浙江靠譜聚丙烯微孔發(fā)泡價格
發(fā)布時間:2022-05-17 01:23:26浙江靠譜聚丙烯微孔發(fā)泡價格
簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP复罐,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,泡孔密度大于10的9次方個/cm3)雄家。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在效诅,MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖趟济、隔熱和吸聲等性能乱投,可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具顷编、箱包戚炫、體育器材等領(lǐng)域,是傳統(tǒng)EVA媳纬、PU双肤、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物钮惠。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茅糜,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)其成核素挽、發(fā)泡蔑赘,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染预明,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保缩赛。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián),因此可回收循環(huán)使用撰糠。丙烯(PP)本身是無毒材料峦筒,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)療器械窗慎、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。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)域遮斥,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫峦失,EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物术吗,其熔點一般150~170℃尉辑。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS较屿、PU發(fā)泡材料隧魄,MPP的使用溫度可達(dá)120℃,因此MPP特別適合高溫包裝隘蝎、高溫保溫等領(lǐng)域购啄。MPP集增強、隔熱和降噪為一體嘱么,也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域狮含,如汽車、軌道交通曼振,船舶几迄,風(fēng)機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用冰评,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫映胁、PET結(jié)構(gòu)泡沫等,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用甲雅。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)下解孙,由于泡孔較小,微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小务荆。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料妆距,更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控函匕,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材娱据,而片材表面不會穿孔,可應(yīng)用于微電子器件的包裝盅惜。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在中剩,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板,提高漫反射率抒寂。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流结啼,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)泡材料具有較低的屈芜、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)郊愧。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用朴译。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能属铁,可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域眠寿。
浙江靠譜聚丙烯微孔發(fā)泡價格
2020年我國聚丙烯表觀消費量將首度突破3000萬噸,恒力石化焦蘑、浙江石化盯拱、利和知信、中科煉化相繼投產(chǎn)例嘱,聚丙烯規(guī)模增加達(dá)到215萬噸/年狡逢,國內(nèi)聚丙烯市場正在走入產(chǎn)能過剩階段。2020年1-5月份拼卵,國內(nèi)聚丙烯市場運行情況如何呢奢浑?市場價格走勢新冠疫情影響下,一季度國內(nèi)兩桶油合成樹脂庫存量持續(xù)超過160萬噸间学。二季度市場需求端逐漸恢復(fù)殷费,供應(yīng)端有生產(chǎn)降負(fù)荷操作,兩者剪刀差作用下低葫,市場供需端矛盾有所緩解详羡。纖維料需求持續(xù)強勁,二季度末聚丙烯價格上漲嘿悬。半年內(nèi)拉絲均價在7186.32元/噸实柠,較去年同期下跌17.81%,低融共聚均價在7708.68元/噸善涨,較去年同期下跌17.61%窒盐。聚丙烯微孔發(fā)泡裝置開工負(fù)荷及產(chǎn)量概況2-5月企業(yè)開工負(fù)荷穩(wěn)步回升,同時钢拧,上半年未進(jìn)入檢修集中期蟹漓,對整體開工負(fù)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源内、3葡粒、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34.60萬噸膜钓,環(huán)比增195.64%嗽交。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)能颂斜,隨著時間后移夫壁,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沃疮,阿曼石化30萬噸聚丙烯裝置于6月初試車盒让,正式投產(chǎn)或于2020年3季度末梅肤。需求端變化、塑料制品產(chǎn)量變化年上半年來說邑茄,塑料制品產(chǎn)量并無明顯增長凭语,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,對國內(nèi)撩扒、國外市場需求的雙重打擊。中國外需市場恢復(fù)不足吨些,國外需求仍有很大不確定性搓谆。國內(nèi)“地攤經(jīng)濟”將有可能帶動需求增加。2豪墅、下游主要行業(yè)開工情況 3泉手、聚丙烯出口情況情影響下,出防護(hù)用品出口大幅增加外偶器,多數(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)遜色斩萌。聚丙烯月出口數(shù)量或在2.5-3.3萬噸內(nèi)區(qū)間震蕩。四屏轰、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年大相徑庭颊郎,多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)盈利水平較去年出現(xiàn)明顯的擴大。由于低油價的影響霎苗,油制聚丙烯的利潤水平較2019年大幅上提姆吭,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/噸唁盏,較去年同期上漲50.09%内狸,值39元/噸附近,創(chuàng)6年來新低厘擂,但值接近4400元/噸昆淡。煤制PP的利潤均值1660.41元/噸,較去年同期下跌38.25%刽严。PDH制PP利潤均值1251.81元/噸昂灵,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港庄,盈利得到較大改善倔既,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%鹏氧。新冠疫情改變了國內(nèi)聚烯烴市場的需求格局渤涌,市場供需端壓力將集中在4季度展現(xiàn)。著國內(nèi)大煉化項目把还、PDH項目陸續(xù)上馬实蓬,國內(nèi)聚丙烯(PP)市場成為群雄角力之地茸俭。新建項目投產(chǎn),PP產(chǎn)能仍將快速增長安皱,預(yù)計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸调鬓,自給率將近90%。屆時酌伊,高性能品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏腾窝。
浙江靠譜聚丙烯微孔發(fā)泡價格
摘要:利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機,采用一步法擠出工藝研制了汽車內(nèi)飾用聚丙烯(PP)微發(fā)泡料居砖。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂虹脯,考察了影響PP發(fā)泡的主要因素(如引發(fā)劑、發(fā)泡劑的用量奏候、擠出溫度等)循集。結(jié)果表明,具有良好性能的PP微發(fā)泡專用料的配方(質(zhì)量份數(shù)):均聚PP為40.00份蔗草,共聚PP為60.00份咒彤,過氧化二特丁烷為0.18份,過氧化二異丙苯為0.02份咒精,改性劑為0.50份镶柱,碳酸鈣為0.50份,發(fā)泡劑AC為 0.40份狠轻。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μm奸例,泡孔密度可達(dá)個/cm3。關(guān)鍵詞: 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯(PP)發(fā)泡材料具有質(zhì)輕向楼、耐高溫查吊、綠色環(huán)保、易注射成型湖蜕、成型周期短和成本低等優(yōu)點逻卖。隨著汽車輕量化的發(fā)展,PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多昭抒。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想评也,僅適用于需表面附皮的高端車,汽車用PP發(fā)泡材料主要為質(zhì)量更好的 化學(xué)微發(fā)泡材料[1-3]灭返〉脸伲化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米,封閉微孔泡以小于50μm 為佳熙含。目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)水平大多在80~350μm罚缕,國外也只有美國、意大利怎静、日本等少數(shù)幾個國家能生產(chǎn)邮弹。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法黔衡,以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂,采用一步法工藝研制出了性能符合相關(guān)指標(biāo)要求的汽車內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料腌乡,以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μm盟劫,泡孔密度可達(dá)個/cm3。聚丙烯微孔發(fā)泡1 試驗部分1.1 主要原料 均聚PP(記作 PP1)与纽,熔體流動速率(MFR)為3.0g/(10min)侣签,中國石化齊魯分公司;共聚PP(記作PP2)急迂,MFR為2.0g/(10min)硝岗,中國石化齊魯分公司;抗氧劑袋毙,168和1010,上海汽巴高橋化學(xué)有限公司冗尤;過氧化二特丁烷(DBP)听盖,過氧化二特丁烷(DBP),過氧化二異丙苯(DCP)裂七,二乙烯基苯皆看,偶氮二甲酰胺(發(fā)泡劑AC),液體石蠟背零,江蘇強盛功能化學(xué)股份有限公司腰吟;發(fā)泡改性劑DMS-10,自制徙瓶。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀毛雇,德國HAAKE公 司;CMT450料試驗 機侦镇,天水三斯有限公司灵疮;∮25單螺桿擠出機,德國BRABENDER公司壳繁;AH-2奧林巴斯顯微鏡震捣,日本奧林巴斯公司。1.3 試樣制備工藝 混料:將樹脂闹炉、過氧化物蒿赢、改性劑、抗氧劑渣触、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量羡棵,投入10L高速攪拌機,低速混合1min昵观,高速混合2min出料晾腔,料溫不 高于50℃舌稀。擠出發(fā)泡:擠出機設(shè)置溫度180~200℃,機頭溫度195℃灼擂,距機頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平壁查,取樣待用。1.4 測試表征拉伸強度按照GB/T1040.3—2006測試剔应,采用4型試樣睡腿,拉伸速度為50mm/min;彎曲強度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試峻贮,寬度25mm席怪;沖擊強度按GB/T1843—2008測試;表觀密度按GB/T6343—2009測試纤控;泡孔密度按 照參考文獻(xiàn)[4]所述方法測試挂捻。2 結(jié)果與討論.1 引發(fā)劑的選擇以PP1/PP2質(zhì)量 比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂,DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑船万,測試體系的熔體強度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量刻撒,結(jié)果見表1。表1耿导,DBP/DCP對發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注:擠出口模厚度0.6mm声怔,寬度50mm。由表1看出舱呻,DBP和DCP都能提高PP熔體強度醋火,但片材表面和泡孔均勻性不同,隨DCP含量增加箱吕,擠出片材表面質(zhì)量變差芥驳,泡孔變得不均勻;DCP雖有利于提高熔體強度茬高,但比例不宜過大晚树,以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20%為宜。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度雅采,擠出反應(yīng)時爵憎,DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解,短時間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基婚瓜,導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)宝鼓,形成局部高強度熔體,熔體強度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻巴刻,形成凹凸不平的表面愚铡。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂,選取 DBP/DCP質(zhì)量比90/10,考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系沥寥,結(jié)果見圖1碍舍。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出,隨引發(fā)劑含量增加邑雅,單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變片橡;而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低,因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份淮野。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時捧书,引發(fā)劑濃度不足,PP接枝率不高骤星,熔體強度不足经瓷,難以包裹住氣體,泡孔較大洞难,并有部分泡孔破裂舆吮,導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高;隨引發(fā)劑含量增加队贱,PP接枝程度提高歪泳,熔體強度相應(yīng)增加,氣泡在膨脹過程中露筒,泡壁不易破裂,形成致密均勻的泡孔敌卓,單位體積泡孔數(shù)量增加慎式,材料密度下降;隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高趟径,熔體強度高于氣泡膨脹的動力瘪吏,使氣泡不能充分膨脹,導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高蜗巧。.2 發(fā)泡劑的選擇與用量圖2是發(fā)泡劑 AC含量與發(fā)泡材料表觀密度及其泡孔密度的關(guān)系掌眠。由圖2看出,起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加幕屹,發(fā)泡材料表觀密度降低蓝丙,泡孔密度提高,這是由于發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體隨其用量增加而增加望拖,部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用渺尘。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時,發(fā)泡材料表觀密度反而回升说敏,泡孔密度下降鸥跟。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進(jìn)一步提高,熔體中氣體含量過多,氣泡膨脹加劇医咨,導(dǎo)致部分泡孔破裂合并枫匾,氣體溢出,于是發(fā)泡材料表觀密度又提高拟淮,泡孔密度下降干茉。由圖2還可看出,發(fā)泡劑的合適用量為0.3~0.5份惩歉。
浙江靠譜聚丙烯微孔發(fā)泡價格
與傳統(tǒng)注塑制品相比等脂,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少撑蚌、尺寸穩(wěn)定性好上遥、成型周期短等一系列優(yōu)點。目前争涌,欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一粉楚,具有操作簡單、效率高亮垫、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件模软,且能耗少,符合節(jié)約材料饮潦,降低成本這一發(fā)展理念燃异,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而继蜡,欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形回俐,泡孔尺寸分布不均勻,所得制品表面存在大量的氣痕稀并、銀紋等缺陷仅颇,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用碘举。家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置忘瓦,利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)引颈,采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點耕皮,改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP蝙场、發(fā)泡劑(AC)明场、發(fā)泡助劑[Zn(St)2/ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進(jìn)行塑化。然后打開氣體反壓裝置李丰,在型腔中分別注入固定的GCP為0苦锨,0.2,0.4,0.6舟舒,0.8?MPa的氣體拉庶,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡,冷卻后秃励,取出PP發(fā)泡樣品氏仗。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后,熔體壓力瞬間達(dá)到大值夺鲜。隨著GCP從0增加至0.8?MPa皆尔,熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa,注射完成后币励,隨著氣體的排出慷蠕,熔體壓力瞬間下降,隨著冷卻收縮食呻,熔體壓力逐漸趨于0?MPa流炕。由此可知,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力仅胞,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境每辟。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時,由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率干旧,泡孔發(fā)生流動剪切變形渠欺,導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大,在流動方向上出現(xiàn)很大的變形椎眯,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象挠将,泡孔形貌極不規(guī)則,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小盅视,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)旦万,隨著GCP的增大闹击,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小,熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變成艘,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大赏半,泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時淆两,皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)断箫,此時整體泡孔的變形較小。是因為GCP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用秋冰,GCP值越大仲义,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大,泡孔受到熔體的約束力大,泡孔不易發(fā)生變形埃撵。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示赵颅。可知暂刘,在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%饺谬;隨著GCP的增大,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高谣拣,GCP為0.8 MPa時募寨,升高至26.7%。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降森缠,從63.7%下降到45.4%拔鹰,這說明GCP可以減小泡孔變形層,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍辅鲸。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計格郁,如下圖所示,泡孔的平均長度隨著GCP的增加独悴,整體呈現(xiàn)減小的趨勢例书,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小刻炒,由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度决采,即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小坟奥。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計树瞭,見圖c,隨著GCP的增加爱谁,當(dāng)GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小晒喷,但隨著GCP的進(jìn)一步增大,泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm访敌。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大凉敲,使得泡孔的成核臨界能壘升高,泡孔的成核速率下降寺旺,泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱爷抓,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長,因此熔體壓力越大阻塑,泡孔直徑越大蓝撇。
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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陈莽,對零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)渤昌,目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞虽抄。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,詳細(xì)介紹了薄壁注塑耘沼、物理發(fā)泡极颓、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,并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景群嗤。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來菠隆,隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展狂秘。然而骇径,由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重,通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染者春,已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點破衔,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]钱烟。運用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)晰筛、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)合材料中拴袭,長玻纖增強聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的價格读第、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)相比拥刻,PPLGF在強度怜瞒、剛度、翹曲度般哼、耐疲勞吴汪、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢,因此蒸眠,使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實現(xiàn)重量及成本的降低漾橙。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,即熔融浸漬楞卡、溶液浸漬霜运、粉末浸漬、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]臀晃,而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法觉渴。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm~15mm介劫,其中玻纖的含量可達(dá)20%~60%徽惋,粒子中玻纖的保留長度可達(dá)1mm~3mm,如圖1所示,相較于玻纖保留長度僅為0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料座韵,PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)险绘,可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能踢京、抗沖擊性能、耐蠕變性能等特點宦棺,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瓣距。此外,如表1所示代咸,隨著纖維含量的增加蹈丸,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)飾中的重要部件呐芥,為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量逻杖,中、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板思瘟,即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層荸百。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件,同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)滨攻,因此要求其具有高強度及高剛性够话,目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料,采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料光绕,在滿足相關(guān)性能的同時女嘲,可提升儀表板吸能性能,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奇钞,從而降低儀表板骨架重量澡为,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景埃、物理發(fā)泡媒至、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)用谷徙。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄拒啰,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完慧,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左右谋旦,整體減重可達(dá)約25%。該工藝的投入成本較低屈尼,重量優(yōu)勢明顯册着。目前,該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中脾歧,如吉利甲捏、大眾、上汽鞭执、福特等均有應(yīng)用司顿,一般選擇PPLGF20材料芒粹,設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm~2.5mm。然而大溜,薄壁注塑工藝也存在兩點問題化漆,首先是該工藝的模具成本較高,使用薄壁注塑钦奋,成型模具需要采用熱流道設(shè)計座云,熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高。其次付材,注塑工藝管控和注塑精度要求高疙教,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)重伞租,尺寸穩(wěn)定性較差贞谓。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葵诈,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裸弦,并保持在高壓力下,然后作喘,通過開關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔理疙,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)明泞坦,1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化窖贤。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好贰锁、翹曲低赃梧、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣。MuCell工藝使用超臨界流體豌熄,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性授嘀。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段,縮短成型周期锣险,同時蹄皱,可使壓力分布均勻,有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力芯肤,降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲巷折,增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。另外崖咨,泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕锻拘,微孔結(jié)構(gòu)擴充,降低材料密度掩幢,產(chǎn)品重量減輕逊拍,較同材質(zhì)實體,重量可降低5%~10%际邻。目前芯丧,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世曾,相較于實心材料重量降低了10%缨恒,此外,長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)轮听。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高骗露,工藝難度大,同時相關(guān)研究表明血巍,使用該工藝對儀表板減重比控制在3%~8%時萧锉,產(chǎn)品性能會下降10%左右,基本滿足性能要求述寡,減重超過8%柿隙,機械性能和耐熱老化性能急劇下降,不能滿足要求鲫凶。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%~5%禀崖。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),二者均是在注塑過程中螟炫,利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑波附,受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體,使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)昼钻,以降低材料密度掸屡,減輕產(chǎn)品重量[6]。其中然评,core-back工藝因使用了二次開模折晦,相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡,發(fā)泡的倍率更高沾瓦,產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多满着,產(chǎn)品的減重比更大。一般來說贯莺,模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%~8%左右风喇,而core-back工藝可高達(dá)30%~50%,具體根據(jù)退模行程決定缕探。同物理發(fā)泡工藝一樣魂莫,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)品翹曲變形爹耗,提升產(chǎn)品穩(wěn)定性耙考,而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件谜喊。目前,寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝倦始,產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm斗遏,重量降低了約40%,此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝鞋邑。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴诵次,開模的周期較長,模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高枚碗,而且該工藝的技術(shù)難度較高逾一,后期調(diào)試周期較長,產(chǎn)品的綜合成本較高肮雨。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴遵堵,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怨规,物理發(fā)泡工藝和core-back工藝鄙早。圖2 二次開模發(fā)泡示意
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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,有如洪水椅亚。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%限番,中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%,東華能源呀舔、中景石化弥虐、寶豐能源、紹興三圓媚赖、巨正源等民營企業(yè)強勢來攻霜瘪。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂,薄壁注塑料緊隨其后惧磺,熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住颖对。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--日本全家集團磨隘,成為天津石化創(chuàng)效利器缤底。T5015M產(chǎn)品在透明度、加工成型番捂、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越个唧,可廣泛應(yīng)用于透明餐盒、沙拉碗设预、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)徙歼。下一步,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)域魄梯,不斷擴大中高端材料市場份額桨螺。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)品牌營銷案例之后酿秸,公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列灭翔,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)贏得了利潤允扇,在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加,正成為“新貴”则奥。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》近年來考润,隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展,熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯读处、汽車部件糊治、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多[3]罚舱。筆者介紹熱成型基本原理及特點井辜、國內(nèi)熱成型包裝市場概況、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)用情況管闷。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粥脚,如奶茶杯、冷飲杯包个、快餐杯等刷允,主要用于快餐店、奶茶店碧囊、果凍制品廠等树灶。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主,部分冷飲采用PET 材質(zhì)糯而。杯子主要以透明材質(zhì)為主天通,季節(jié)性較強,主要用PP原料生產(chǎn)熄驼。.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品像寒。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)行消毒瓜贾。這都對樹脂原料提出了更高要求萝映。PET,PS 不耐高溫阐虚。PP 耐熱性能較好序臂,價格低廉,易得,所以成為原料奥秆。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形逊彭,且市場上無針對熱成型的專用料,客戶采用T30S 添加助劑改性构订,仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定侮叮、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悼瘾,具有耐熱溫度高囊榜,成型方便,適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式亥宿。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋卸勺、餐盒蓋、杯蓋等烫扼,主要用于快餐店曙求、奶茶店、蛋糕店等.蓋子以透明為主映企,PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多悟狱。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干、薯片堰氓、花生挤渐、餃子、湯圓的包裝双絮,外面還會有一層包裝挣菲,主要使用于速食品廠。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主掷邦,另外還有乳白色等白胀。一般餃子、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右抚岗,PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)或杠,常溫下使用的零食托盤以PET,PS 和PP 為主宣蔚,廠家根據(jù)喜好及價格選擇向抢。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。綜上可見胚委,PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍挟鸠,樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求,如加工性能亩冬、力學(xué)性能艘希、光學(xué)性能等硼身,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覆享,二者相互促進(jìn)佳遂,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 繼注射撒顿、擠出丑罪、吹塑之后,又一重要的加工方式凤壁,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 牌號吩屹。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拧抖,透明無規(guī)共聚物較少煤搜,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)口料徙鱼。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主宅楞,隨成型機工藝的進(jìn)步[21]针姿,片材寬度日益提高袱吆,寬可達(dá)1 000 mm 以上,因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求距淫。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绞绒,但此方式將帶來混料不均、制品透明性受限等問題榕暇。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能蓬衡、超高透明度的PP 原料需求日益迫切。