象山優(yōu)質(zhì)聚烯烴氣溶泡棉定制
發(fā)布時間:2022-03-18 01:25:33象山優(yōu)質(zhì)聚烯烴氣溶泡棉定制
日常生活中松蒜,當(dāng)人們購買兒童玩具扔茅、家具用品等塑料制品時已旧,都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保召娜,近年來綜合性能優(yōu)異运褪、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”,日益受到熱捧玖瘸,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種秸讹。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)。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上雅倒,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)化和強化”項目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎璃诀。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦,這里有近千位化學(xué)化工醫(yī)藥專業(yè)的海內(nèi)外本碩博畢業(yè)生等你招聘~聚丙烯微孔發(fā)泡鎖定新材料發(fā)展重點領(lǐng)域布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領(lǐng)域蔑匣,發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段劣欢。隨著航天航空、國防裁良、能源凿将、交通、包裝价脾、電器牧抵、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展,對具有優(yōu)異機械性能和絕熱、隔音犀变、絕緣妹孙、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切。聚丙烯作為產(chǎn)量大获枝、增長量快涕蜂、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一,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)域的熱點與難點映琳。2016年机隙,由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝萨西,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)工作有鹿。據(jù)趙玲介紹,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類谎脯〈邪希化學(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)泡倍率等缺點源梭;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用娱俺,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^高或價格昂貴废麻,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全荠卷。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險烛愧、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端油宜,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)怜姿,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)慎冤,而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降沧卢、結(jié)晶行為改變等一系列變化蚁堤,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物但狭,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制披诗,很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔熟空,可操作窗口窄藤巢。因此,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息罗。為了攻克這一難題掂咒,近年來,華理趙玲團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院绍刮、浙江新恒泰温圆、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系孩革、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)化岁歉、強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)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢:根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(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)泡機制膝蜈,開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料锅移,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)泡倍率饱搏,氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設(shè)備體積非剃;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)計保證了均勻的壓力場推沸、溫度場和速度場备绽,成功實現(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)。
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近年來綜合性能優(yōu)異鬓催、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”肺素,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)宇驾,近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破倍靡,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)化和強化技術(shù)。合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類飞苇【保化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留蜗顽、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用布卡,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,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全雇盖。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑忿等,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù),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)崔挖,而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點贸街、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化狸相,可以制備微孔甚至納米泡孔材料薛匪。聚丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制脓鹃,很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔逸尖,可操作窗口窄。因此,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娇跟。為了攻克這一難題岩齿,趙玲團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院苞俘、浙江新恒泰盹沈、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系吃谣、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)化乞封、強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)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新岗憋。趙玲介紹歌亲,在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡,既可突破結(jié)晶的制約澜驮,又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型陷揪。基于這一發(fā)泡機制杂穷,他們開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料悍缠,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)泡倍率耐量,氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(fā)泡飞蚓、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,保證了均勻的壓力場廊蜒、溫度場和速度場趴拧,實現(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)山叮,項目團(tuán)隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置著榴,實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的領(lǐng)先制造;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)泡裝置屁倔,生產(chǎn)效率提高25%脑又,成品率提高到99%以上,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)锐借,2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元问麸、利稅1.09億元。此外钞翔,該團(tuán)隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件严卖、實用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論。趙玲表示布轿,超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強哮笆,除聚丙烯外俺亮,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)完成疟呐。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料脚曾,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)域启具,還可滿足兒童玩具本讥、食品、醫(yī)療鲁冯、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求拷沸。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能,聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域薯演,如新能源汽車動力電池墊片撞芍、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜跨扮、防彈衣背板等序无。
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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)衡创,其中凝膠含量約為10%帝嗡,且凝膠的交聯(lián)點之間平均相對分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比璃氢,具有相近的剪切黏度和熔體流動速率哟玷,但熔體彈性明顯增加,且有應(yīng)變硬化行為一也,其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍巢寡。因此,微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能椰苟。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑抑月,在不加入成核劑的條件下,得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料尊剔。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃爪幻。因此,普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度须误,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。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)量仇轻,拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)京痢,引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能篷店,但是會引起線型聚丙烯成核速率降低祭椰,在制備高泡孔密度的泡沫時臭家,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)泡材料時方淤,在沒有使用成核劑的條件下钉赁,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)泡性能携茂,但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升你踩,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讳苦,應(yīng)用上受到限制带膜。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鸳谜,提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度膝藕,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(jìn)行熔融接枝改性咐扭,在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)芭挽,并且對形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征,同時測試了改性聚丙烯的流變行為蝗肪。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(jìn)行了評價览绿。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穗慕,齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700~2500饿敲,自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%,苯乙烯(St):純度99%:上汗涿啵化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%怀各,上海凌峰試劑廠。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术浪,日本電子公司(日本)瓢对。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(jìn)行:稱取PP粒料100.0g胰苏、不飽和聚酯2.5g硕蛹、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g,混合硕并,加入密煉機中法焰,170℃,轉(zhuǎn)速30r/min的條件下倔毙,熔融反應(yīng)6.0min埃仪。然后停止攪拌,在氮氣氣氛下170℃熱處理15min陕赃。反應(yīng)過程大致如Fig.2卵蛉。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后颁股,放入5gPP樣品。關(guān)閉高壓釜傻丝,充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa甘有。高壓釜在油浴中升溫至170℃,維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)葡缰。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa亏掀,保持30min后,迅速打開閥門泄壓运准,并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品幌氮。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。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黏度增加胁澳。為了比較2種PP剪切黏度的變化该互,通過Cross方程對兩曲線進(jìn)行擬合。從Tab.1中可以看到韭畸,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宇智,且熔體指數(shù)略有下降,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(dá)到了3.0×105胰丁,遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)随橘。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得熔體松弛時間和熔體彈性增加锦庸,所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍机蔗。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46,剪切變稀行為有所減弱甘萧。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論萝嘁,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(xiàn)扬卷,所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示牙言,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怪得,改性后PP的熔體彈性明顯增強咱枉。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感。Fig.4(B)顯示徒恋,未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升蚕断,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耗角正切值越小因谎,熔體彈性行為越明顯基括。Winter和Chambon的研究表明,在臨界凝膠點财岔,損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)风皿,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)系匠璧,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)象桐款,并認(rèn)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夷恍,由于法向應(yīng)力差的的作用魔眨,呈現(xiàn)彈性行為。通過比較法向應(yīng)力差酿雪,可知聚合物熔體彈性的大小遏暴。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可以看到指黎,改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高朋凉,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時醋安,2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線杂彭,圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線。由于拉伸應(yīng)變速率較大吓揪,純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂亲怠,且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為柠辞,瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線团秽,大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍,達(dá)到5.6×105Pa·s叭首。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因习勤。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。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑放棒,在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能姻报。工藝條件為溫度170℃、壓力15MPa间螟。從Fig.7A中可以看到吴旋,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,基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)厢破。說明純PP的熔體強度不夠荣瑟,無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應(yīng)力,在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時摩泪,PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂笆焰。Fig.7B中顯示,改性PP發(fā)泡后见坑,可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個橫截面嚷掠,泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)捏检。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。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右不皆,泡孔密度達(dá)到1.1×109cm-3贯城。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為,不僅增加了PP的熔體強度霹娄,同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時能犯,熔體形變變得均勻,使得熔體不容易斷裂犬耻,因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善踩晶。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率,具體原因尚需更多的研究枕磁。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性渡蜻,得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯。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透典,沒有使剪切黏度劇烈增加晴楔,使得在改善發(fā)泡性能的同時,保持了聚丙烯的加工性能峭咒。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡税弃,在不加入任何成核劑的條件下,可以得到發(fā)泡倍率25.6倍凑队,泡孔密度1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料则果。
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什么是MPP?MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯漩氨,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微米西壮,泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在叫惊,MPP具有優(yōu)異的減震款青、緩沖、隔熱和吸聲等性能霍狰,可廣泛應(yīng)用于包裝抡草、交通工具、箱包蔗坯、體育器材等領(lǐng)域康震,是傳統(tǒng)EVA、PU宾濒、PS發(fā)泡材料腿短、EPE和EPP的佳替代物。聚丙烯微孔發(fā)泡MPP所需的原料制造MPP一般需要使用高熔體強度聚丙烯(high melt strength PP)。通用的PP由于其是線性的半結(jié)晶聚合物橘忱,加工窗口較窄赴魁,且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)。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鹦付,在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體尚粘,并誘導(dǎo)其成核择卦、發(fā)泡敲长,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染秉继,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保祈噪。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián),因此可回收循環(huán)使用尚辑。聚丙烯(PP)本身是無毒材料辑鲤,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)療器械杠茬、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域月褥。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)域瓢喉,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫宁赤,EVA泡沫。 PP是半結(jié)晶聚合物栓票,其熔點一般150~170℃决左。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS走贪、PU發(fā)泡材料佛猛,MPP的使用溫度可達(dá)120℃,因此MPP特別適合高溫包裝坠狡、高溫保溫等領(lǐng)域继找。MPP集增強、隔熱和降噪為一體逃沿,也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域婴渡,如汽車、軌道交通感挥,船舶缩搅,風(fēng)機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用触幼,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫硼瓣、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。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)下堂鲤,由于泡孔較小亿傅,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)約材料瘟栖,更加降低制品重量和體積葵擎。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材半哟,而片材表面不會穿孔酬滤,可應(yīng)用于微電子器件的包裝(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寓涨,提高漫反射率盯串。(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戒良。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的体捏、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糯崎。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔几缭,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)域沃呢。 MPP的阻燃著下游應(yīng)用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升年栓,對MPP阻燃要求日益劇增,巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低樟插,添加1%即可達(dá)到UL94 VTM-2阻燃等級韵洋,對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響,NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外黄锤,它還有出色的光和熱穩(wěn)定性搪缨,以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應(yīng)的優(yōu)點。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品鸵熟,巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達(dá)到非常高效的光老化副编,延長MPP長時間在戶外暴曬的時間,防止材料老化降解流强; BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外痹届,同時還具有形態(tài)顆粒化打月,加工方便队腐,潔凈,無粉塵污染等特點奏篙。
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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展柴淘,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代迫淹,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年的歷史为严,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志敛熬,塑料飾件的大量應(yīng)用,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能第股,提高了汽車的美觀舒適度应民。PP以密度小、性價比高夕吻、具有優(yōu)異的耐熱性能诲锹、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性梭冠、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)用辕狰。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)周期長控漠、投資巨大、技術(shù)要求高悬钳,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)盐捷,所以現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效默勾、更經(jīng)濟(jì)碉渡、更實用的改性。丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體母剥,制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔滞诺。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限,在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上环疼,可以明顯減輕重量和成型的周期习霹,大大降低機臺的鎖模力,并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小炫隶、平直度高淋叶,沒有縮水,尺寸穩(wěn)定伪阶,成型視窗大等特點煞檩,特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨具優(yōu)勢,成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向栅贴。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件斟湃。隨著汽車輕量化的發(fā)展,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑檐薯,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多凝赛,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%,卡車、工程機械車占20% 哄酝,客車友存、商務(wù)車占35% 。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料陶衅。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想屡立,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本搀军,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用膨俐;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源罩句,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)焚刺,注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡门烂,且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 乳愉,但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm 。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡屯远、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等蔓姚,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件,如車身門板慨丐、尾門坡脐、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條房揭、頂棚等备闲;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% 捅暴,較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)高50%的減重恬砂,注射壓力降低約30%~50% ,鎖模力降低約20% 伶唯,循環(huán)周期減少10%~15%觉既,同時還能提高汽車的節(jié)能性,較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)高30%的節(jié)能乳幸,并且能改善制品的翹曲變形性瞪讼,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能粹断,作為汽車車頂符欠,可降低汽車的質(zhì)量,同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件瓶埋,有利于汽車的輕量化希柿。動機罩福特微發(fā)泡發(fā)動機罩: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诊沪,形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu),既節(jié)約了塑材曾撤,又減輕了重量端姚,而且不會影響零件的任何性能。目前已應(yīng)用車型有:C-MAX挤悉、Grand C-MAX渐裸、S-MAX、蒙迪歐和Galaxy等装悲。綜上所述昏鹃,聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但需要注意:. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗證的技術(shù)诀诊、有廣范的市場洞渤、但在中國應(yīng)用尚新。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少属瓣、更省料的產(chǎn)品設(shè)計)载迄。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機——高端應(yīng)用和節(jié)省成本。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品奠涌。