衢州靠譜PP微孔發(fā)泡定制

聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音如筛、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能堡牡，近年來被廣泛應(yīng)用在包裝、建 筑杨刨、汽車等行業(yè)晤柄。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降，低熔體強度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)妖胀，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大芥颈，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注赚抡。文中從制備工藝爬坑、發(fā)泡裝備、性能改進(jìn)涂臣、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)盾计，并對該領(lǐng)域 今后的研究方向進(jìn)行了展望。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕赁遗、抗沖緩震署辉、 耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性岩四，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比哭尝，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 常適合模塑成型剖煌，可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品材鹦。 早實現(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)，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)末捣。其中侠姑，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE创橄，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS箩做，此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異妥畏，是非常環(huán)保的材料邦邦，因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝、建筑醉蚁、汽車等行業(yè)燃辖，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 材料研究的重視网棍，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝黔龟、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)。聚丙烯微孔發(fā)泡 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機理 PP 珠粒發(fā)泡的機理為過飽和氣體法氏身。如 Fig. 1 所示巍棱，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蛋欣， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離航徙，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)泡珠粒陷虎。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:一種是以日 本的 JSP 株式會社與 Kaneka 公司為代表的反應(yīng)釜 法到踏，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 以 德 國 Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝，相對于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言尚猿，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛窝稿。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)壓力升高凿掂，在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時間后 打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒讹躯。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)缠劝，PP 顆粒會堆積 在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個顆粒中潮梯，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解，釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中惨恭，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中秉馏，所需壓力約2 ～ 6 MPa。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制脱羡、發(fā)泡倍率高萝究、泡孔結(jié)構(gòu) 好、可二次發(fā)泡锉罐，缺點是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高帆竹。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn) 密度低于 0. 045 g /cm3 、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP脓规。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中栽连， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度侨舆，繼續(xù)保溫一段時間秒紧，打開高壓釜放出分散體 到大氣中，放出物料的同時繼續(xù)通入氮氣使釜中壓力 保持在放出物料前的壓力挨下。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌熔恢、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)工藝臭笆。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 能叙淌。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實驗設(shè)備制備了 EPP秤掌，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個排料口模，卸壓時 PP 通過排料口模進(jìn)入 收集裝置中鹰霍，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融机杜、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果 表明衅谷，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少椒拗， 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获黔，密度增 加蚀苛。 國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實驗室 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 與收集釜玷氏，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒堵未。 如何拓寬 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間以及壓縮釜壓發(fā)泡 流程的時間也是研究的重點方向。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑盏触，用 Fig． 3 中的無水法發(fā)泡裝置制備了 小泡孔直徑 為 9. 55 μm渗蟹，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 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)飽和壓力不變赞辩，恒溫一段時間后再放 出珠粒進(jìn)行冷卻雌芽，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃，工藝 流程時間約為 2. 5 h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 顆粒中辨嗽，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度世落、壓力以及保壓時間等，適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時間與增 大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解糟需。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟屉佳，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用，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洲押。擠出法: 擠出法生產(chǎn) EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個水下切粒裝置武花，如 Fig. 4 ［14］。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡杈帐，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)泡珠粒体箕。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)、效率高娘荡、珠粒尺寸均勻干旁，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制驶沼，此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動炮沐，而當(dāng)溫度高于熔點后，熔體強度又急劇下降回怜，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )大年，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高换薄，一般要用改性的熔 體強度較高的 PP，這些缺點限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展翔试。 德國 Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產(chǎn)線是目前比較成熟的擠出法生產(chǎn)發(fā)泡珠粒的工藝轻要。 采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料垦缅，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍冲泥，直徑為3 ～ 5 mm，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 壁涎。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度凡恍， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)，從 而 改 進(jìn) EPP 的 性 能怔球。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑嚼酝，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 倍竟坛，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料闽巩。實驗表明，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度担汤，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度涎跨，還 能夠增加氣泡成核點，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核崭歧，從而得到泡 孔密度六敬、體積膨脹比都較大的 EPP。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比驾荣，雙階 擠出系統(tǒng)能夠使 PP 與發(fā)泡劑得到更好的塑化與混 合外构，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度，缺點是設(shè)備成本較高播掷。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)审编，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% ， 3% 歧匈，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP垒酬，研究表 明，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系件炉，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 增加勘究。另外，隨著 CO2 注入量的增加斟冕，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加口糕，但泡孔密度則是先增大后減小。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)磕蛇、高效的生產(chǎn)工藝景描，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向十办。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度的 PP，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) 展方向超棺，超臨界流體發(fā)泡劑的高溶解性可以縮短聚合物/氣體體系的飽和時間向族，增加成核密度，得到微孔的 發(fā)泡材料棠绘。其中超臨界 CO2 的實現(xiàn)條件(t c = 30. 98 ℃ pc = 7. 4 MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界 流體發(fā)泡劑件相，此外其還具有無毒、不易燃氧苍、化學(xué)惰性等 優(yōu)點适肠，近年來受到了廣泛的關(guān)注，是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇候引。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同侯养，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澄干，建筑 材料則需要良好的隔音逛揩、隔熱性能，而汽車部件則需要 更好的剛性等麸俘，通常需要對 EPP 的性能進(jìn)行改進(jìn)來適 應(yīng)不同的需求辩稽。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)行改性从媚。前者主要是通過改進(jìn) 生產(chǎn)中的工藝流程逞泄、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)拜效，有利于得到泡孔直徑更小喷众、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品，但由于對材料本身的改變不大紧憾，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)品的性能到千，PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)、物理共混赴穗、熔融支化等憔四，通過對原料的改 性，不但能夠提高其熔體強度般眉、降低其發(fā)泡難度了赵、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)，同時也能有目的地改進(jìn) EPP 的力學(xué) 性能甸赃，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向柿汛。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性、改善其緩沖性 能辑奈，日本 Kaneka 公司改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝苛茂。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力已烤，其次是 將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加鸠窗，避免了顆粒在管道中粘 結(jié)妓羊，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稍计，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固躁绸，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 臣嚣，發(fā)泡倍率為30 ～ 60净刮， 閉孔含量為 90% ，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP硅则。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法淹父，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怎虫，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用暑认，從而使 EPP 的泡孔密度增 大，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄大审。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)蘸际、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徒扶。實驗 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 強線性聚丙烯的熔體強度粮彤，對比而言，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好姜骡，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好导坟。

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摘要:長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強的復(fù)合材料，在滿足汽車零部件性能的同時圈澈，對零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)乍迄，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀士败，詳細(xì)介紹了薄壁注塑闯两、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況谅将，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景漾狼。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展饥臂，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展逊躁。然而，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重隅熙，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染稽煤，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點核芽，其中，使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來也取得了較大進(jìn)展[1]酵熙。運用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)轧简、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復(fù)合材料中匾二，長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價格哮独、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強聚丙烯材料（PP-SGF）相比察藐，PPLGF在強度皮璧、剛度、翹曲度分飞、耐疲勞悴务、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢，因此譬猫，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實現(xiàn)重量及成本的降低讯檐。1 長玻纖增強聚丙烯材料性能特點長玻纖增強聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種，即熔融浸漬删窒、溶液浸漬裂垦、粉末浸漬、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]肌索，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法蕉拢。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm～15mm，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%诚亚，粒子中玻纖的保留長度可達(dá)1mm～3mm,如圖1所示晕换，相較于玻纖保留長度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)站宗，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能闸准、抗沖擊性能、耐蠕變性能等特點梢灭，更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件夷家。此外，如表1所示敏释，隨著纖維含量的增加库快，PP-LGF的性能也隨之提高。圖1 PP-LGF（左）和PP-SGF（右）中玻纖分布情況Fig. 1 Distribution of glass fiber in PP-LGF (left)and PP-LGF (right)表1 不同玻纖含量PP-LGF材料和PP-SGF材料性能對比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件钥顽，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量义屏，中、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層闽铐。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件蝶怔，同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)，因此要求其具有高強度及高剛性兄墅，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料踢星，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料，在滿足相關(guān)性能的同時察迟，可提升儀表板吸能性能斩狱，同時可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計厚度由3mm～3.5mm降低到1.8mm～2.5mm耳高，從而降低儀表板骨架重量扎瓶，推動汽車內(nèi)飾輕量化。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑泌枪、物理發(fā)泡概荷、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用碌燕。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄误证，在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比修壕，PP-LGF材料運用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右愈捅，整體減重可達(dá)約25%。該工藝的投入成本較低慈鸠，重量優(yōu)勢明顯蓝谨。目前，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中青团，如吉利譬巫、大眾、上汽督笆、福特等均有應(yīng)用芦昔，一般選擇PPLGF20材料，設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm娃肿。然而咕缎，薄壁注塑工藝也存在兩點問題，首先是該工藝的模具成本較高料扰，使用薄壁注塑凭豪，成型模具需要采用熱流道設(shè)計，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高记罚。其次墅诡，注塑工藝管控和注塑精度要求高，因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性[3]，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重末早，尺寸穩(wěn)定性較差烟馅。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝，它是以熱塑性材料為基體然磷，通過將超臨界流體（二氧化碳或氮氣） 溶解到熱熔膠中形成單相溶體郑趁，并保持在高壓力下，然后姿搜，通過開關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔寡润，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]，該項技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明舅柜，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化梭纹。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好致份、翹曲低变抽、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣。MuCell工藝使用超臨界流體氮块，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性绍载。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段，縮短成型周期滔蝉，同時击儡，可使壓力分布均勻，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力蝠引，降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲阳谍，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。另外立肘，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕边坤，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充，降低材料密度谅年，產(chǎn)品重量減輕茧痒，較同材質(zhì)實體，重量可降低5%～10%融蹂。目前旺订，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝，骨架產(chǎn)品設(shè)計壁厚2.4mm超燃，相較于實心材料重量降低了10%区拳，此外，長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)意乓。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高樱调，工藝難度大，同時相關(guān)研究表明，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時笆凌，產(chǎn)品性能會下降10%左右圣猎，基本滿足性能要求，減重超過8%乞而，機械性能和耐熱老化性能急劇下降送悔，不能滿足要求。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%爪模。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝（core-back）（如圖2所示）欠啤，二者均是在注塑過程中，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑屋灌，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體洁段，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)，以降低材料密度声滥，減輕產(chǎn)品重量[6]眉撵。其中侦香，core-back工藝因使用了二次開模落塑，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高罐韩，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多憾赁，產(chǎn)品的減重比更大。一般來說散吵，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%～8%左右龙考，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定矾睦。同物理發(fā)泡工藝一樣晦款，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時，減少產(chǎn)品翹曲變形枚冗，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性缓溅，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前赁温，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝坛怪，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm，重量降低了約40%股囊，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝袜匿。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴，開模的周期較長稚疹，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高居灯，而且該工藝的技術(shù)難度較高，后期調(diào)試周期較長，產(chǎn)品的綜合成本較高怪嫌。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴待牵，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯，減重效果低于薄壁注塑工藝喇勋，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝缨该。圖2 二次開模發(fā)泡示意

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代川背，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件贰拿。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史，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)志熄云，塑料飾件的大量應(yīng)用膨更，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度缴允。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小荚守、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能练般、耐化學(xué)藥品腐蝕性矗漾、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)用薄料。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢敞贡。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大摄职、技術(shù)要求高誊役，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)行更廣泛谷市、更有效蛔垢、更經(jīng)濟(jì)、更實用的改性迫悠。微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體鹏漆，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限及皂，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上甫男，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機臺的鎖模力验烧，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小板驳、平直度高，沒有縮水碍拆，尺寸穩(wěn)定若治，成型視窗大等特點慨蓝，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)展的一個重要方向端幼。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件礼烈。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婆跑，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多此熬，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車滑进、工程機械車占20% 犀忱，客車、商務(wù)車占35% 扶关。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料阴汇。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車节槐，不僅增加了制造成本搀庶，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铜异，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源哥倔，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)壓的作用下熙掺，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡未斑，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ，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 币绩。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)泡等府阀，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件缆镣，如車身門板、尾門试浙、風(fēng)道等董瞻；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等田巴；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等钠糊。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)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重壹哺，注射壓力降低約30%～50% 抄伍，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%管宵，同時還能提高汽車的節(jié)能性截珍，較傳統(tǒng)材料可實30%的節(jié)能攀甚，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活岗喉。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能秋度，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量钱床，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件荚斯，有利于汽車的輕量化。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查牌，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)鲸拥，既節(jié)約了塑材，又減輕了重量僧免，而且不會影響零件的任何性能刑赶。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX、Grand C-MAX懂衩、S-MAX撞叨、蒙迪歐和Galaxy等。上所述浊洞，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛牵敷，

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國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營企業(yè)加速沖擊，有如洪水法希。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%枷餐，中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%，東華能源苫亦、中景石化毛肋、寶豐能源、紹興三圓屋剑、巨正源等民營企業(yè)強勢來攻润匙。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂，薄壁注塑料緊隨其后唉匾，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住孕讳。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)巍膘，成為天津石化創(chuàng)效利器厂财。T5015M產(chǎn)品在透明度、加工成型峡懈、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越璃饱，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒、沙拉碗逮诲、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)帜平。下一步幽告，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域裆甩，不斷擴(kuò)大中高端材料市場份額冗锁。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場“健康美麗新風(fēng)尚”營銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營銷案例之后嗤栓，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列冻河，滿足用戶個性化需求的又一創(chuàng)新。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤茉帅，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加叨叙，正成為“新貴”。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會”演講報告：《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應(yīng)用》近年來堪澎，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展擂错，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯、汽車部件樱蛤、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼钮呀、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多[3]。筆者介紹熱成型基本原理及特點昨凡、國內(nèi)熱成型包裝市場概況爽醋、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子便脊，如奶茶杯蚂四、冷飲杯、快餐杯等哪痰，主要用于快餐店遂赠、奶茶店、果凍制品廠等妒御。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主解愤，部分冷飲采用PET 材質(zhì)。杯子主要以透明材質(zhì)為主乎莉，季節(jié)性較強，主要用PP原料生產(chǎn)奸笤。.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品惋啃。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒监右。這都對樹脂原料提出了更高要求边灭。PET，PS 不耐高溫健盒。PP 耐熱性能較好绒瘦，價格低廉称簿，易得，所以成為原料惰帽。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形憨降，且市場上無針對熱成型的專用料，客戶采用T30S 添加助劑改性该酗，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定授药、制品成難等問題。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030呜魄，具有耐熱溫度高悔叽，成型方便，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式爵嗅。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋娇澎、餐盒蓋、杯蓋等睹晒，主要用于快餐店趟庄、奶茶店、蛋糕店等.蓋子以透明為主册招，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多岔激。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干、薯片是掰、花生虑鼎、餃子、湯圓的包裝键痛，外面還會有一層包裝炫彩，主要使用于速食品廠。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主絮短，另外還有乳白色等江兢。一般餃子、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右丁频，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)杉允，常溫下使用的零食托盤以PET，PS 和PP 為主席里，廠家根據(jù)喜好及價格選擇叔磷。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品。綜上可見奖磁，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍改基，樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求，如加工性能咖为、力學(xué)性能秕狰、光學(xué)性能等稠腊，同時加工設(shè)備的改進(jìn)提升，也會對樹脂性能提出更高的要求鸣哀，二者相互促進(jìn)架忌，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品。熱成型食品包裝用PP特點及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射诺舔、擠出鳖昌、吹塑之后，又一重要的加工方式低飒，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對這一市場提供了多個商業(yè)化的PP 牌號许昨。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號。國外熱成型專用料多為均聚物褥赊，透明無規(guī)共聚物較少糕档，且部分牌號進(jìn)口周期長，國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料拌喉。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主速那，隨成型機工藝的進(jìn)步[21]，片材寬度日益提高尿背，寬可達(dá)1 000 mm 以上端仰，因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD)[22] 以提高片材耐熔垂性能田藐，但此方式將帶來混料不均荔烧、制品透明性受限等問題。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能汽久、超高透明度的PP 原料需求日益迫切鹤竭。