福建專業(yè)復(fù)合材料定制

近年來綜合性能優(yōu)異扯罐、可回收易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”负拟，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。超臨界二氧化碳(CO2)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)篮赢，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破齿椅，成功開發(fā)了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)化技術(shù)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類启泣』两牛化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(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);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用寥茫，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高遣蚀，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)芭梯，已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)险耀，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)、表面張力和黏度下降玖喘、結(jié)晶行為改變等一系列變化甩牺，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結(jié)晶聚合物累奈，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制贬派，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄澎媒。因此搞乏，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。為了攻克這一難題戒努，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會通请敦、中石化北化院、浙江新恒泰储玫、鎮(zhèn)海煉化等單位侍筛，在合適物料體系、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)化撒穷、強(qiáng)化和工程化等系列工作勾笆，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)建流場結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新。趙玲介紹桥滨，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約弛车，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型齐媒。基于這一發(fā)泡機(jī)制纷跛，他們開發(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)泡專用料喻括，以及能改善泡孔結(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)泡倍率贫奠，氣泡成核和生長的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡唬血、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唤崭、溫度場和速度場拷恨，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)谢肾，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置腕侄，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置，生產(chǎn)效率提高25%冕杠，成品率提高到99%以上微姊，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元分预、利稅1.09億元兢交。此外，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件笼痹、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文配喳。趙玲表示，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)与倡，除聚丙烯外界逛，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成纺座。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料息拜，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域净响，還可滿足兒童玩具少欺、食品、醫(yī)療馋贤、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求赞别。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域配乓，如新能源汽車動力電池墊片仿滔、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜犹芹、防彈衣背板等崎页。

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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微米腰埂，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)飒焦。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震屿笼、緩沖牺荠、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝驴一、交通工具休雌、箱包、體育器材等領(lǐng)域肝断，是傳統(tǒng)EVA挑辆、PU例朱、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物鱼蝉。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洒嗤，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)其成核魁亦、發(fā)泡渔隶，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染洁奈，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保间唉。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用利术。丙烯（PP）本身是無毒材料呈野，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)療器械印叁、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域被冒。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)域轮蜕，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫昨悼，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物跃洛，其熔點(diǎn)一般150~170℃率触。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS汇竭、PU發(fā)泡材料葱蝗，MPP的使用溫度可達(dá)120℃，因此MPP特別適合高溫包裝细燎、高溫保溫等領(lǐng)域垒玲。MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體找颓，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車叮贩、軌道交通击狮，船舶，風(fēng)機(jī)葉片等益老。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用彪蓬，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)泡沫等捺萌，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用档冬。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，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小酷誓。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料披坏，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控盐数，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材棒拂，而片材表面不會穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝玫氢。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在帚屉，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率漾峡。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流攻旦，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)泡材料具有較低的生逸、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)牢屋。(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牺陶，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能伟阔，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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說到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢掰伸？這可不一定皱炉，塑料具有重量輕，不易受水和陽光影響的特點(diǎn)狮鸭，適合制作容器合搅，但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解，容易造成大量垃圾歧蕉，因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器灾部，但紙質(zhì)容器也不是沒有缺點(diǎn)，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大惯退。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤乃瑁龅剿蜁浕瑳]辦法單獨(dú)承裝液體催跪，因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜锁蠕，所以摸起來感覺滑滑的。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會造成回收的難題懊蒸，紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí)荣倾，如果沒有特殊技術(shù)是無法將紙與塑料淋膜分離，不能分離就無法重新回收材料再利用骑丸，而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解舌仍，所以紙杯基本上只能焚燒妒貌。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質(zhì)越單一越容易回收再利用，現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點(diǎn)铸豁，耐熱灌曙，抗腐蝕又安全，還可以在微波爐內(nèi)加熱推姻，只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理平匈，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器，并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用藏古。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出增炭，吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量，將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中拧晕，使氣體與原料充分混合隙姿，讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程，利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化厂捞，緩沖吸震输玷，吸音，保溫等特點(diǎn)靡馁，廣泛應(yīng)用于包裝欲鹏，建筑建材等行業(yè)。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了臭墨，在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木赔嚎，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的，從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料胧弛。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后尤误，人們對這種微孔新型塑料日益感興趣，并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)结缚。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)泡劑可以分為兩種损晤。一種是物理發(fā)泡劑，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳红竭，氮?dú)庥妊睔獾葰怏w，并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)茵宪，而且在氣態(tài)時(shí)在塑料中的擴(kuò)散速度會低于在空氣中的擴(kuò)散速度最冰。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑，它是一種當(dāng)受熱后就會釋放如氮?dú)饷汲趸嫉鹊奈镔|(zhì)，釋放氣體的速度能夠兽狭，化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨憾股，碳酸氫鈉等鹿蜀。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中服球，再經(jīng)過降壓釋放出氣體茴恰，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔，這種發(fā)泡法由于成本較低斩熊，發(fā)泡后對不會留下殘余物往枣，并且對發(fā)泡塑料性能不會改變。另一種是化學(xué)發(fā)泡法粉渠，這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡分冈，是對加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡，還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進(jìn)行發(fā)泡霸株。 后一種是機(jī)械發(fā)泡雕沉，使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料去件。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后坡椒，發(fā)泡劑的分子就會在塑料中形成很多微小氣泡（氣泡核），隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加尤溜，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大倔叼，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低，氣泡也會停止增長并且慢慢成型宫莱，這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔丈攒。所以不管采用什么發(fā)泡工藝，使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核梢睛，氣泡核膨脹肥印，氣泡固化成型這個(gè)過程。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜绝葡，也就是我們常說的珍珠棉深碱，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點(diǎn)，如防震藏畅，防潮敷硅，韌性好等，來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的愉阎。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯绞蹦，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合，通過管道將其吸入到擠出機(jī)入料口榜旦，同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑幽七。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化，再通過噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡溅呢，然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜澡屡。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開猿挚，展平后收成卷，這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了驶鹉。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字绩蜻。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀，后通過機(jī)器壓封成包裝袋室埋，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了办绝。塑料通過發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡，能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便姚淆，還能起到包裝保護(hù)的功能孕蝉，現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬，也具有這樣的性能肉盹，它就像金屬的氣泡包裝材料昔驱。這種復(fù)合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的，它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬上忍，它比合金鋼要輕70%骤肛，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量，具備防輻射窍蓝，防彈腋颠，防火的能力，在遭遇壓力時(shí)其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護(hù)的作用吓笙，也許將來我們就能用到這種氣泡金屬淑玫。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高，怎么提高可持續(xù)性以及提升效率面睛，推動材料和能源消耗的下降絮蒿，以及材料性能的提升，成本降低叁鉴，有些可以通過輕量化實(shí)現(xiàn)土涝，而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來發(fā)展的方向。那些用于包裝幌墓，汽車但壮，建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡，輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展常侣，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用蜡饵，各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛

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聚丙烯(PP)樹脂具有原料來源豐富、質(zhì)量輕胳施、性價(jià)比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性溯祸、耐化學(xué)腐蝕性、易于回收等特點(diǎn)，是世界上應(yīng)用廣焦辅、產(chǎn)量增長快的樹脂之一鸟召。聚丙烯微孔發(fā)泡注塑發(fā)泡聚丙烯（Expanded Injection PP，EIPP）是減重注塑技術(shù)中新的技術(shù)氨鹏。其主要原理是在注塑材料中添加發(fā)泡劑，當(dāng)材料填滿型腔后压状，模具打開一定的距離（1～3mm）仆抵，形成一個(gè)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(diǎn)1. 比普通同等壁厚零件減重約20% 种冬，能大幅降低材料成本镣丑。2. 內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形較小，尺寸穩(wěn)定性高娱两。3. 表面致密莺匠，可進(jìn)行噴漆、涂層等處理十兢。4. 絕熱趣竣、吸聲、緩沖性較好旱物。EIPP技術(shù)的典型應(yīng)用目前主要的應(yīng)用是汽車內(nèi)飾件遥缕，如門板。目前國內(nèi)國外均有投產(chǎn)宵呛。影響EIPP成型質(zhì)量主要因素PP配方用注塑的方法单匣，想做出非常好的發(fā)泡效果，采用純PP原料是很困難的宝穗。由于PP的結(jié)晶性户秤，適合發(fā)泡的窗口很窄，所以要做適當(dāng)?shù)母男源Ｅ浞街行枰m當(dāng)添加各種組份鸡号，如增韌劑、填料橱鹏、成核劑膜蠢、穩(wěn)定劑等等。既要增加PP材料的熔體強(qiáng)度莉兰，又要保證耐熱挑围、耐候、耐氣熏糖荒、耐劃傷的基本要求杉辙，同時(shí)防止發(fā)粘、氣味和VOC等捶朵。模具設(shè)計(jì)EIPP 工藝由于需要在薄壁型腔內(nèi)完成高速填充和發(fā)泡工藝蜘矢，很容易出現(xiàn)表面缺陷狂男，常見的問題包括：流痕、凹陷品腹、銀紋岖食、氣泡、拉斷等等舞吭。這些都需要精心的模具設(shè)計(jì)泡垃。通過改變?nèi)垠w流動路徑，改變加強(qiáng)筋的位置羡鸥，調(diào)整皮紋的樣式等多種方式蔑穴，來獲得的注射效果。注塑工藝惧浴、穩(wěn)定的注塑機(jī)臺對制品質(zhì)量至關(guān)重要存和。一般來說，發(fā)泡劑需要自動稱量衷旅，自動輸送到螺桿捐腿。模具中的充氣量由壓力傳感器控制。壓力若控制不好柿顶，表面的發(fā)泡劑會在流動過程中自行發(fā)泡叙量，造成表面銀紋。為保證材料注塑溫度的穩(wěn)定九串，注塑機(jī)螺桿和模具熱流道經(jīng)過溫控平衡绞佩。同樣地，模具溫度也必須控制嚴(yán)格猪钮。綜上所述品山，注塑發(fā)泡是一個(gè)系統(tǒng)工程，只有將配方烤低、模具設(shè)計(jì)和注塑工藝等幾個(gè)方面要有機(jī)的結(jié)合起來肘交，才能做出好的EIPP產(chǎn)品。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展扑馁，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代涯呻，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年的歷史腻要，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)志复罐，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能雄家，提高了汽車的美觀舒適度效诅。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的耐熱性能乱投、耐化學(xué)藥品腐蝕性咽笼、剛性、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)用戚炫。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢剑刑。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大双肤、技術(shù)要求高叛甫，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)行更廣泛杨伙、更有效、更經(jīng)濟(jì)萌腿、更實(shí)用的改性限匣。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毁菱。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限米死，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贮庞，大大降低機(jī)臺的鎖模力峦筒，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小、平直度高窗慎，沒有縮水物喷，尺寸穩(wěn)定，成型視窗大等特點(diǎn)遮斥，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)勢峦失，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件术吗。隨著汽車輕量化的發(fā)展尉辑，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多较屿，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%隧魄，卡車、工程機(jī)械車占20% 隘蝎，客車购啄、商務(wù)車占35% 。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料嘱么。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想闸溃，僅適合于需要表面覆皮的高端車，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)用辉川；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體表蝙，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)乓旗，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下府蛇，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 屿愚，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 汇跨。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等妆距，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件穷遂，如車身門板、尾門娱据、風(fēng)道等蚪黑；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等中剩；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等忌穿。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%的減重结啼，注射壓力降低約30%～50% 掠剑，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%郊愧，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性朴译，較傳統(tǒng)材料可實(shí)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性属铁，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活动分。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能，作為汽車車頂红选，可降低汽車的質(zhì)量澜公，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化喇肋。福特微發(fā)泡發(fā)動機(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坟乾，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)，既節(jié)約了塑材蝶防，又減輕了重量甚侣，而且不會影響零件的任何性能。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX间学、Grand C-MAX殷费、S-MAX印荔、蒙迪歐和Galaxy等。上所述详羡，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛仍律，

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摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能，PP屬于結(jié)晶型聚合物实柠，在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)水泉，存在結(jié)晶區(qū)，相態(tài)為固態(tài)窒盐，難以發(fā)泡草则；而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，熔體強(qiáng)度急劇下降蟹漓，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂炕横。目前，關(guān)于超臨界二氧化碳制備PP微孔發(fā)泡材料的研究主要聚焦于改善PP的發(fā)泡行為葡粒，通過添加納米顆练莸睿或聚合物來調(diào)控PP的結(jié)晶方式，采用直接合成塔鳍、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強(qiáng)度，以及改進(jìn)發(fā)泡方法來獲得PP微孔發(fā)泡材料呻此。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有良好的力學(xué)性能轮纫、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料焚鲜，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS）掌唾，耐熱溫度130 ℃，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃忿磅；此外糯彬，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好，即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀葱她。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居撩扒、包裝、交通吨些、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場需求搓谆。超臨界二氧化碳由于無毒、價(jià)廉豪墅、不易燃以及在聚合物中相對高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑泉手，因此，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注偶器。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為斩萌、提高其熔體強(qiáng)度缝裤、改進(jìn)發(fā)泡方法等方面綜述了近年來用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進(jìn)展。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物颊郎，在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)憋飞，由于晶區(qū)的存在，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散袭艺，因此溶解度低搀崭；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響猾编，無法得到泡孔均一的發(fā)泡材料瘤睹。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)，在高結(jié)晶度聚合物中無法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)答倡，而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到轰传。.2 晶區(qū)尺寸結(jié)晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物，是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低瘪撇，有利于泡孔成核获茬。一般而言，晶區(qū)面積小倔既，結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸恕曲；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核，甚至導(dǎo)致無法發(fā)泡渤涌。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)佩谣，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核、長大和定型实蓬。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)茸俭，熔體強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí)安皱，泡孔發(fā)生破裂和聚并调鬓，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃。因此酌伊，要制備泡孔均一分布腾窝、泡孔尺寸小、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品居砖，需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散燕锥、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過程中PP熔體強(qiáng)度低等問題。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為悯蝉，使PP能在較低的溫度發(fā)泡归形；二是對PP進(jìn)行改性，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）鼻由；三是改進(jìn)發(fā)泡方法暇榴。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無機(jī)納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能厚棵，碳納米纖維、碳納米管蔼紧、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來改變PP的結(jié)晶行為婆硬，在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法奸例，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為彬犯，減小晶體尺寸，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容查吊，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點(diǎn)谐区，從而得到晶體尺寸小、密度高的發(fā)泡材料逻卖。Wang Chuanbao等進(jìn)一步考察了碳納米纖維含量對納米材料發(fā)泡的影響宋列，結(jié)果表明：當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)评也，但泡孔尺寸分布不均一炼杖，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域；當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí)盗迟，PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降坤邪，使二氧化碳的溶解度提高，泡孔均一罚缕；當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到25%時(shí)艇纺，泡孔結(jié)構(gòu)為均一，泡孔尺寸小怕磨。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)喂饥，納米材料的尺寸消约、幾何形狀對結(jié)晶行為也有影響肠鲫，并且得到纖維含量越高，泡孔尺寸越小的結(jié)論或粮。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲能模量导饲，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶。Rizvi等采用機(jī)械共混氯材，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系渣锦。結(jié)果表明：PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核，且PTFE對二氧化碳有親和性氢哮，提高了二氧化碳溶解度袋毙，PP泡孔密度大幅提高。Luo Yiwei等分別對比了球狀和纖維狀聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復(fù)合材料的發(fā)泡冗尤。結(jié)果表明：球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進(jìn)了PP的結(jié)晶听盖，提高了PP的結(jié)晶密度胀溺，密集的晶體作為泡孔成核劑，減小了泡孔尺寸皆看，提高了泡孔密度仓坞。提高熔體強(qiáng)度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強(qiáng)度，一種行之有效的方法就是對PP進(jìn)行改性以得到HMSPP腰吟，從而加寬發(fā)泡溫度范圍无埃。目前，獲得HMSPP的方法通常有直接合成毛雇、共混擠出嫉称、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等。3.1 直接合成采用傳統(tǒng)的Zeigler-Natta催化劑和茂金屬催化劑能制備高線性和高規(guī)整聚合物禾乘，但很難得到支化聚合物澎埠。Langston等將對-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑，與茂金屬催化劑結(jié)合始藕，制備了相對分子質(zhì)量高蒲稳、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對規(guī)整的長支鏈PP（LCBPP）。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α伍派，ω-二烯單體制備LCBPP江耀。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP诉植。用這種方法制備LCBPP的相對分子質(zhì)量分布大于5祥国，且零剪切黏度也有所提高。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過共混提高PP的支化程度晾腔，從而提高熔體強(qiáng)度舌稀。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體，從而獲得LCBPP灼擂。其原理是引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基捕獲PP分子主鏈中叔碳上的氫原子壁查，然后通過控制反應(yīng)溫度、單體濃度等使失去氫原子的不穩(wěn)定叔碳自由基與其他自由基反應(yīng)剔应，形成長支鏈結(jié)構(gòu)睡腿。Nam等通過加入過氧化物引發(fā)劑和多官能團(tuán)單體反應(yīng)共混得到LCBPP，通過流變性能證明長支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強(qiáng)度峻贮，并獲得了較好的發(fā)泡性能席怪。Gotsis使用過氧化二碳酸酯對線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP，熔體強(qiáng)度和拉伸性能都明顯提升纤控，有效抑制泡孔的聚并和破裂挂捻。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑，與馬來酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混船万，得到具有較高模量刻撒、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP惜辑，能改善發(fā)泡行為。另外在熔融態(tài)時(shí)疫赎，只加入過氧化物和PP盛撑，會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解，為了提高接枝效率捧搞，通常會加入給電子體（如苯乙烯抵卫、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)。此外胎撇，通過緩慢釋放過氧化物的自由基以及超臨界流體作為塑化劑降低操作溫度的方法都可以有效抑制分子鏈的降解介粘。