成都優(yōu)質(zhì)聚丙烯微孔發(fā)泡廠家
發(fā)布時(shí)間:2022-05-19 01:23:14成都優(yōu)質(zhì)聚丙烯微孔發(fā)泡廠家
近年來(lái)綜合性能優(yōu)異绕沈、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”,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種帮寻。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)乍狐,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,成功開發(fā)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化技術(shù)固逗。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類浅蚪。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留烫罩、發(fā)泡過(guò)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(duì)臭氧層有破壞作用惜傲,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?duì)較高,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全贝攒。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑盗誊,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(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)隘弊,而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)哈踱、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化梨熙,可以制備微孔甚至納米泡孔材料开镣。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結(jié)晶聚合物,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制串结,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(wú)法保持完整泡孔哑子,可操作窗口窄。因此肌割,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卧蜓。為了攻克這一難題,趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通把敞、中石化北化院弥奸、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位奋早,在合適物料體系盛霎、可控工藝過(guò)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、強(qiáng)化和工程化等系列工作耽装,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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新愤炸。趙玲介紹,在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡掉奄,既可突破結(jié)晶的制約规个,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。基于這一發(fā)泡機(jī)制诞仓,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)泡專用料缤苫,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(guò)程效率和發(fā)泡倍率墅拭,氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡活玲、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(chǎng)谍婉、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)舒憾,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)屡萤,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬(wàn)立方米模壓發(fā)泡裝置珍剑,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(wàn)~6萬(wàn)立方米的釜壓發(fā)泡裝置死陆,生產(chǎn)效率提高25%,成品率提高到99%以上唧瘾,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)措译,2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元饰序。此外领虹,該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文求豫。趙玲表示塌衰,超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng),除聚丙烯外蝠嘉,還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)最疆,多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料蚤告,除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾努酸、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域,還可滿足兒童玩具杜恰、食品获诈、醫(yī)療、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求心褐。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能舔涎,聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域,如新能源汽車動(dòng)力電池墊片逗爹、5G通信微波中繼天線罩亡嫌、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等。
成都優(yōu)質(zhì)聚丙烯微孔發(fā)泡廠家
生物降解塑料目前已開始應(yīng)用在一次性餐具昼伴、包裝匾旭、農(nóng)業(yè)、汽車圃郊、醫(yī)療价涝、紡織等多個(gè)領(lǐng)域,基于行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及市場(chǎng)需求持舆,第八元素為客戶提供PLA色瘩、PBAT、PBS等降解材料逸寓,點(diǎn)擊以下鏈接居兆,即可在線采購(gòu)樣品:系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型,應(yīng)用方向竹伸,性能要求泥栖。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(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代勋篓,越來(lái)越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件吧享。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(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志譬嚣,塑料飾件的大量應(yīng)用钢颂,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能,提高了汽車的美觀舒適度拜银。PP以密度小殊鞭、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的耐熱性能尼桶、耐化學(xué)藥品腐蝕性操灿、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)用疯汁。近來(lái)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(shì)牲尺。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)、投資巨大幌蚊、技術(shù)要求高谤碳,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù),所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛溢豆、更有效蜒简、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性漩仙。延伸性搓茬、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無(wú)機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”犹赖。是由 PP樹脂、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卷仑、碳酸鈣等無(wú)機(jī)填料的復(fù)合物峻村,其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型,且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低锡凝、質(zhì)輕粘昨、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)窜锯≌派觯滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率锚扎,且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)吞瞪,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,提高材料的模量和熱變形溫度驾孔。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(如在前端模塊芍秆、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一翠勉。LGFPP制品指含有長(zhǎng)度為10~25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過(guò)注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)浪听。10~25mm的長(zhǎng)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、剛度眉菱、韌性,以及尺寸穩(wěn)定性好掉分、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)俭缓。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酥郭,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變华坦。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比,LG-FPP的密度低不从,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)靈活性惜姐,可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力椿息、節(jié)約模具成本(一般長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)歹袁、減少能耗(長(zhǎng)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%)寝优、簡(jiǎn)化裝配工序条舔。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品,具有強(qiáng)度高乏矾、熱膨脹系數(shù)低孟抗、耐高溫迁杨、阻燃性能好、低浮纖凄硼、低翹曲铅协、低收縮 等特點(diǎn)。
成都優(yōu)質(zhì)聚丙烯微孔發(fā)泡廠家
聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱摊沉、隔音狐史、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能,近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在包裝坯钦、建 筑预皇、汽車等行業(yè)。PP 在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降婉刀,低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)吟温,所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大,目前只有少數(shù)國(guó)家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)突颊,因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān) 注鲁豪。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備律秃、性能改進(jìn)爬橡、表征方法等方面綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動(dòng)態(tài),并對(duì)該領(lǐng)域 今后的研究方向進(jìn)行了展望棒动。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕糙申、抗沖緩震、 耐腐蝕船惨、隔熱隔音等優(yōu)良的特性柜裸,與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比,PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢(shì)在于它的自由成 型性粱锐,發(fā)泡珠粒均勻的尺寸與穩(wěn)定的發(fā)泡倍率使其非 常適合模塑成型疙挺,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)怜浅,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)铐然。其中,EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE恶座,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS搀暑,此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異奥裸,是非常環(huán)保的材料险掀,因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝、建筑湾宙、汽車等行業(yè)樟氢,特別是在汽車行業(yè) 的需求增長(zhǎng)十分迅速冈绊。鑒于世界各國(guó)對(duì) EPP 材料研究的重視,本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝埠啃、裝備死宣、性能改進(jìn)以 及表征手段等方面介紹了近年來(lái) EPP 的研究進(jìn)展與 動(dòng)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(jī)理 PP 珠粒發(fā)泡的機(jī)理為過(guò)飽和氣體法碴开。如 Fig. 1 所示毅该,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(guò)快速卸壓或 者溫度驟升造成熱力學(xué)的不穩(wěn)定來(lái)形成過(guò)飽和體系潦牛, 這個(gè)階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離眶掌,氣泡開始成核并大量生長(zhǎng),穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒巴碗。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(huì)社與 Kaneka 公司為代表的反應(yīng)釜 法朴爬,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(guó) Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝,相對(duì)于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言橡淆,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛召噩。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)壓力升高逸爵,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)泡珠粒具滴。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同,又可分為無(wú)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)师倔,PP 顆粒會(huì)堆積 在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個(gè)顆粒中构韵,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 顆粒分散在水中趋艘,發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中贞绳,所需壓力約2 ~ 6 MPa。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制致稀、發(fā)泡倍率高、泡孔結(jié)構(gòu) 好俱尼、可二次發(fā)泡抖单,缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高。 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 遇八、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP矛绘。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中, 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度刃永,保溫一段時(shí)間后再升溫到 發(fā)泡溫度货矮,繼續(xù)保溫一段時(shí)間,打開高壓釜放出分散體 到大氣中斯够,放出物料的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫?保持在放出物料前的壓力囚玫。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌喧锦、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)工藝抓督。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 能燃少。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 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)排料口模铃在,卸壓時(shí) PP 通過(guò)排料口模進(jìn)入 收集裝置中阵具,實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過(guò)程中的泡孔形態(tài)與熔 融、結(jié)晶行為以及口模長(zhǎng)度對(duì)發(fā)泡倍率的影響定铜。結(jié)果 表明阳液,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少, 增加飽和壓力會(huì)提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比揣炕,密度降 低;而增加口模的長(zhǎng)度則會(huì)減小其體積膨脹比帘皿,密度增 加。 國(guó)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)祝沸,發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜 與收集釜矮烹,資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ~ 60倍的發(fā)泡 珠粒。 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)方向罩锐。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑奉狈,用 Fig. 3 中的無(wú)水法發(fā)泡裝置制備了 小泡孔直徑 為 9. 55 μm,泡 孔 密 度 小 于1. 5 × 109 cm - 3 的 EPP涩惑。其工藝改進(jìn)在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過(guò)程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變仁期,恒溫一段時(shí)間后再放 出珠粒進(jìn)行冷卻,其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃竭恬,工藝 流程時(shí)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 顆粒中跛蛋,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)間等痊硕,適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)保壓時(shí)間與增 大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解赊级。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) 用岔绸,探索新的生產(chǎn)工藝條件和生產(chǎn)裝備來(lái)降低其成本 是今后研究所需解決的問題理逊。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 Fig. 4 [14]盒揉。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過(guò)擠出機(jī)均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡晋被,發(fā)泡的材料通過(guò)水下切粒裝置被切割定型成尺寸均一的發(fā)泡珠粒。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)刚盈、效率高羡洛、珠粒尺寸均勻,缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中的工藝 參數(shù)難以控制藕漱,此外由于 PP 在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)幾 乎不流動(dòng)欲侮,而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后崭闲,熔體強(qiáng)度又急劇下降,所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )锈麸,擠 出法對(duì) PP 的熔體強(qiáng)度要求較高镀脂,一般要用改性的熔 體強(qiáng)度較高的 PP,這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展忘伞。 德國(guó) 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)泡珠粒的工藝薄翅。 采用丁烷作發(fā)泡劑,高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原 料氓奈,可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍翘魄,直徑為3 ~ 5 mm,密度 為15 ~ 100 kg /m3 的 EPP 舀奶。 在 PP 中加入無(wú)機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度暑竟, 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu),從 而 改 進(jìn) EPP 的 性 能育勺。Nofar [18]等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑但荤,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 倍涧至,泡孔密度為108 ~ 109 cm - 3 的發(fā) 泡材料腹躁。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)度南蓬,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度纺非,還 能夠增加氣泡成核點(diǎn),誘導(dǎo)發(fā)生異相成核赘方,從而得到泡 孔密度烧颖、體積膨脹比都較大的 EPP。與德國(guó) Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比窄陡,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 合炕淮,此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過(guò)程中各階段的 溫度,缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高跳夭。Lee [19]等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)鳖悠,用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% , 3% 优妙,5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP,研究表 明憎账,擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系套硼,此外 終的泡孔密度與發(fā)泡倍率會(huì)隨著釋壓速率的增大而 增加。另外胞皱,隨著 CO2 注入量的增加邪意,聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加九妈,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)雾鬼、高效的生產(chǎn)工藝萌朱,是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向。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策菜,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) 展方向晶疼,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,增加成核密度又憨,得到微孔的 發(fā)泡材料翠霍。其中超臨界 CO2 的實(shí)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,此外其還具有無(wú)毒蠢莺、不易燃寒匙、化學(xué)惰性等 優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注躏将,是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇锄弱。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場(chǎng)合的不同,對(duì)性能的要求 也不同祸憋,例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能会宪,建筑 材料則需要良好的隔音、隔熱性能夺衍,而汽車部件則需要 更好的剛性等狈谊,通常需要對(duì) EPP 的性能進(jìn)行改進(jìn)來(lái)適 應(yīng)不同的需求。改進(jìn) EPP 性能的方法有 2 種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工 藝沟沙,二是對(duì) PP 原料進(jìn)行改性河劝。前者主要是通過(guò)改進(jìn) 生產(chǎn)中的工藝流程、控制條件或者發(fā)泡裝備等來(lái)改進(jìn) EPP 的性能矛紫,這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與 形態(tài)赎瞎,有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品颊咬,但由于對(duì)材料本身的改變不大务甥,所以對(duì) EPP 力學(xué) 性能的改善作用有限;而后者則是通過(guò)改性 PP 原料 進(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能,PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)喳篇、物理共混敞临、熔融支化等,通過(guò)對(duì)原料的改 性麸澜,不但能夠提高其熔體強(qiáng)度挺尿、降低其發(fā)泡難度、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu),同時(shí)也能有目的地改進(jìn) EPP 的力學(xué) 性能编矾,所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向熟史。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性、改善其緩沖性 能窄俏,日本 Kaneka 公司改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝蹂匹。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凹蜈,避免了顆粒在管道中粘 結(jié)限寞,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(huì)使顆粒的冷卻速率變緩踪区,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固昆烁,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 缎岗,發(fā)泡倍率為30 ~ 60静尼, 閉孔含量為 90% ,泡孔尺寸為150 ~ 300 μm 的 EPP传泊。將 PP 與無(wú)機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法鼠渺,丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對(duì) EPP 的影響,納米碳酸鈣的比表面積大眷细,在發(fā)泡過(guò)程在 能起到異相成核的作用拦盹,從而使 EPP 的泡孔密度增 大,泡孔直徑減小;但同時(shí)也會(huì)使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄溪椎。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)普舆、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來(lái)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校读。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)度沼侣,對(duì)比而言,HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好歉秫,其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好蛾洛。
成都優(yōu)質(zhì)聚丙烯微孔發(fā)泡廠家
塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右,在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%雁芙。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%轧膘,廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架兔甘、座位板谎碍、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾洞焙。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上蟆淀。讓汽車用上更多的塑料部件太援,還有很多功課可以開展。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)扳碍,前三位為:美國(guó)、日本仙蛉、德國(guó)笋敞。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)荠瘪,該技術(shù)來(lái)源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利夯巷。Trexel公司在1995年通過(guò)專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣,并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell哀墓。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑趁餐,發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔,通過(guò)壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)篮绰。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域后雷,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一。2018年吠各,中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點(diǎn)課題臀突。國(guó)內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面贾漏,北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請(qǐng)量上占有主要地位候学,主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)纵散,在專利申請(qǐng)方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來(lái)獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系梳码。近期,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(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化”項(xiàng)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)伍掀。北京化工大學(xué)教授掰茶、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民,華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)硕盹、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長(zhǎng)符匾、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲,兩位教授將出席“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”瘩例,并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)啊胶。國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著,對(duì)汽車輕量化提出了更高要求垛贤。特別是在車市持續(xù)萎靡焰坪、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下,輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向聘惦。整車廠某饰、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。汽車輕量化要求更高,對(duì)聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大黔漂!在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求诫尽?有哪些新的技術(shù)研發(fā)?趙玲教授將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”開講炬守。
成都優(yōu)質(zhì)聚丙烯微孔發(fā)泡廠家
概述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡(jiǎn)稱MPP牧嫉,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(gè)/cm3)减途。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在酣藻,MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖鳍置、隔熱和吸聲等性能辽剧,可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具税产、箱包怕轿、體育器材等領(lǐng)域,是傳統(tǒng)EVA砖第、PU撤卢、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物梧兼。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放吩,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)其成核羽杰、發(fā)泡渡紫,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過(guò)程清潔無(wú)污染考赛,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保惕澎。發(fā)泡過(guò)程PP材料未發(fā)生交聯(lián),因此可回收循環(huán)使用颜骤。聚丙烯(PP)本身是無(wú)毒材料唧喉,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)療器械忍抽、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域八孝。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域鸠项,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫干跛,EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物祟绊,其熔點(diǎn)一般150~170℃楼入。相比于耐溫只有70~80℃的PE哥捕、PS、PU發(fā)泡材料嘉熊,MPP的使用溫度可達(dá)120℃遥赚,因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域阐肤。MPP集增強(qiáng)鸽捻、隔熱和降噪為一體,也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域泽腮,如汽車、軌道交通衣赶,船舶诊赊,風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用府瞄,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫碧磅、PET結(jié)構(gòu)泡沫等,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用遵馆。 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)下鲸郊,由于泡孔較小,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小货邓。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料秆撮,更加降低制品重量和體積。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控换况,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材职辨,而片材表面不會(huì)穿孔,可應(yīng)用于微電子器件的包裝戈二。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在舒裤,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板,提高漫反射率觉吭。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流腾供,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的鲜滩、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)伴鳖。(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绒北,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能黎侈,可應(yīng)用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域。
成都優(yōu)質(zhì)聚丙烯微孔發(fā)泡廠家
聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應(yīng)用價(jià)值:微孔發(fā)泡材料的韌性高闷游、疲勞壽命長(zhǎng)峻汉、比強(qiáng)度高贴汪、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低休吠。除此之外還有質(zhì)輕扳埂、隔熱、吸震瘤礁、隔音阳懂、價(jià)格低廉等特點(diǎn)。這是因?yàn)檫@種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細(xì)裂縫小得多的孔徑柜思,這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端岩调,所以不會(huì)降低塑料的強(qiáng)度。因此赡盘,在汽車号枕、航天航空和其他各種運(yùn)輸工具等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價(jià)值。聚丙烯微孔發(fā)泡通過(guò)研究熔體流動(dòng)速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)陨享,低熔體流動(dòng)速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機(jī)械性能葱淳。日本Sumitom化學(xué)公司利用幾種熔體流動(dòng)速率不同的聚合物共混發(fā)泡,制得了一種沖擊強(qiáng)度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材抛姑,這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間赞厕。聚丙烯微孔發(fā)泡材料成核劑改性聚丙烯材料:PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料,它的結(jié)晶速度較慢慢定硝,容易形成尺寸較大的球晶皿桑,導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差,制品的外觀缺乏美感蔬啡,限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用唁毒。利用成核劑改性聚丙烯,是一種制備透明度高星爪,力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡(jiǎn)單有效的方法浆西,因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性顽腾,適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性近零;且共聚PP的透明性比均聚PP好。張廣平等采用2抄肖,2-亞甲基-雙(4久信,6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑,研究了成核劑對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響漓摩。結(jié)果表明:這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%裙士。此時(shí),復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃管毙,結(jié)晶度增加3%~6%腿椎,結(jié)晶速率顯著增加桌硫;材料的模量提高了20%~30%,彎曲強(qiáng)度也提高了10%~20%啃炸。纖維增強(qiáng)聚丙烯材料:纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場(chǎng)中增長(zhǎng)較快的塑料品種之一铆隘,尤其是在汽車用塑料中。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用南用,在塑料中纖維長(zhǎng)度需要大于LC膀钠,既零界長(zhǎng)度,LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系裹虫。如果纖維的長(zhǎng)度小于LC肿嘲,其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大。例如筑公,玻纖增強(qiáng)PP中睦刃,玻璃纖維的零界長(zhǎng)度為3.1 mm;而在另外一種經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的PP中十酣,LC可能降到0.9mm以下。對(duì)于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料际长,制品中的纖維長(zhǎng)度一般只有0.2~0.6mm耸采,限制了制成品性能的提高。而在長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料部件中工育,玻璃纖維的殘留長(zhǎng)度可以達(dá)到3mm以上虾宇,大大提高了制品的物理機(jī)械性能。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用價(jià)值由于長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制品中的纖維殘留長(zhǎng)度較長(zhǎng)如绸,它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右嘱朽;比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高;此外怔接,這種材料的加工流動(dòng)性好搪泳,制品外觀光亮、無(wú)塌坑等缺陷扼脐,制品的成型收縮率也小岸军。的研究成果表明,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強(qiáng)聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時(shí)瓦侮,LFG/PP的拉伸強(qiáng)度艰赞、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度明顯高于SFG/PP。