2.5-3.3萬噸內(nèi)區(qū)間震蕩童本。四、不同來源制聚丙烯成本利潤情況 2020年聚丙烯企業(yè)的利潤較2019年大相徑庭系谐,多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)盈利水平較去年出現(xiàn)明顯的擴大巾陕。由于低油價的影響,油制聚丙烯的利潤水平較2019年大幅上提纪他,其中在4月利潤持續(xù)2020年上半年的情況來看鄙煤,油制PP的利潤均值1872.23元/噸,較去年同期上漲50.09%茶袒,值39元/噸附近梯刚,創(chuàng)6年來新低,但值接近4400元/噸薪寓。煤制PP的利潤均值1660.41元/噸亡资,較去年同期下跌38.25%。PDH制PP利潤均值1251.81元/噸向叉,較去年同期下跌32.55%锥腻。外采甲醇制聚丙烯企業(yè)受甲醇價格低位影響,盈利得到較大改善母谎,2020年外采甲醇制聚丙烯平均盈利水平1252.88元/噸瘦黑,較去年上漲43.74%。新冠疫情改變了國內(nèi)聚烯烴市場的需求格局奇唤,市場供需端壓力將集中在4季度展現(xiàn)幸斥。著國內(nèi)大煉化項目、PDH項目陸續(xù)上馬咬扇,國內(nèi)聚丙烯(PP)市場成為群雄角力之地甲葬。新建項目投產(chǎn),PP產(chǎn)能仍將快速增長懈贺,預(yù)計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸经窖,自給率將近90%。屆時梭灿,高性能品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏钠至。
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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音胎源、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能棉钧,近年來被廣泛應(yīng)用在包裝、建 筑涕蚤、汽車等行業(yè)宪卿。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降的诵,低熔體強度導(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)難度大佑钾,目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)西疤,因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注。文中從制備工藝休溶、發(fā)泡裝備代赁、性能改進、表征方法等方面綜述了近年來國內(nèi)外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動態(tài)兽掰,并對該領(lǐng)域 今后的研究方向進行了展望芭碍。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖緩震孽尽、 耐腐蝕窖壕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性,與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比杉女,PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性瞻讽,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,可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品熏挎。 早實現(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)速勇,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中坎拐,EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE快集,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS,此外其耐老化廉白、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異,是非常環(huán)保的材料乖寒,因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝猴蹂、建筑、汽車等行業(yè)楣嘁,特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速磅轻。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視,本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝逐虚、裝備聋溜、性能改進以 及表征手段等方面介紹了近年來 EPP 的研究進展與 動態(tài)。聚丙烯微孔發(fā)泡 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機理 PP 珠粒發(fā)泡的機理為過飽和氣體法叭爱。如 Fig. 1 所示撮躁,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,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买雾, 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離把曼,氣泡開始成核并大量生長杨帽,穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒。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 法嗤军,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注盈,相對于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛叙赚。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)釜中老客,升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高,在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時間后 打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒震叮。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同胧砰,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),PP 顆粒會堆積 在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個顆粒中冤荆,所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解朴则,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,發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中钓简,所需壓力約2 ~ 6 MPa乌妒。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高外邓、泡孔結(jié)構(gòu) 好撤蚊、可二次發(fā)泡,缺點是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高损话。 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 侦啸、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中丧枪, 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度光涂,保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度,繼續(xù)保溫一段時間拧烦,打開高壓釜放出分散體 到大氣中忘闻,放出物料的同時繼續(xù)通入氮氣使釜中壓力 保持在放出物料前的壓力。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌恋博、離心分離后在空氣中靜置老化齐佳,這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝。改進生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善 EPP 的 性 能债沮。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實驗設(shè)備制備了 EPP炼吴,該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個排料口模,卸壓時 PP 通過排料口模進入 收集裝置中疫衩,實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融硅蹦、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果 表明,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少提针, 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比命爬,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 加辐脖。 國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實驗室 用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)饲宛,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 珠粒嗜价。 如何拓寬 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間以及壓縮釜壓發(fā)泡 流程的時間也是研究的重點方向艇抠。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑,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久锥,泡 孔 密 度 小 于1. 5 × 109 cm - 3 的 EPP家淤。其工藝改進在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變,恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻瑟由,其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃絮重,工藝 流程時間約為 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,所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度歹苦、壓力以及保壓時間等青伤,適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時間與增 大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟殴瘦,但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用狠角,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。擠出法: 擠出法生產(chǎn) EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個水下切粒裝置蚪腋,如 Fig. 4 [14]丰歌。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡,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)泡珠粒屉凯。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)立帖、效率高、珠粒尺寸均勻悠砚,缺點是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制晓勇,此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動,而當(dāng)溫度高于熔點后哩簿,熔體強度又急劇下降,所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )酝静,擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高节榜,一般要用改性的熔 體強度較高的 PP,這些缺點限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展别智。 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)泡珠粒的工藝宗苍。 采用丁烷作發(fā)泡劑,高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料,可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍讳窟,直徑為3 ~ 5 mm让歼,密度 為15 ~ 100 kg /m3 的 EPP 。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度丽啡, 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)谋右,從 而 改 進 EPP 的 性 能。Nofar [18]等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑补箍,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)改执,得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍,泡孔密度為108 ~ 109 cm - 3 的發(fā) 泡材料坑雅。實驗表明辈挂,納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度裹粤,還 能夠增加氣泡成核點终蒂,誘導(dǎo)發(fā)生異相成核,從而得到泡 孔密度遥诉、體積膨脹比都較大的 EPP拇泣。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比,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 合突那,此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度挫酿,缺點是設(shè)備成本較高。Lee [19]等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)愕难,用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 早龟, 3% ,5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP猫缭,研究表 明葱弟,擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系,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 增加猜丹。另外芝加,隨著 CO2 注入量的增加,聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加射窒,但泡孔密度則是先增大后減小藏杖。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝脉顿,是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向蝌麸。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度的 PP,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) 展方向艾疟,超臨界流體發(fā)泡劑的高溶解性可以縮短聚合物/氣體體系的飽和時間来吩,增加成核密度敢辩,得到微孔的 發(fā)泡材料。其中超臨界 CO2 的實現(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)泡劑弟疆,此外其還具有無毒戚长、不易燃、化學(xué)惰性等 優(yōu)點怠苔,近年來受到了廣泛的關(guān)注同廉,是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同嘀略,對性能的要求 也不同恤溶,例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能,建筑 材料則需要良好的隔音帜羊、隔熱性能咒程,而汽車部件則需要 更好的剛性等,通常需要對 EPP 的性能進行改進來適 應(yīng)不同的需求讼育。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產(chǎn)工 藝帐姻,二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進 生產(chǎn)中的工藝流程奶段、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能饥瓷,這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與 形態(tài),有利于得到泡孔直徑更小痹籍、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品呢铆,但由于對材料本身的改變不大,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 進而改進終的 EPP 產(chǎn)品的性能蹲缠,PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)棺克、物理共混、熔融支化等线定,通過對原料的改 性娜谊,不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度斤讥、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)纱皆,同時也能有目的地改進 EPP 的力學(xué) 性能,所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向芭商。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性派草、改善其緩沖性 能,日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產(chǎn)工藝铛楣。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力近迁,其次是 將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加,避免了顆粒在管道中粘 結(jié)蛉艾,此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹钳踊,后者會使顆粒的冷卻速率變緩,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固勿侯,提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性拓瞪。此工藝可 以制備密度為 0. 11 ~ 0. 30g /cm3 ,發(fā)泡倍率為30 ~ 60助琐, 閉孔含量為 90% 祭埂,泡孔尺寸為150 ~ 300 μm 的 EPP。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法兵钮,丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響蛆橡,納米碳酸鈣的比表面積大,在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用掘譬,從而使 EPP 的泡孔密度增 大泰演,泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)葱轩、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯睦焕, 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP。實驗 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 強線性聚丙烯的熔體強度靴拱,對比而言垃喊,HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好,其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好袜炕。