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發(fā)布時(shí)間:2022-03-17 01:25:42中山專業(yè)MPOB廠家
聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱蒿讥、隔音、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能,近年來被廣泛應(yīng)用在包裝芋绸、建筑媒殉、汽車等行業(yè)。PP在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會急劇下降摔敛,低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)廷蓉,所以PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)難度大,目前只有少數(shù)國家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)马昙,因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注桃犬。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備行楞、性能改進(jìn)攒暇、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),并對該領(lǐng)域今后的研究方向進(jìn)行了展望聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕子房、抗沖緩震形用、耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性证杭,與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比田度,PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成型性,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躯砰,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。早實(shí)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)携丁,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)琢歇。其中,EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE梦鉴,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS李茫,此外其耐老化、耐腐蝕性也非常優(yōu)異肥橙,是非常環(huán)保的材料魄宏,因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝、建筑存筏、汽車等行業(yè)宠互,特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速。鑒于世界各國對EPP材料研究的重視椭坚,本文從EPP的生產(chǎn)工藝予跌、裝備、性能改進(jìn)以及表征手段等方面介紹了近年來EPP的研究進(jìn)展與動態(tài)善茎。 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機(jī)理 PP 珠粒發(fā)泡的機(jī)理為過飽和氣體法券册。如下圖所示,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烁焙,這個(gè)階段中PP基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分離航邢,氣泡開始成核并大量生長,穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒骄蝇。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:一種是反應(yīng)釜法膳殷,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;另一種是擠出法工藝,相對于工藝成熟的反應(yīng)釜法而言乞榨,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛秽之。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,升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使釜內(nèi)壓力升高吃既,在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時(shí)間后打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒考榨。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同,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)鹦倚,PP顆粒會堆積在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個(gè)顆粒中河质,所以為了使發(fā)泡劑更好地溶解,釜內(nèi)壓力一般需要在10MPa以上;后者是先將PP顆粒分散在水中震叙,發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中掀鹅,所需壓力約2~6MPa。反應(yīng)釜法的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制媒楼、發(fā)泡倍率高乐尊、泡孔結(jié)構(gòu)好、可二次發(fā)泡划址,缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高扔嵌。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3、平均泡孔直徑為 200μm的EPP夺颤。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中痢缎,升溫到稍低于發(fā)泡的溫度,保溫一段時(shí)間后再升溫到發(fā)泡溫度世澜,繼續(xù)保溫一段時(shí)間独旷,打開高壓釜放出分散體到大氣中,放出物料的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫Ρ3衷诜懦鑫锪锨暗膲毫α攘选:髮⒌玫降陌l(fā)泡珠粒洗滌嵌洼、離心分離后在空氣中靜置老化,這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝封恰。改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善EPP的性能咱台。Hossieny等采用 CO2為發(fā)泡劑用下圖中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備了 EPP,該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模俭驮,卸壓時(shí)PP通過排料口模進(jìn)入收集裝置中回溺,實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔融春贸、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果表明遗遵,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少萍恕,增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比,密度降低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比车要,密度增加允粤。國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng),發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜與收集釜翼岁,資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8~60倍的發(fā)泡珠粒类垫。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(shí)間也是研究的重點(diǎn)方向。丁杰等采用CO2 作發(fā)泡劑琅坡,用下圖中的無水法發(fā)泡裝置制備了小泡孔直徑為 9.55μm悉患,泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP。其工藝改進(jìn)在于在降溫到發(fā)泡溫度的過程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變榆俺,恒溫一段時(shí)間后再放出珠粒進(jìn)行冷卻售躁,其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃,工藝流程時(shí)間約為 2.5 h茴晋。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顆粒中陪捷,所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的溫度、壓力以及保壓時(shí)間等诺擅,適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時(shí)間與增大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解市袖。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟,但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用烁涌,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苍碟。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(gè)水下切粒裝置,如下圖烹玉。PP顆粒與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機(jī)均勻混合后在口模出口處由于壓力驟降而發(fā)泡驰怎,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)泡珠粒阐滩。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)二打、效率高、珠粒尺寸均勻掂榔,缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)難以控制继效,此外由于PP在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)幾乎不流動,而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后装获,熔體強(qiáng)度又急劇下降瑞信,所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為4℃),擠 出法對 PP 的熔體強(qiáng)度要求較高穴豫,一般要用改性的熔體強(qiáng)度較高的 PP凡简,這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展逼友。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝。采用丁烷作發(fā)泡劑秤涩,高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原料帜乞,可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍,直徑為3~5mm筐眷,密度為15~100kg/m3的EPP黎烈,便由于后期成型蒸汽壓力較大,而大規(guī)模推廣受到限制匀谣。在PP中加入無機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度照棋,得到更好的泡孔結(jié)構(gòu),從而改進(jìn)EPP的性能武翎。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑烈炭,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),得 到了發(fā)泡倍率為20倍后频,泡孔密度為108~109cm-3的發(fā)泡材料梳庆。實(shí)驗(yàn)表明,納米粘土的加入不但能夠顯著改善LPP的熔體強(qiáng)度卑惜,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度膏执,還能夠增加氣泡成核點(diǎn),誘導(dǎo)發(fā)生異相成核露久,從而得到泡孔密度更米、體積膨脹比都較大的 EPP。采用雙階擠系統(tǒng)能夠使PP與發(fā)泡劑得到更好的塑化與混合毫痕,此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的溫度征峦,缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng)消请,用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%栏笆、3%、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP臊泰,研究表明蛉加,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缸逃。另外针饥,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需频,但泡孔密度則是先增大后減小丁眼。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝昭殉,是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向苞七。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(qiáng)度的PP藐守,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,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(shí)間蹂风,增加成核密度吗伤,得到微孔的發(fā)泡材料。其中超臨界CO2的實(shí)現(xiàn)條件(tc=30.98℃硫眨,pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑足淆,此外其還具有無毒、不易燃礁阁、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)巧号,近年來受到了廣泛的關(guān)注,是替代傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)泡劑的選擇姥闭。丙烯發(fā)泡珠粒改性 PP 泡沫材料由于使用場合的不同丹鸿,對性能的要求也不同,例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能棚品,建筑材料則需要良好的隔音靠欢、隔熱性能,而汽車部件則需要更好的剛性等铜跑,通常需要對EPP的性能進(jìn)行改進(jìn)來適 應(yīng)不同的需求门怪。改進(jìn)EPP性能的方法有2種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工藝,二是對 PP 原料進(jìn)行改性锅纺。前者主要是通過改進(jìn)生產(chǎn)中的工藝流程掷空、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進(jìn) EPP 的性能,這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與形態(tài)囤锉,有利于得到泡孔直徑更小坦弟、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品,但由于對材料本身的改變不大官地,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(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能酿傍,PP 的改性方法主要有化學(xué)交聯(lián)、物理共混驱入、熔融支化等赤炒,通過對原料的改性,不但能夠提高其熔體強(qiáng)度沧侥、降低其發(fā)泡難度可霎、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)魄鸦,同時(shí)也能有目的地改進(jìn)EPP的力學(xué)性能宴杀,所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向。為了提高EPP的發(fā)泡倍率與彈性拾因、改善其緩沖性能旺罢,有企業(yè)改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝旷余。首先在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力,其次是將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時(shí)使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加扁达,避免了顆粒在管道中粘結(jié)正卧,此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進(jìn)一步膨脹,后者會使顆粒的冷卻速率變緩跪解,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固炉旷,提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性。此工藝可以制備密度為 0.11~0.30g/cm3 叉讥,發(fā)泡倍率為30~60窘行,閉孔含量為90% ,泡孔尺寸為150~300μm的EPP图仓。將 PP 與無機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法罐盔,丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響,納米碳酸鈣的比表面積大救崔,在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用惶看,從而使 EPP 的泡孔密度增大,泡孔直徑減小;但同時(shí)也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄六孵。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)纬黎、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,并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP劫窒。實(shí)驗(yàn) 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(qiáng)線性聚丙烯的熔體強(qiáng)度莹桅,對比而言,HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果烛亦,其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好诈泼。
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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP,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微米煤禽,泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)铐达。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在,MPP具有優(yōu)異的減震檬果、緩沖瓮孙、隔熱和吸聲等性能,可廣泛應(yīng)用于包裝选脊、交通工具杭抠、箱包、體育器材等領(lǐng)域恳啥,是傳統(tǒng)EVA偏灿、PU、PS發(fā)泡材料钝的、EPE和EPP的替代物翁垂。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铆遭,在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體,并誘導(dǎo)其成核沿猜、發(fā)泡枚荣,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染啼肩,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保橄妆。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián),因此可回收循環(huán)使用祈坠。丙烯(PP)本身是無毒材料呼畸,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)療器械颁虐、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域蛮原。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域另绩,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫儒陨,EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物笋籽,其熔點(diǎn)一般150~170℃蹦漠。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS车海、PU發(fā)泡材料笛园,MPP的使用溫度可達(dá)120℃,因此MPP特別適合高溫包裝侍芝、高溫保溫等領(lǐng)域研铆。MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體州叠,也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域棵红,如汽車、軌道交通咧栗,船舶逆甜,風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用致板,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫交煞、PET結(jié)構(gòu)泡沫等,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用斟或。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)下素征,由于泡孔較小,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料稚茅,更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控平斩,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材亚享,而片材表面不會穿孔,可應(yīng)用于微電子器件的包裝绘面。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在欺税,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板,提高漫反射率揭璃。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流晚凿,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)泡材料具有較低的瘦馍、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)歼秽。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔情组,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能燥筷,可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。
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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型院崇,應(yīng)用方向肆氓,性能要求。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展底瓣,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代谢揪,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年的歷史捐凭,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)志拨扶,塑料飾件的大量應(yīng)用,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能茁肠,提高了汽車的美觀舒適度屈雄。PP以密度小、性價(jià)比高官套、具有優(yōu)異的耐熱性能酒奶、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性奶赔、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)用惋嚎。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。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長站刑、投資巨大另伍、技術(shù)要求高,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù),所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛摆尝、更有效温艇、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性堕汞。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性勺爱、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”。是由 PP樹脂讯检、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琐鲁、碳酸鈣等無機(jī)填料的復(fù)合物,其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型人灼,且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低围段、質(zhì)輕、易涂裝投放、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)奈泪。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性灸芳、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率段磨,且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng),尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能耗绿,提高材料的模量和熱變形溫度苹支。玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)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、儀表板骨架误阻、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一债蜜。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(qiáng)聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度究反、剛度寻定、韌性,以及尺寸穩(wěn)定性好精耐、翹曲度低等優(yōu)勢狼速。此外,LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能卦停,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變向胡。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比,LG-FPP的密度低惊完,相同部件的質(zhì)量可減輕20%~50%;LGFPP能為設(shè)計(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性僵芹,可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力小槐、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)拇派、減少能耗(長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%~80%,鋁制品的35%~50%)、簡化裝配工序件豌。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品疮方,具有強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低茧彤、耐高溫骡显、阻燃性能好、低浮纖棘街、低翹曲蟆盐、低收縮 等特點(diǎn)承边。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強(qiáng)度遭殉,從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì),其具有質(zhì)輕博助、耐熱险污、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。隨著汽車輕量化的發(fā)展富岳,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑蛔糯,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%窖式,卡車蚁飒、工程機(jī)械車占20% ,客車萝喘、商務(wù)車占35%淮逻。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料,因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想阁簸,僅適合于需要表面覆皮的高端車爬早,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启妹,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源筛严,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(kuò)散內(nèi)壓的作用下饶米,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡桨啃,且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ,但目前國內(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 檬输。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡优幸、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件褪猛,如車身門板网杆、尾門、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)管等碳却。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% 队秩,較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重,注射壓力降低約30%~50% 昼浦,鎖模力降低約20% 馍资,循環(huán)周期減少10%~15%,同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性关噪,較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能鸟蟹,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)更靈活使兔。在一些部件中建钥,如汽車風(fēng)管、風(fēng)道虐沥,還可實(shí)現(xiàn)隔熱熊经、降噪的效果,減少后道工序的成本欲险。 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)性能镐依,作為汽車車頂,可降低汽車的質(zhì)量天试,同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件槐壳,有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對于工程塑料來說喜每,PP务唐、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灼卢、質(zhì)輕绍哎、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)域鞋真,然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差崇堰,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)鍵性能涩咖,也是汽車外部應(yīng)用部件海诲、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一,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檩互,同時(shí)還有利于涂色特幔,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。通過添加涂層闸昨、無機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能蚯斯,例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料薄风。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(qiáng)拍嵌、質(zhì)輕遭赂、回收再利用率高等特性,在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛横辆,無論是內(nèi)飾件撇他、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件,都越來越多地用到了塑料狈蚤。我國汽車保有量達(dá)到1.75億輛困肩,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(gè)巨大的市場脆侮,是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域锌畸,學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐。
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塑料化工研究發(fā)展至今他嚷,已合成出上千種高分子材料蹋绽,其中具有工業(yè)價(jià)值的僅百余種芭毙,塑料常用的樹脂原料90%以上集中在五大通用樹脂(PE筋蓖、PP、PVC退敦、PS粘咖、ABS),目前再繼續(xù)合成大批新的高分子材料難度很大侈百,既不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)瓮下。在聚乙烯、聚丙烯塑料改性是目前高分子材料未來發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域钝域,龍樸君整理了這部分的相關(guān)信息讽坏,供大家參考。深入研究聚合物組成例证、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系路呜,并在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有的塑料進(jìn)行改性,以制造適用的塑料新材料织咧,已成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑之一胀葱,全球的改性塑料行業(yè)也因此在近年內(nèi)獲得了長足的發(fā)展。關(guān)于改性的基礎(chǔ)知識在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上笙蒙,通過物理抵屿、化學(xué)、機(jī)械等方式捅位,經(jīng)過填充轧葛、共混搂抒、增強(qiáng)等加工方法,改善塑料的性能或增加功能尿扯,對塑料的阻燃性燕耿、強(qiáng)度、抗沖擊性姜胖、韌性等機(jī)械性能得到改善和提高誉帅,使得塑料能適用在特殊的電、磁右莱、光蚜锨、熱等環(huán)境條件下。從原料樹脂的生產(chǎn)到多種規(guī)格及品種的改性塑料母料的生產(chǎn)慢蜓,改性技術(shù)廣泛應(yīng)用于幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程中亚再。如塑料的外觀、透明性晨抡、密度氛悬、精度、加工性耘柱、機(jī)械性能如捅、化學(xué)性能、電磁性能调煎、耐腐蝕性能镜遣、耐老化性、耐磨性士袄、硬度悲关、熱性能、阻燃性娄柳、阻隔性等方面寓辱。為了降低塑料制品的成本、改善性能赤拒、提高功能秫筏,都離不開塑料改性技術(shù)。如何進(jìn)行聚乙烯的改性需了?1跳昼、不同密度的聚乙烯的共混改性由于市場上的專用原料較少和供應(yīng)的不平衡,促進(jìn)了共混改性技術(shù)的發(fā)展肋乍。根據(jù)不同的吹塑中空制品的性能要求鹅颊,可以通過調(diào)整低、高密度聚乙烯在配方中的不同比例來滿足要求墓造。一般說來堪伍,小型制品锚烦、要求較軟的制品、盛放化學(xué)藥品帝雇、洗滌劑之類的容器涮俄,低密度聚乙烯的比例應(yīng)該高些,高密度聚乙烯的比例應(yīng)該低些尸闸。當(dāng)然彻亲,并不是所有的低、高密度聚乙烯都能用于吹塑中空制品吮廉,應(yīng)該從市場上選擇能用于吹塑的塑料材料苞尝,并通過改進(jìn)配方設(shè)計(jì),使制品的性能價(jià)格比達(dá)到優(yōu)宦芦。2宙址、不同分子量的高密度聚乙烯共混改性對于同為高密度聚乙烯材料來說,即使同為可用于吹塑成型的调卑,可能在密度上相差無幾抡砂,但從分子量上來說,差別可能較大恬涧。樹脂牌號手冊上一般對材料的分子量都沒有標(biāo)出注益,而從融體指數(shù)上大致可以看出。在擠出吹塑中空制品時(shí)气破,隨著所用吹塑級的分子量的提高聊浅,熔體強(qiáng)度會相應(yīng)提高餐抢,同時(shí)制品的機(jī)械性能也會提高现使。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)分子量提高到一定程度后旷痕,熔體強(qiáng)度和擠出速率反而有下降的趨勢碳锈。出現(xiàn)這種情況后,對制品的正常生產(chǎn)將造成不同程度的負(fù)面影響欺抗,有時(shí)甚至?xí)l(fā)安全事故售碳。制品加工時(shí),出現(xiàn)分子量提高绞呈,熔體強(qiáng)度和擠出速率下降的情況贸人,這與擠出機(jī)螺桿和進(jìn)料段設(shè)計(jì)有較大的關(guān)系。雖然在設(shè)備上改進(jìn)可以取得較為明顯的效果佃声,但從材料配方上進(jìn)行改進(jìn)更能取得當(dāng)期實(shí)效和減少設(shè)備改造的投資艺智。將不同分子量、不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的聚乙烯按比例共混圾亏,對于改善材料的分子量分布和材料內(nèi)微量添加劑元素的分布大有好處十拣。將它用于擠出吹塑, 往往容易收到較好的效果封拧。從制品的化學(xué)性能,機(jī)械性能及生產(chǎn)中的各項(xiàng)工藝性出發(fā)夭问,可以比較自由的設(shè)計(jì)出各種不同的配方泽西,來滿足各種不同的要求,往往還可達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的缰趋。3捧杉、不同品種塑料的共混改性在工廠的現(xiàn)場生產(chǎn)當(dāng)中,往往由于種種原因的限制秘血,還會有許多不同的要求糠溜。比如說采用一些分子量較低的材料來代替分子量較高的塑料原料,不但是市場供應(yīng)狀況的限制直撤,還有可能是制造成本的要求非竿,比如,在HDPE中加人一定量的PP谋竖,就能有效的改善的剛性红柱,而且不會影響的沖擊強(qiáng)度。加入的比例需要根據(jù)產(chǎn)品的要求來確定蓖乘。4锤悄、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù)在加工塑料制品時(shí),適當(dāng)?shù)募尤敫鞣N不同的填充劑嘉抒,不但可以提高塑料制品的剛度和硬度零聚,同時(shí)也可以大幅度的降低原料成本。單就降低成本這點(diǎn)出發(fā)些侍,對許多附加值低的產(chǎn)品來說隶症,就值得作深入的研究。就近幾年來塑料制品加工廠填充改性的情況來看岗宣,技術(shù)層次普遍較低蚂会。