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簡(jiǎn)述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡(jiǎn)稱MPP沿腰，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(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米览徒，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在颂龙，MPP具有優(yōu)異的減震习蓬、緩沖、隔熱和吸聲等性能措嵌，可廣泛應(yīng)用于包裝躲叼、交通工具、箱包企巢、體育器材等領(lǐng)域枫慷，是傳統(tǒng)EVA、PU、PS發(fā)泡材料或听、EPE和EPP的替代物探孝。聚丙烯微孔發(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，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體誉裆，并誘導(dǎo)其成核顿颅、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料足丢。發(fā)泡過程清潔無污染粱腻，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)斩跌，因此可回收循環(huán)使用绍些。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耀鸦。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械遇革、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖揭糕、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域萝快，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫著角。PP是半結(jié)晶聚合物揪漩，其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE吏口、PS奄容、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達(dá)120℃产徊，因此MPP特別適合高溫包裝昂勒、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強(qiáng)舟铜、隔熱和降噪為一體戈盈，也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車谆刨、軌道交通塘娶，船舶，風(fēng)機(jī)葉片等痊夭。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用刁岸，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等她我，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用虹曙。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)下迫横，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小酝碳。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料矾踱，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控击敌，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(huì)穿孔拴事，可應(yīng)用于微電子器件的包裝沃斤。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板刃宵，提高漫反射率衡瓶。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流，從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞牲证。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的哮针、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用坦袍。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔十厢，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域捂齐。

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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)蛮放，采用一步法擠出工藝研制了汽車內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂奠宜，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑包颁、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）压真。結(jié)果表明娩嚼，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，共聚PP為60.00份滴肿，過氧化二特丁烷為0.18份岳悟，過氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份泼差，碳酸鈣為0.50份竿音，發(fā)泡劑AC為 0.40份。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ拴驮，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3春瞬。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、耐高溫套啤、綠色環(huán)保宽气、易注射成型随常、成型周期短和成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著汽車輕量化的發(fā)展萄涯，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多绪氛。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想，僅適用于需表面附皮的高端車涝影，汽車用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］枣察。化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米燃逻，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳序目。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)伯襟、意大利猿涨、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)法姆怪，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂叛赚，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稽揭，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3俺附。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）溪掀，中國(guó)石化齊魯分公司昙读；共聚PP（記作PP2），MFR為2.0g/（10min）膨桥，中國(guó)石化齊魯分公司蛮浑；抗氧劑，168和1010只嚣，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司沮稚；過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二特丁烷（DBP）册舞，過氧化二異丙苯（DCP）蕴掏，二乙烯基苯，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC）调鲸，液體石蠟盛杰，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司；發(fā)泡改性劑DMS-10藐石，自制即供。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國(guó)HAAKE公 司于微；CMT450料試驗(yàn) 機(jī)逗嫡，天水三斯有限公司青自；∮25單螺桿擠出機(jī)，德國(guó)BRABENDER公司驱证；AH-2奧林巴斯顯微鏡延窜，日本奧林巴斯公司。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂抹锄、過氧化物逆瑞、改性劑、抗氧劑伙单、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量获高，投入10L高速攪拌機(jī)，低速混合1min车份，高速混合2min出料谋减，料溫不 高于50℃牡彻。擠出發(fā)泡：擠出機(jī)設(shè)置溫度180～200℃扫沼，機(jī)頭溫度195℃，距機(jī)頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平庄吼，取樣待用缎除。1.4 測(cè)試表征拉伸強(qiáng)度按照GB/T1040.3—2006測(cè)試，采用4型試樣总寻，拉伸速度為50mm／min器罐；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB/T9341—2000測(cè)試，寬度25mm渐行；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843—2008測(cè)試轰坊；表觀密度按GB/T6343—2009測(cè)試；泡孔密度按 照參考文獻(xiàn)［４］所述方法測(cè)試祟印。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)樹脂肴沫，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑，測(cè)試體系的熔體強(qiáng)度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量蕴忆，結(jié)果見表1颤芬。表1，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套鹅，寬度50mm站蝠。由表1看出，DBP和DCP都能提高PP熔體強(qiáng)度卓鹿，但片材表面和泡孔均勻性不同菱魔，隨DCP含量增加，擠出片材表面質(zhì)量變差吟孙，泡孔變得不均勻豌习；DCP雖有利于提高熔體強(qiáng)度飞主，但比例不宜過大啡专，以不超過引發(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，擠出反應(yīng)時(shí)烹棉，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基恢准，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)戳气，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)泡不均勻吸占，形成凹凸不平的表面晴叨。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10矾屯，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系兼蕊，結(jié)果見圖1。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出件蚕，隨引發(fā)劑含量增加孙技，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低排作，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份牵啦。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時(shí)，引發(fā)劑濃度不足妄痪，PP接枝率不高哈雏，熔體強(qiáng)度不足，難以包裹住氣體衫生，泡孔較大裳瘪，并有部分泡孔破裂，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高罪针；隨引發(fā)劑含量增加彭羹，PP接枝程度提高，熔體強(qiáng)度相應(yīng)增加站故，氣泡在膨脹過程中皆怕，泡壁不易破裂，形成致密均勻的泡孔西篓，單位體積泡孔數(shù)量增加愈腾，材料密度下降；隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高岂津，熔體強(qiáng)度高于氣泡膨脹的動(dòng)力虱黄，使氣泡不能充分膨脹，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高吮成。.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)系橱乱。由圖2看出辜梳，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加，發(fā)泡材料表觀密度降低泳叠，泡孔密度提高作瞄，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，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用危纫。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時(shí)宗挥，發(fā)泡材料表觀密度反而回升，泡孔密度下降种蝶。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進(jìn)一步提高契耿，熔體中氣體含量過多，氣泡膨脹加劇螃征，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并搪桂，氣體溢出，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高盯滚，泡孔密度下降踢械。由圖2還可看出，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份淌山。

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微發(fā)泡注塑裸燎，聚丙烯/橡膠/滑石粉復(fù)合材料顾瞻，增強(qiáng)增韌聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯作為一種經(jīng)濟(jì)高效的熱塑性聚合物泼疑，具有材料成本低、抗腐蝕性好荷荤、比強(qiáng)度高和易于成型加工等優(yōu)點(diǎn)退渗，已廣泛應(yīng)用于包裝工程、紡織蕴纳、電子產(chǎn)品以及汽車工業(yè)会油。以汽車工業(yè)為例，聚丙烯的年均用量高達(dá)255.6百萬噸古毛，研究表明汽車每減重10%就可以將燃料的利用率提高至少6%翻翩。因此，近年來為了節(jié)省材料和能源稻薇、減少環(huán)境污染進(jìn)而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康可持續(xù)發(fā)展嫂冻，塑料制品的輕量化問題引起了廣大學(xué)者的研究興趣，而其中發(fā)泡注塑成型工藝被視為是一種非常有前途的輕量化實(shí)現(xiàn)方式塞椎。然而桨仿，由于聚丙烯的熔體強(qiáng)度低，導(dǎo)致其發(fā)泡能力非常差案狠，常規(guī)微發(fā)泡注塑聚丙烯產(chǎn)品存在泡孔尺寸大且分布極其不均勻服傍，嚴(yán)重降低了其力學(xué)性能钱雷，尤其是沖擊力學(xué)性能。針對(duì)上述問題吹零，山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王桂龍和合作者提出了一種利用橡膠和滑石粉的耦合作用改性聚丙烯的新途徑罩抗，顯著提高了聚丙烯熔體強(qiáng)度和促進(jìn)了結(jié)晶，進(jìn)而改善了聚丙烯的發(fā)泡能力灿椅，終通過微發(fā)泡注塑制備了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的微孔聚丙烯制品澄暮。

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發(fā)泡材料品種眾多，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料阱扬。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料泣懊、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料麻惶，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料馍刮。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一窃蹋、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型卡啰，所以對(duì)模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后警没，被冠以“M”匈辱，定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP杀迹，幾乎是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP亡脸。其制造工藝是以壓機(jī)做為發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備，原理上與傳統(tǒng)的模壓發(fā)泡沒有本質(zhì)的不同树酪，關(guān)鍵的區(qū)別在于發(fā)泡劑不是傳統(tǒng)的AC化學(xué)發(fā)泡劑浅碾，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍续语，且非常環(huán)保垂谢。具體的制造方法是，先采用混煉疮茄、壓延滥朱、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機(jī)中的模具中力试，合上模具徙邻。加熱壓機(jī)的上下模板，將PP板材的溫度上升至PP的熔點(diǎn)附近懂版，與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2鹃栽，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度，迅速釋放壓機(jī)的壓力民鼓，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫薇芝，即得到MPP發(fā)泡板材。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點(diǎn)在于：在固體形態(tài)下浸漬;對(duì)PP熔體強(qiáng)度要求較低;發(fā)泡過程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細(xì)丰嘉、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會(huì)燃燒夯到。但不足點(diǎn)也是比較明確的，如：浸漬速度慢;必須經(jīng)歷制成薄板的預(yù)加工工藝過程;受聚丙烯結(jié)晶度的影響很大;靠壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)饮亏，不僅不連續(xù)耍贾，且效率較低，難以大規(guī)模工業(yè)化;應(yīng)用領(lǐng)域不十分明確;在發(fā)泡PP中屬于制造成本較高的工藝路幸。二荐开、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝，即在高壓釜中简肴，在一定時(shí)間內(nèi)晃听，通過高壓將物理發(fā)泡劑在預(yù)定溫度下浸漬進(jìn)入基體樹脂的細(xì)小粒料之中，然后冷卻體系溫度至室溫砰识，即得到可發(fā)性珠粒能扒。使用時(shí)，先在一定的發(fā)泡溫度下辫狼，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下初斑，得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒。在制備制品時(shí)膨处，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱见秤、減壓，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合灵迫，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料秦叛，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型晦溪。由于都是采用物理發(fā)泡劑瀑粥，因而發(fā)泡倍率較大。三三圆、擠出發(fā)泡成型將塑料與發(fā)泡劑(物理或化學(xué))分別加入擠出機(jī)的不同位置狞换，高壓下在擠出機(jī)中熔融形成均勻的溶液，然后在口模處突然泄壓舟肉、發(fā)泡修噪、冷卻，制成板材路媚、片材甚至管材等黄琼。在擠出發(fā)泡過程中，發(fā)泡劑在高壓狀況下必須與塑料形成均勻的溶液整慎，并在口模處瞬間泄壓脏款、發(fā)泡围苫、冷卻、形成發(fā)泡材料撤师，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力剂府，故而對(duì)塑料的熔體強(qiáng)度要求很高，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強(qiáng)的應(yīng)變硬化的性能剃盾，因此發(fā)泡難度較大腺占。四、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對(duì)較晚的一種發(fā)泡材料痒谴，主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾衰伯。當(dāng)今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品，甚至于發(fā)泡并非是主要目的积蔚，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形嚎研，特別是在托盤，支架等大型制品的注塑中库倘。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)临扮、精準(zhǔn)的加工工藝、特殊的螺桿組合及配混工藝研制的可微發(fā)泡改性PA6區(qū)別于普通可微發(fā)泡改性PA材教翩，使其在高表面要求杆勇、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢(shì)，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件饱亿。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展蚜退，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒（低毒）彪笼、絕熱钻注、隔音、絕緣配猫、緩沖幅恋、輕量化等性能，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(jī)泵肄。隨著國(guó)民對(duì)于環(huán)保捆交、綠色、安全腐巢、舒適要求愈加苛刻品追，對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃、可（完全）降解冯丙、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧肉瓦，成為國(guó)內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)。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(qiáng)化》項(xiàng)目斬獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國(guó)外公司的壟斷泞莉，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用洁墙，包括新能源汽車動(dòng)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)用戒财。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點(diǎn)發(fā)泡材料具有較好防震緩沖热监、隔音、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性饮寞，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材孝扛、汽車減震、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等幽崩。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料苦始，如地板、頂棚慌申、方向盤陌选、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蹄溉，易燃且燃燒過程中釋放大量對(duì)人體有害的有毒氣體咨油。隨著國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著，對(duì)汽車輕量化提出了更高要求柒爵。特別是在車市持續(xù)萎靡役电、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)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棉胀。整車廠法瑟、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(dòng)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)及安全性能唁奢。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果霎挟，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題。在暴雨麻掸、淺灘酥夭、霧霾等極端條件下，為滿足汽車行駛過程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求论笔，特斯拉等美國(guó)車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動(dòng)力電池上采郎。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量、提升安全性狂魔，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個(gè)電芯，可在一定時(shí)間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控淫痰。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用最楷，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動(dòng)力電池PACK包上的應(yīng)用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)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)域籽孙，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一烈评。2018年，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(diǎn)課題犯建。日常生活中讲冠，當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)适瓦，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味竿开、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異玻熙、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”否彩，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種嗦随。聚丙烯作為產(chǎn)量大列荔、增長(zhǎng)量快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一枚尼，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)贴浙。其中，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)署恍。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年悬而，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)泡工藝锭汛，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)工作笨奠。據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類唤殴“闫牛化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)朵逝；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用蔚袍，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)格昂貴配名，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全啤咽。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險(xiǎn)渠脉、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端宇整，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)芋膘，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)鳞青，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)霸饲、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化臂拓，可以制備微孔甚至納米泡孔材料厚脉。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制胶惰，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品傻工；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄孵滞。因此中捆，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。了攻克這一難題剃斧，近年來轨香，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院幼东、浙江新恒泰臂容、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系根蟹、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)化脓杉、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(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)制简逮，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)泡專用料球散，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)泡倍率散庶，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積蕉堰；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(chǎng)悲龟、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)屋讶，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)。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)须教，項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置皿渗，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造；新建了4套轻腺、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置乐疆，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上贬养；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)挤土；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億，利稅1.09億煤蚌。隨著應(yīng)用市場(chǎng)快速開拓耕挨，2019年共推廣新建了13套裝置细卧，市場(chǎng)占有率高和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)尉桩。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件筒占、實(shí)用新型專利8件；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文蜘犁，“國(guó)外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為翰苫。”科技查新表明这橙，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平奏窑，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國(guó)內(nèi)外新穎性。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展屈扎，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代埃唯，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年的歷史鹰晨，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志墨叛，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能模蜡，提高了汽車的美觀舒適度漠趁。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小、性價(jià)比高忍疾、具有優(yōu)異的耐熱性能闯传、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性卤妒、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)用甥绿。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(shì)。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)则披、投資巨大共缕、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)收叶，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛骄呼、更有效、更經(jīng)濟(jì)判没、更實(shí)用的改性蜓萄。微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔澄峰。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限嫉沽，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上，可以明顯減輕重量和成型的周期俏竞，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力绸硕，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小堂竟、平直度高，沒有縮水玻佩，尺寸穩(wěn)定出嘹，成型視窗大等特點(diǎn)，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨(dú)具優(yōu)勢(shì)咬崔，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向税稼。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展垮斯，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑郎仆，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%兜蠕，卡車扰肌、工程機(jī)械車占20% ，客車熊杨、商務(wù)車占35% 曙旭。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想猴凹，僅適合于需要表面覆皮的高端車夷狰，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)用郊霎；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體沼头，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)书劝，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下进倍，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 购对，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 猾昆。對(duì)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)泡等骡苞，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件垂蜗，如車身門板、尾門解幽、風(fēng)道等贴见；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等躲株；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等片部。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重霜定，注射壓力降低約30%～50% 档悠，鎖模力降低約20% 廊鸥，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性辖所，較傳統(tǒng)材料可實(shí)30%的節(jié)能惰说，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活奴烙。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能助被，作為汽車車頂剖张，可降低汽車的質(zhì)量切诀，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化搔弄。福特微發(fā)泡發(fā)動(dòng)機(jī)罩：采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)在零件成型過程中充入氣泡幅虑，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)，既節(jié)約了塑材顾犹，又減輕了重量倒庵，而且不會(huì)影響零件的任何性能。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX炫刷、Grand C-MAX擎宝、S-MAX、蒙迪歐和Galaxy等浑玛。上所述绍申，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，