廣州優(yōu)質(zhì)UMFPP定制
發(fā)布時間:2022-03-11 01:25:40廣州優(yōu)質(zhì)UMFPP定制
聚丙烯是五大通用合成樹脂中的一個重要品種,在國內(nèi)外的發(fā)展均十分迅速强重。在全球塑料用五大合成樹脂中绞呈,聚丙烯的產(chǎn)量占有1/4左右的份額。聚丙烯在生產(chǎn)數(shù)量迅速發(fā)展的同時间景,也在性能上不斷出新佃声,使其應(yīng)用的廣度和深度不斷變化,近年來或通過在聚合反應(yīng)時加以改進倘要,或者在聚合后造粒時采取措施圾亏,有一些更具獨特性能的聚丙烯新的品種問世十拣,如透明聚丙烯、高熔體強度聚丙烯等志鹃。透明改性PP的結(jié)晶是造成不透明的主要原因夭问,利用急冷凍結(jié)PP的結(jié)晶趨向,可以得到透明的薄膜曹铃,但有一定壁厚的制品缰趋,因熱傳導(dǎo)需要時間,芯層不可能迅速被冷卻凍結(jié)陕见,因此對于有一定厚度的制品不能指望用急冷的辦法提高透明度秘血,必須從PP的結(jié)晶規(guī)律和影響因素入手。經(jīng)一定技術(shù)手段得到的改性PP评甜,可具有優(yōu)良的透明性和表面光澤度直撤,甚至可以和典型的透明塑料(如PET、PVC蜕着、PS等)相媲美。?透明聚丙烯制品聚丙烯微孔發(fā)泡1透明PP更為優(yōu)越的是熱變形溫度高红柱,一般可高于110℃承匣,有的甚至可達135℃,而上述三種透明塑料的熱變形溫度都低于90℃锤悄。由于透明PP的性能優(yōu)勢明顯韧骗,近年來在全球都得以迅速發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域從家庭日用品到醫(yī)療器械零聚,從包裝用品到耐熱器皿(微波爐加熱用)袍暴,都在大量使用。PP的透明性提高可通過以下三種途徑:采用茂金屬催化劑聚合出具有透明性的PP;2通過無規(guī)共聚得到透明性PP;3在普通聚丙烯中加入透明改性劑(主要是成核劑)提高其透明性隶症。高熔體強度聚丙烯聚丙烯的缺點之一是熔體強度低政模,耐熔垂性差。通常非晶態(tài)聚合物(如ABS蚂会、PS)在較寬的溫度范圍內(nèi)存在類似橡膠一樣的彈性行為淋样,而處于半結(jié)晶的聚丙烯則沒有。這一缺點造成了聚丙烯不能在較寬的溫度范圍內(nèi)進行熱成型胁住,它的軟化點和熔點非常接近趁猴,一旦到達熔點,熔體粘度急劇下降彪见,隨之熔體強度也大幅下降儡司,導(dǎo)致在熱成型時制品壁厚不均,擠出發(fā)泡泡孔塌陷等問題余指,大大限制了聚丙烯在某些方面的應(yīng)用捕犬。?高熔體強度PP在汽車制造的運用02高熔體強度聚丙烯(HMSPP)就是指熔體強度對溫度和熔體流動速率不太敏感的聚丙烯,極具開發(fā)應(yīng)用前景。HHSPP是一種樹脂含有長支鏈的聚丙烯或听,長支鏈?zhǔn)窃诤缶酆现幸l(fā)接枝的探孝,這種均聚物的熔體強度是具有相似流動特性普通聚丙烯均聚物的9倍,在密度和熔體流動速率相近的情況下誉裆,HHSPP的屈服強度顿颅、彎曲模量以及熱變形溫度和熔點均高于普通聚丙烯,但缺口沖擊強度比普通聚丙烯低足丢。目前粱腻,HMSPP的制備方法主要有兩種:將聚丙烯與其他化合物進行反應(yīng)性改性2聚丙烯與其他聚合物進行共混改性具體的實施方法主要有1射線輻射法2反應(yīng)擠出法 3聚合過程中引發(fā)接枝法等丙烯微孔膜通過加工工藝方面的創(chuàng)新,可以制成分布著直徑約0.5μm圓孔的微孔膜斩跌。微孔形成機理:結(jié)晶高聚物在拉伸聚向過程中會出現(xiàn)冷拉伸現(xiàn)象绍些,其結(jié)構(gòu)具有高度規(guī)整性,并所有微晶都沿應(yīng)力方向取向排列耀鸦,稱之為再結(jié)晶柬批。?聚丙烯微孔膜03對結(jié)晶制品在熔點下緩慢進行熱處理(退火),這時體積較小袖订,不完整的微晶在低溫度下熔化氮帐,立即又重新結(jié)晶,從而調(diào)整鏈段排列使結(jié)晶結(jié)構(gòu)趨于均勻化洛姑。在結(jié)晶一取向一再結(jié)晶的過程中上沐,有效控制材料非晶區(qū)和晶區(qū)的取向分布,調(diào)整拉伸溫度楞艾、拉伸強度参咙、拉伸方法、熱定型溫度硫眯、冷卻速率等工藝條件蕴侧,就可得到微孔膜。微孔膜屬高技術(shù)含量两入、高附加值產(chǎn)品戈盈,在電池領(lǐng)域可用做隔膜,在醫(yī)療領(lǐng)域因其無毒谆刨、阻隔細菌但可透氣塘娶,可用于人工肺膜、殺菌包裝物等痊夭。此種膜還可用于制造無菌水刁岸、無菌空氣、廢水過濾她我、煙塵分離虹曙、氣體濃縮迫横、衛(wèi)生用品、花草酝碳、樹苗栽培等等矾踱,用途十分廣闊。
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新材料研習(xí)社報道疏哗,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展呛讲,輕量、舒適返奉、綠色贝搁、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量芽偏、降低油耗雷逆,是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一。目前污尉,汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重膀哲、昂貴的金屬構(gòu)件,“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案被碗,汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計和制造水平的重要標(biāo)志某宪。在當(dāng)前的車用塑料中,聚丙烯是用量蛮放、使用頻次、增長速度的品種奠宜。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長是因為其密度小包颁、體積輕、設(shè)計空間廣压真,綠色環(huán)保娩嚼、性能優(yōu)異及其制造成本低。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應(yīng)用特點是以塑代鋼滴肿,減輕汽車自重岳悟。聚丙烯是一種由丙烯聚合(均聚PP)或丙烯和乙烯共同聚合(共聚PP)而成的無臭、無毒泼差、半透明的聚合物贵少,其結(jié)構(gòu)式如圖1所示。聚丙烯按甲基(-CH3)空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯(Isotactic polypropylene)堆缘、無規(guī)聚丙烯(Atactic polypropylene)和間規(guī)聚丙烯(Syndiotactic polypropylene)三種滔灶。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性、耐化學(xué)腐蝕性吼肥、耐熱性录平、介電性能麻车,以及高強度的機械性能和高頻絕緣性,且不受濕度的影響斗这,聚丙烯的種類及性能如圖2所示动猬。目前,為了進一步改善聚丙烯的性能表箭,通常采用化學(xué)改性(共聚改性赁咙、交聯(lián)改性、接枝改性燃逻、添加成核劑等)或物理改性(添加有機或無機助劑等)改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)序目、晶體構(gòu)型或填充、共混伯襟、增強等來實現(xiàn)性能優(yōu)化猿涨。改性聚丙烯根據(jù)特點和功能可分為長玻纖增強聚丙烯材料、免噴涂聚丙烯材料姆怪、聚丙烯微發(fā)泡材料叛赚、高溶體強度聚丙烯、環(huán)保阻燃聚丙烯材料稽揭、抗菌聚丙烯俺附、耐刮擦聚丙烯材料,及低氣味溪掀、低VOC聚丙烯材料等事镣。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢性能優(yōu)勢聚丙烯在強度、剛度揪胃、硬度璃哟、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯;能夠在100℃的溫度下正常使用喊递,具有良好的尺寸穩(wěn)定性随闪、熱穩(wěn)定性、較好的力學(xué)性能骚勘、較高的耐沖擊性铐伴、機械性質(zhì)強韌,化學(xué)穩(wěn)定性良好且不受濕度影響俏讹。聚丙烯外觀透明而輕当宴,密度為0.89~0.91 g/cm3,是目前塑料中輕的品種之一泽疆。因此即供,采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進一步實現(xiàn)重量的降低。另外于微,由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢逗嫡。保優(yōu)勢聚丙烯為無毒青自、無味、無臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物驱证,屬于環(huán)保材質(zhì)延窜。聚丙烯不僅可回收再利用,而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子抹锄,在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應(yīng)逆瑞,使聚丙烯具有降解特性,大大地降低了白色污染帶來的環(huán)境問題伙单。成本優(yōu)勢聚丙烯的生產(chǎn)原料來源路徑多樣获高,主要有油、煤吻育、甲醇念秧、丙烯等。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長快的一種原料來源方式布疼,如圖3所示摊趾。由于我國煤炭資源豐富,且煤炭的價格較為穩(wěn)定游两,煤制備聚丙烯成本浮動小砾层。同時,聚丙烯容易加工成型贱案,生產(chǎn)工藝簡單肛炮,其生產(chǎn)成本遠遠低于現(xiàn)有的其他塑料材料。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應(yīng)用的核心基材宝踪,但由于聚丙烯的性能缺陷侨糟,包括收縮率大、容易產(chǎn)生翹曲變形肴沫、低溫易脆斷等粟害,決定其必須通過改性才能滿足車用部件的特殊需求蕴忆。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求颤芬,優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成,采用化學(xué)或物理方法來進行改性套鹅。長玻纖增強聚丙烯長玻纖增強聚丙烯是采用長度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進行復(fù)合而形成的改性聚丙烯復(fù)合材料站蝠,與普通聚丙烯材料相比,通過玻璃纖維增強的聚丙烯的機械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高卓鹿,能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美菱魔。長玻纖增強聚丙烯具有更好的耐熱性能,且成本遠低于ABS塑料吟孙;另外澜倦,長玻纖增強聚丙烯的高溫耐疲勞強度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍高出10%聚蝶,同時兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性。普通聚丙烯與長玻纖增強聚丙烯的性能對比如表1所示藻治。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體碘勉,通過物理或者化學(xué)的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限桩卵,可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期验靡;同時使制品具有內(nèi)應(yīng)力、翹曲小的特性雏节,在注塑成型中更平整胜嗓、筆直和穩(wěn)定;另一方面钩乍,由于微孔的支撐作用辞州,使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異,在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復(fù)原始形狀件蚕。低氣味孙技、低VOC聚丙烯低氣味、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個重要方向排作,尤其針對處于相對封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料牵啦,對聚丙烯提出了綠色、環(huán)保的要求妄痪。低氣味哈雏、低 VOC 聚丙烯是通過在填料、加工助劑的選擇衫生、成型及后處理工藝等各個環(huán)節(jié)上來優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生裳瘪,從而控制氣味的產(chǎn)生。
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2020年我國聚丙烯表觀消費量將首度突破3000萬噸罪针,恒力石化彭羹、浙江石化、利和知信泪酱、中科煉化相繼投產(chǎn)派殷,聚丙烯規(guī)模增加達到215萬噸/年,國內(nèi)聚丙烯市場正在走入產(chǎn)能過剩階段墓阀。2020年1-5月份毡惜,國內(nèi)聚丙烯市場運行情況如何呢?市場價格走勢新冠疫情影響下斯撮,一季度國內(nèi)兩桶油合成樹脂庫存量持續(xù)超過160萬噸经伙。二季度市場需求端逐漸恢復(fù),供應(yīng)端有生產(chǎn)降負荷操作勿锅,兩者剪刀差作用下帕膜,市場供需端矛盾有所緩解枣氧。纖維料需求持續(xù)強勁,二季度末聚丙烯價格上漲垮刹。半年內(nèi)拉絲均價在7186.32元/噸作瞄,較去年同期下跌17.81%,低融共聚均價在7708.68元/噸危纫,較去年同期下跌17.61%宗挥。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,同時种蝶,上半年未進入檢修集中期契耿,對整體開工負荷恢復(fù)影響不大。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螃征、3搪桂、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34.60萬噸盯滚,環(huán)比增195.64%踢械。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)能魄藕,隨著時間后移内列,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背率,阿曼石化30萬噸聚丙烯裝置于6月初試車话瞧,正式投產(chǎn)或于2020年3季度末。需求端變化寝姿、塑料制品產(chǎn)量變化年上半年來說交排,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)生事件饵筑,對國內(nèi)埃篓、國外市場需求的雙重打擊。中國外需市場恢復(fù)不足根资,國外需求仍有很大不確定性架专。國內(nèi)“地攤經(jīng)濟”將有可能帶動需求增加。2嫂冻、下游主要行業(yè)開工情況 3胶征、聚丙烯出口情況情影響下塞椎,出防護用品出口大幅增加外桨仿,多數(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)遜色。聚丙烯月出口數(shù)量或在2.5-3.3萬噸內(nèi)區(qū)間震蕩案狠。四服傍、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年大相徑庭钱雷,多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)盈利水平較去年出現(xiàn)明顯的擴大。由于低油價的影響吹零,油制聚丙烯的利潤水平較2019年大幅上提罩抗,其中在4月利潤持續(xù)2020年上半年的情況來看,油制PP的利潤均值1872.23元/噸灿椅,較去年同期上漲50.09%套蒂,值39元/噸附近,創(chuàng)6年來新低茫蛹,但值接近4400元/噸操刀。煤制PP的利潤均值1660.41元/噸,較去年同期下跌38.25%婴洼。PDH制PP利潤均值1251.81元/噸骨坑,較去年同期下跌32.55%。外采甲醇制聚丙烯企業(yè)受甲醇價格低位影響柬采,盈利得到較大改善欢唾,2020年外采甲醇制聚丙烯平均盈利水平1252.88元/噸,較去年上漲43.74%粉捻。新冠疫情改變了國內(nèi)聚烯烴市場的需求格局礁遣,市場供需端壓力將集中在4季度展現(xiàn)。著國內(nèi)大煉化項目肩刃、PDH項目陸續(xù)上馬亡脸,國內(nèi)聚丙烯(PP)市場成為群雄角力之地。新建項目投產(chǎn)树酪,PP產(chǎn)能仍將快速增長浅碾,預(yù)計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸,自給率將近90%续语。屆時垂谢,高性能品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏。
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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疮茄。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)滥朱,其中凝膠含量約為10%,且凝膠的交聯(lián)點之間平均相對分子質(zhì)量達到3.0×105力试。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比徙邻,具有相近的剪切黏度和熔體流動速率,但熔體彈性明顯增加畸裳,且有應(yīng)變硬化行為缰犁,其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此,微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能帅容。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑颇象,在不加入成核劑的條件下,得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料并徘。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃遣钳。因此,普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度麦乞,使氣泡核增長時泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生蕴茴。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,拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)姐直,引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)荐开。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能,但是會引起線型聚丙烯成核速率降低简肴,在制備高泡孔密度的泡沫時晃听,必須加入納米成核劑。而Zha和Xing的研究結(jié)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)泡材料時砰识,在沒有使用成核劑的條件下能扒,均得到了高泡孔密度的泡沫材料。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能辫狼,但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升初斑,引起加工困難,并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用膨处,應(yīng)用上受到限制见秤。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu),在保持聚烯烴原有的剪切黏度下真椿,提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度鹃答,并改善聚烯烴發(fā)泡性能。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突硝,在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)测摔,并且對形成的微交聯(lián)進行了表征,同時測試了改性聚丙烯的流變行為解恰。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)泡性能進行了評價锋八。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,相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5护盈,齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700~2500挟纱,自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%,苯乙烯(St):純度99%:上焊危化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%紊服,上海凌峰試劑廠檀轨。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,日本電子公司(日本)围苫。1.2 實驗過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進行:稱取PP粒料100.0g撤师、不飽和聚酯2.5g剂府、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g,混合剃盾,加入密煉機中腺占,170℃,轉(zhuǎn)速30r/min的條件下痒谴,熔融反應(yīng)6.0min衰伯。然后停止攪拌,在氮氣氣氛下170℃熱處理15min积蔚。反應(yīng)過程大致如Fig.2意鲸。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后,放入5gPP樣品尽爆。關(guān)閉高壓釜怎顾,充入CO2使釜內(nèi)壓力達到6MPa。高壓釜在油浴中升溫至170℃漱贱,維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)槐雾。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa,保持30min后幅狮,迅速打開閥門泄壓募强,并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3崇摄。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加擎值。為了比較2種PP剪切黏度的變化,通過Cross方程對兩曲線進行擬合逐抑。從Tab.1中可以看到幅恋,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,且熔體指數(shù)略有下降泵肄,這主要是因為微交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點間的平均相對分子質(zhì)量達到了3.0×105捆交,遠高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)腐巢,使得熔體松弛時間和熔體彈性增加品追,所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46冯丙,剪切變稀行為有所減弱肉瓦。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論遭京,在末端低頻率區(qū)域,只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻泞莉,所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示哪雕,改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍,儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87鲫趁,改性后PP的熔體彈性明顯增強斯嚎。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感。Fig.4(B)顯示挨厚,未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升堡僻,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。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小疫剃,熔體彈性行為越明顯钉疫。Winter和Chambon的研究表明,在臨界凝膠點巢价,損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)牲阁,并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系壤躲,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)象咨油,并認為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時柒爵,由于法向應(yīng)力差的的作用役电,呈現(xiàn)彈性行為。通過比較法向應(yīng)力差棉胀,可知聚合物熔體彈性的大小法瑟。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。由Fig.5可以看到唁奢,改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高霎挟,熔體彈性增強。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時拉伸應(yīng)變速率0.1s-1時麻掸,2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線酥夭,圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線。由于拉伸應(yīng)變速率較大脊奋,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)斷裂熬北,且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為诚隙,瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線讶隐,大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍,達到5.6×105Pa·s久又。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因巫延。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響效五。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑,在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能炉峰。工藝條件為溫度170℃畏妖、壓力15MPa。從Fig.7A中可以看到疼阔,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戒劫,基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)。說明純PP的熔體強度不夠竿开,無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應(yīng)力谱仪,在泡孔沒有進入固化和定型階段時玻熙,PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂否彩。Fig.7B中顯示,改性PP發(fā)泡后嗦随,可以看到細密的氣泡孔布滿整個橫截面列荔,泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)。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枚尼。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右贴浙,泡孔密度達到1.1×109cm-3。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為署恍,不僅增加了PP的熔體強度崎溃,同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時,熔體形變變得均勻盯质,使得熔體不容易斷裂袁串,因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率呼巷,具體原因尚需更多的研究囱修。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進行了熔融接枝改性,得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯王悍。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破镰,沒有使剪切黏度劇烈增加,使得在改善發(fā)泡性能的同時压储,保持了聚丙烯的加工性能鲜漩。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡,在不加入任何成核劑的條件下集惋,可以得到發(fā)泡倍率25.6倍宇整,泡孔密度1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料。
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聚丙烯(PP)樹脂具有原料來源豐富芋膘、質(zhì)量輕鳞青、性價比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性霸饲、耐化學(xué)腐蝕性、易于回收等特點臂拓,是世界上應(yīng)用廣厚脉、產(chǎn)量增長快的樹脂之一。聚丙烯微孔發(fā)泡注塑發(fā)泡聚丙烯(Expanded Injection PP胶惰,EIPP)是減重注塑技術(shù)中新的技術(shù)傻工。其主要原理是在注塑材料中添加發(fā)泡劑,當(dāng)材料填滿型腔后孵滞,模具打開一定的距離(1~3mm)中捆,形成一個具有兩側(cè)致密表皮和微孔發(fā)泡芯部的產(chǎn)品。EIPP成型零件的優(yōu)點1. 比普通同等壁厚零件減重約20% 坊饶,能大幅降低材料成本泄伪。2. 內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形較小,尺寸穩(wěn)定性高匿级。3. 表面致密蟋滴,可進行噴漆、涂層等處理痘绎。4. 絕熱津函、吸聲、緩沖性較好孤页。EIPP技術(shù)的典型應(yīng)用目前主要的應(yīng)用是汽車內(nèi)飾件尔苦,如門板。目前國內(nèi)國外均有投產(chǎn)行施。影響EIPP成型質(zhì)量主要因素PP配方用注塑的方法允坚,想做出非常好的發(fā)泡效果,采用純PP原料是很困難的悲龟。由于PP的結(jié)晶性屋讶,適合發(fā)泡的窗口很窄,所以要做適當(dāng)?shù)母男孕虢獭E浞街行枰m當(dāng)添加各種組份皿渗,如增韌劑、填料轻腺、成核劑乐疆、穩(wěn)定劑等等。既要增加PP材料的熔體強度贬养,又要保證耐熱挤土、耐候、耐氣熏误算、耐劃傷的基本要求仰美,同時防止發(fā)粘迷殿、氣味和VOC等。模具設(shè)計EIPP 工藝由于需要在薄壁型腔內(nèi)完成高速填充和發(fā)泡工藝咖杂,很容易出現(xiàn)表面缺陷庆寺,常見的問題包括:流痕、凹陷诉字、銀紋懦尝、氣泡、拉斷等等壤圃。這些都需要精心的模具設(shè)計陵霉。通過改變?nèi)垠w流動路徑,改變加強筋的位置伍绳,調(diào)整皮紋的樣式等多種方式踊挠,來獲得的注射效果。注塑工藝墨叛、穩(wěn)定的注塑機臺對制品質(zhì)量至關(guān)重要止毕。一般來說模蜡,發(fā)泡劑需要自動稱量漠趁,自動輸送到螺桿。模具中的充氣量由壓力傳感器控制忍疾。壓力若控制不好闯传,表面的發(fā)泡劑會在流動過程中自行發(fā)泡,造成表面銀紋卤妒。為保證材料注塑溫度的穩(wěn)定甥绿,注塑機螺桿和模具熱流道經(jīng)過溫控平衡。同樣地则披,模具溫度也必須控制嚴(yán)格共缕。綜上所述,注塑發(fā)泡是一個系統(tǒng)工程士复,只有將配方图谷、模具設(shè)計和注塑工藝等幾個方面要有機的結(jié)合起來,才能做出好的EIPP產(chǎn)品阱洪。
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據(jù)調(diào)查便贵,汽車整體重量每減少100千克,百公里油耗可降低0.3-0.6升冗荸。隨著國家第二階段燃油指標(biāo)5L/100Kg要求,以及電動汽車行程問題的凸顯承璃,汽車材料輕量化已成行業(yè)潮流。目前蚌本,在汽車非金屬材料輕量化領(lǐng)域盔粹,發(fā)泡材料正在發(fā)揮理想作用隘梨,成為實現(xiàn)汽車輕量化的環(huán)保解決方案。具體到汽車非金屬材料輕量化領(lǐng)域舷嗡,化學(xué)微發(fā)泡技術(shù)已成為主機廠及相關(guān)零件廠商競相研究的主要課題之一出嘹,諸如通用、寶馬咬崔、奔馳等汽車品牌在車門內(nèi)襯板税稼、儀表板、后門內(nèi)襯板垮斯、底護板等汽車內(nèi)飾中大范圍地應(yīng)用化學(xué)微發(fā)泡材料郎仆。化學(xué)微發(fā)泡技術(shù)在汽車輕量化兜蠕、降低成本等方向會越來越重要扰肌。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(xué)發(fā)泡劑正在引領(lǐng)這個方向努力。聚丙烯微孔發(fā)泡所謂微發(fā)泡材料熊杨,指的是以材料為基體曙旭,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。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(xué)發(fā)泡兩種晶府。而就化學(xué)微發(fā)泡材料來說桂躏,和普通塑料相比,其既能有效減重川陆,又能減少注塑缺陷剂习、提高注塑效率,還具備隔熱较沪、吸音鳞绕、緩沖性能等特殊性能。在塑料微孔發(fā)泡和技術(shù)領(lǐng)域的多年探索和研究與開發(fā)中尸曼,昊智新材料已在該領(lǐng)域取得了實際應(yīng)用们何,專注于高性能環(huán)保型微孔發(fā)泡的化學(xué)發(fā)泡劑、特殊發(fā)泡樹脂控轿、技術(shù)和工藝解決方案冤竹。自主開發(fā),生產(chǎn)和銷售的精細化學(xué)發(fā)泡劑用于合成樹脂和橡膠:例如PP解幽,PE贴见,PS,ABS躲株,PA片部,PVC,EVA,TPU档悠,TPE廊鸥,TPR,PPO等材料的擠出辖所,注塑和吹塑惰说、模壓成型工藝。實現(xiàn)成型產(chǎn)品的輕量化缘回、節(jié)省成本吆视、減少能耗和噪音、減少浪費酥宴、提高產(chǎn)品尺寸精度并縮短成型周期啦吧。注塑化學(xué)發(fā)泡劑,其應(yīng)用于塑料內(nèi)飾件生產(chǎn)時拙寡,可使汽車內(nèi)飾件具有高度一致的泡孔結(jié)構(gòu)授滓,直徑縮小至60微米,并使材料減重7%肆糕,同時還具有節(jié)省原材料般堆、提升隔熱和隔音性能、增加側(cè)壁硬度诚啃、增強表面紋理等功能淮摔。化學(xué)發(fā)泡劑應(yīng)用了專有的清除技術(shù)绍申,可降低水噩咪、CO2和酸的影響顾彰,減小其對注塑模具的腐蝕极阅,并大限度地減少翹曲和縮痕。此外涨享,其對產(chǎn)品外觀和性能均無不利影響筋搏,而早期的化學(xué)發(fā)泡劑產(chǎn)品會影響汽車塑料件的表面光潔度,而使其應(yīng)用受限厕隧。同時奔脐,使用化學(xué)發(fā)泡母粒時,設(shè)備基本上不用改動就可以輕松實現(xiàn)發(fā)泡吁讨,避免了物理發(fā)泡帶來的巨額投資髓迎。昊智新材料在提升汽車輕量化上的應(yīng)用產(chǎn)品涉及發(fā)泡劑聚丙烯、聚丙烯發(fā)泡劑建丧、熱塑性彈性體發(fā)泡母粒排龄。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、儀表板翎朱、門襯橄维、方向盤尺铣、輪胎罩、行李倉內(nèi)襯争舞、座位靠背裝飾凛忿、遮陽板、保險杠芯材竞川、空調(diào)阻隔板店溢、地毯支撐材料、頂板委乌、側(cè)護板逞怨、門內(nèi)板吸能保護墊、緩沖墊福澡、消音內(nèi)插件叠赦、后置發(fā)動機分隔間、發(fā)動機護罩革砸。除了應(yīng)用于汽車輕量化除秀,化學(xué)微發(fā)泡技術(shù)還可以用于PE樹脂微孔發(fā)泡的典型應(yīng)用。用于吹塑PE溫室薄膜算利,加入發(fā)泡母料的1.5%册踩,吹塑發(fā)泡后產(chǎn)品密度為0.624g / cm3。