東莞優(yōu)質(zhì)MPP微孔發(fā)泡定制

隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展隧出，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代踏志，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史胀瞪，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志针余，塑料飾件的大量應用，促進了汽車的減重節(jié)能凄诞，提高了汽車的美觀舒適度圆雁。PP以密度小、性價比高帆谍、具有優(yōu)異的耐熱性能伪朽、耐化學藥品腐蝕性、剛性汛蝙、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用烈涮。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)周期長窖剑、投資巨大坚洽、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)西土，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛讶舰、更有效、更經(jīng)濟需了、更實用的改性绘雁。延伸性、機械的強度和抗斷裂性無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”援所。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欣除、碳酸鈣等無機填料的復合物住拭，其主要用于汽車保險杠的注射成型，且改性PP保險杠具有成本低历帚、質(zhì)輕滔岳、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點挽牢∑酌海滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率禽拔，且其抗化學腐蝕性能強刘离，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能室叉，提高材料的模量和熱變形溫度。聚丙烯微孔發(fā)泡玻璃纖維增強改性PP玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應用(如在前端模塊硫惕、儀表板骨架茧痕、車門模塊等典型部件的應用)是多年來的研究熱點之一。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)恼除。10～25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度踪旷、剛度、韌性豁辉，以及尺寸穩(wěn)定性好令野、翹曲度低等優(yōu)勢。此外徽级，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能气破，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復合材料相比灰追，LG-FPP的密度低堵幽，相同部件的質(zhì)量可減輕20%～50%;LGFPP能為設(shè)計人員提供更大的設(shè)計靈活性，可成型形狀復雜的部件弹澎、提高集成汽車零部件的能力朴下、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%苦蒿，鋁制品的35%～50%)殴胧、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品佩迟，具有強度高团滥、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫报强、阻燃性能好灸姊、低浮纖、低翹曲秉溉、低收縮 等特點力惯。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)召嘶，其具有質(zhì)輕父晶、耐熱、耐高溫等優(yōu)點弄跌。隨著汽車輕量化的發(fā)展甲喝，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)飾上的應用也越來越多铛只，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%埠胖，卡車糠溜、工程機械車占20% ，客車押袍、商務(wù)車占35%诵冒。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料，因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想谊惭，僅適合于需要表面覆皮的高端車汽馋，不僅增加了制造成本，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體圈盔，化學發(fā)泡劑為氣源豹芯，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散內(nèi)壓的作用下驱敲，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡铁蹈，且其理想的泡孔直徑應 <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 众眨。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡握牧、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件娩梨，如車身門板沿腰、尾門、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條狈定、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等颂龙。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%的減重纽什，注射壓力降低約30%～50% 措嵌，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%芦缰，同時還能提高汽車的節(jié)能性企巢，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性让蕾，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活浪规。在一些部件中，如汽車風管涕俗、風道，還可實現(xiàn)隔熱神帅、降噪的效果再姑，減少后道工序的成本。密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能找御，作為汽車車頂元镀，可降低汽車的質(zhì)量绍填，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化栖疑。耐刮擦PP相對于工程塑料來說讨永，PP、橡膠改性PP遇革、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收卿闹、質(zhì)輕、成本低的優(yōu)勢萝快，因而被越來越多地應用于汽車以及其他領(lǐng)域锻霎，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差，而這一性能卻是儀表板揪漩、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應用部件的關(guān)鍵性能旋恼，也是汽車外部應用部件、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一奄容，而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料冰更，同時還有利于涂色，因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要昂勒。通過添加涂層蜀细、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復合材料叁怪。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料审葬，因其可塑性強、質(zhì)輕奕谭、回收再利用率高等特性涣觉，在汽車工業(yè)中的應用非常廣泛，無論是內(nèi)飾件血柳、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件官册，都越來越多地用到了塑料。我國汽車保有量達到1.75億輛难捌，對應用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要膝宁，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場，是一個前景廣闊的領(lǐng)域根吁，學術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐员淫。

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概述聚丙烯微孔發(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(更嚴格地定義是泡孔尺寸小于10微米击敌，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)介返。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、緩沖圣蝎、隔熱和吸聲等性能刃宵，可廣泛應用于包裝、交通工具徘公、箱包牲证、體育器材等領(lǐng)域，是傳統(tǒng)EVA关面、PU坦袍、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物缭裆。丙烯微孔發(fā)泡性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP键闺，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體，并誘導其成核澈驼、發(fā)泡辛燥，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染缝其，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保挎塌。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用内边。聚丙烯（PP）本身是無毒材料榴都，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)療器械漠其、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域嘴高。也可應用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域和屎，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫拴驮，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物柴信，其熔點一般150~170℃套啤。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS随常、PU發(fā)泡材料潜沦，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝绪氛、高溫保溫等領(lǐng)域唆鸡。MPP集增強、隔熱和降噪為一體枣察，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域争占，如汽車袄琳、軌道交通，船舶燃乍，風機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用宛琅，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫刻蟹、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用嘿辟。 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)下舆瘪，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小红伦。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料英古，更加降低制品重量和體積。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控昙读，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材召调，而片材表面不會穿孔，可應用于微電子器件的包裝蛮浑。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在唠叛，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率沮稚。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流艺沼，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)泡材料具有較低的蕴掏、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)障般。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用。6) 同樣由于其微米尺度的泡孔盛杰，MPP具有極佳的表面保護性能挽荡，可應用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域。

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新材料研習社報道饶唤，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展徐伐，輕量、舒適募狂、綠色办素、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量祸穷、降低油耗性穿，是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一。目前雷滚，汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重需曾、昂貴的金屬構(gòu)件，“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案，汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計和制造水平的重要標志呆万。在當前的車用塑料中商源，聚丙烯是用量、使用頻次谋减、增長速度的品種牡彻。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長是因為其密度小、體積輕出爹、設(shè)計空間廣庄吼，綠色環(huán)保、性能優(yōu)異及其制造成本低严就。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應用特點是以塑代鋼总寻，減輕汽車自重。聚丙烯是一種由丙烯聚合（均聚PP）或丙烯和乙烯共同聚合（共聚PP）而成的無臭梢为、無毒渐行、半透明的聚合物，其結(jié)構(gòu)式如圖1所示铸董。聚丙烯按甲基（-CH3）空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯（Isotactic polypropylene）殊轴、無規(guī)聚丙烯（Atactic polypropylene）和間規(guī)聚丙烯（Syndiotactic polypropylene）三種。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性袒炉、耐化學腐蝕性旁理、耐熱性、介電性能我磁，以及高強度的機械性能和高頻絕緣性孽文，且不受濕度的影響，聚丙烯的種類及性能如圖2所示夺艰。目前芋哭，為了進一步改善聚丙烯的性能，通常采用化學改性（共聚改性郁副、交聯(lián)改性减牺、接枝改性、添加成核劑等）或物理改性（添加有機或無機助劑等）改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)存谎、晶體構(gòu)型或填充拔疚、共混、增強等來實現(xiàn)性能優(yōu)化既荚。改性聚丙烯根據(jù)特點和功能可分為長玻纖增強聚丙烯材料稚失、免噴涂聚丙烯材料、聚丙烯微發(fā)泡材料恰聘、高溶體強度聚丙烯句各、環(huán)保阻燃聚丙烯材料吸占、抗菌聚丙烯、耐刮擦聚丙烯材料凿宾，及低氣味矾屯、低VOC聚丙烯材料等。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢性能優(yōu)勢聚丙烯在強度初厚、剛度问拘、硬度、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯惧所；能夠在100℃的溫度下正常使用，具有良好的尺寸穩(wěn)定性绪杏、熱穩(wěn)定性下愈、較好的力學性能、較高的耐沖擊性蕾久、機械性質(zhì)強韌势似，化學穩(wěn)定性良好且不受濕度影響。聚丙烯外觀透明而輕僧著，密度為0.89~0.91 g/cm3履因，是目前塑料中輕的品種之一。因此盹愚，采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進一步實現(xiàn)重量的降低栅迄。另外，由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢皆怕。保優(yōu)勢聚丙烯為無毒毅舆、無味、無臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物愈腾，屬于環(huán)保材質(zhì)憋活。聚丙烯不僅可回收再利用，而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子虱黄，在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應悦即，使聚丙烯具有降解特性，大大地降低了白色污染帶來的環(huán)境問題橱乱。成本優(yōu)勢聚丙烯的生產(chǎn)原料來源路徑多樣辜梳，主要有油、煤泳叠、甲醇冗美、丙烯等。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長快的一種原料來源方式析二，如圖3所示粉洼。由于我國煤炭資源豐富节预，且煤炭的價格較為穩(wěn)定，煤制備聚丙烯成本浮動小属韧。同時安拟，聚丙烯容易加工成型，生產(chǎn)工藝簡單宵喂，其生產(chǎn)成本遠遠低于現(xiàn)有的其他塑料材料糠赦。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應用的核心基材，但由于聚丙烯的性能缺陷锅棕，包括收縮率大拙泽、容易產(chǎn)生翹曲變形、低溫易脆斷等裸燎，決定其必須通過改性才能滿足車用部件的特殊需求顾瞻。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求，優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成德绿，采用化學或物理方法來進行改性荷荤。長玻纖增強聚丙烯長玻纖增強聚丙烯是采用長度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進行復合而形成的改性聚丙烯復合材料，與普通聚丙烯材料相比移稳，通過玻璃纖維增強的聚丙烯的機械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高蕴纳，能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美。長玻纖增強聚丙烯具有更好的耐熱性能个粱，且成本遠低于ABS塑料古毛；另外，長玻纖增強聚丙烯的高溫耐疲勞強度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍高出10%都许，同時兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性喇潘。普通聚丙烯與長玻纖增強聚丙烯的性能對比如表1所示。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體梭稚，通過物理或者化學的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)颖低。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限，可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期弧烤；同時使制品具有內(nèi)應力忱屑、翹曲小的特性，在注塑成型中更平整暇昂、筆直和穩(wěn)定莺戒；另一方面，由于微孔的支撐作用急波，使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異从铲，在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復原始形狀。低氣味澄暮、低VOC聚丙烯低氣味名段、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個重要方向阱扬，尤其針對處于相對封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料，對聚丙烯提出了綠色伸辟、環(huán)保的要求麻惶。低氣味、低 VOC 聚丙烯是通過在填料信夫、加工助劑的選擇窃蹋、成型及后處理工藝等各個環(huán)節(jié)上來優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生，從而控制氣味的產(chǎn)生静稻。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展警没，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件振湾。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史杀迹，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志，塑料飾件的大量應用恰梢，促進了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度梗掰。PP以密度小嵌言、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能及穗、耐化學藥品腐蝕性摧茴、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用埂陆。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢苛白。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大焚虱、技術(shù)要求高购裙，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)，所以現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛鹃栽、更有效躏率、更經(jīng)濟、更實用的改性民鼓。丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體薇芝，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)注塑的諸多局限丰嘉，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上夯到，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機臺的鎖模力饮亏，并具有內(nèi)應力和翹曲小耍贾、平直度高阅爽，沒有縮水，尺寸穩(wěn)定逼争，成型視窗大等特點优床，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)展的一個重要方向誓焦。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件胆敞。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杂伟，目前其在汽車內(nèi)飾上的應用也越來越多移层，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車赫粥、工程機械車占20% 观话，客車、商務(wù)車占35% 越平。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料频蛔。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秦叛，不僅增加了制造成本晦溪，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用；而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體挣跋，化學發(fā)泡劑為氣源三圆，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散內(nèi)壓的作用下避咆，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡舟肉，且其理想的泡孔直徑應 <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 查库。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡路媚、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件樊销，如車身門板磷籍、尾門、風道等现柠；擠出微發(fā)泡適用于密封條院领、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等够吩。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 比然，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)高50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 周循，鎖模力降低約20% 强法，循環(huán)周期減少10%～15%万俗，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)能饮怯，并且能改善制品的翹曲變形性闰歪，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性能蓖墅，作為汽車車頂库倘，可降低汽車的質(zhì)量，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件论矾，有利于汽車的輕量化教翩。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，形成極為細微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)贪壳，既節(jié)約了塑材饱亿，又減輕了重量，而且不會影響零件的任何性能闰靴。目前已應用車型有：C-MAX彪笼、Grand C-MAX、S-MAX蚂且、蒙迪歐和Galaxy等配猫。綜上所述，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應用廣泛膘掰，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)章姓、有廣范的市場佳遣、但在中國應用尚新识埋。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、更省料的產(chǎn)品設(shè)計)零渐。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機——高端應用和節(jié)省成本窒舟。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。

東莞優(yōu)質(zhì)MPP微孔發(fā)泡定制

聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱诵盼、隔音惠豺、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能，近年來被廣泛應用在包裝风宁、建筑洁墙、汽車等行業(yè)。PP在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降戒财，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)热监，所以PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)難度大，目前只有少數(shù)國家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)饮寞，因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注孝扛。文中從制備工藝列吼、發(fā)泡裝備、性能改進苦始、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)寞钥，并對該領(lǐng)域今后的研究方向進行了展望聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖緩震陌选、耐腐蝕理郑、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比柠贤，PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成型性香浩，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，可以生產(chǎn)具有復雜幾何結(jié)構(gòu)以及高維尺寸精度的制品臼勉。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)邻吭，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中宴霸，EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE囱晴，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS，此外其耐老化瓢谢、耐腐蝕性也非常優(yōu)異畸写，是非常環(huán)保的材料，因此 EPP被廣泛應用于包裝氓扛、建筑枯芬、汽車等行業(yè)，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速采郎。鑒于世界各國對EPP材料研究的重視千所，本文從EPP的生產(chǎn)工藝、裝備蒜埋、性能改進以及表征手段等方面介紹了近年來EPP的研究進展與動態(tài)淫痰。 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。如下圖所示整份，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待错，然后通過快速卸壓或者溫度驟升造成熱力學的不穩(wěn)定來形成過飽和體系，這個階段中PP基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分離烈评，氣泡開始成核并大量生長火俄，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒。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:一種是反應釜法讲冠，反應釜法也是目前應用廣泛的EPP的工業(yè)化生產(chǎn)工藝;另一種是擠出法工藝瓜客，相對于工藝成熟的反應釜法而言，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛。反應釜法: 反應釜法是將 PP 顆粒與助劑混合 造粒后放入反應釜中忆家，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使釜內(nèi)壓力升高犹菇，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。根據(jù)反應釜 中分散介質(zhì)的不同芽卿，又可分為無水法與有水法2種:前者的反應釜中不加入液體的分散介質(zhì)揭芍，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，所以為了使發(fā)泡劑更好地溶解卸例，釜內(nèi)壓力一般需要在10MPa以上;后者是先將PP顆粒分散在水中称杨，發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中，所需壓力約2～6MPa筷转。反應釜法的優(yōu)點是工藝條件容易控制姑原、發(fā)泡倍率高、泡孔結(jié)構(gòu)好呜舒、可二次發(fā)泡锭汛，缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3袭蝗、平均泡孔直徑為 200μm的EPP唤殴。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應釜中，升溫到稍低于發(fā)泡的溫度到腥，保溫一段時間后再升溫到發(fā)泡溫度朵逝，繼續(xù)保溫一段時間，打開高壓釜放出分散體到大氣中乡范，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配名。后將得到的發(fā)泡珠粒洗滌、離心分離后在空氣中靜置老化晋辆，這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝渠脉。改進生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善EPP的性能。Hossieny等采用 CO2為發(fā)泡劑用下圖中的實驗設(shè)備制備了 EPP栈拖，該設(shè)備在反應釜下端加裝了一個排料口模连舍，卸壓時PP通過排料口模進入收集裝置中没陡，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔融涩哟、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果表明盼玄，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少贴彼，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埃儿，密度增加器仗。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)分反應釜與收集釜，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8～60倍的發(fā)泡珠粒精钮。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威鹿。丁杰等采用CO2 作發(fā)泡劑，用下圖中的無水法發(fā)泡裝置制備了小泡孔直徑為 9.55μm轨香，泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP忽你。其工藝改進在于在降溫到發(fā)泡溫度的過程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變，恒溫一段時間后再放出珠粒進行冷卻臂容，其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃科雳，工藝流程時間約為 2.5 h。反應釜法重要的工藝在于要使發(fā)泡劑能充分溶解到 PP顆粒中脓杉，所以其關(guān)鍵控制條件有反應釜的溫度糟秘、壓力以及保壓時間等，適當?shù)匮娱L保壓時間與增大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解球散。目前反應釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟尿赚，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 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蕉堰。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吼畏，如下圖。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)泡嘁灯，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)泡珠粒泻蚊。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)、效率高丑婿、珠粒尺寸均勻性雄，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)難以控制，此外由于PP在溫度低于熔點時幾乎不流動羹奉，而當溫度高于熔點后秒旋，熔體強度又急劇下降，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為4℃)诀拭，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高迁筛，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用與發(fā) 展耕挨。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝细卧。采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原料筒占，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍贪庙，直徑為3～5mm，密度為15～100kg/m3的EPP翰苫，便由于后期成型蒸汽壓力較大止邮，而大規(guī)模推廣受到限制这橙。在PP中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度，得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)导披，從而改進EPP的性能屈扎。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑，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)撩匕，得 到了發(fā)泡倍率為20倍助隧，泡孔密度為108～109cm-3的發(fā)泡材料。實驗表明滑沧，納米粘土的加入不但能夠顯著改善LPP的熔體強度并村，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度，還能夠增加氣泡成核點滓技，誘導發(fā)生異相成核哩牍，從而得到泡孔密度、體積膨脹比都較大的 EPP令漂。采用雙階擠系統(tǒng)能夠使PP與發(fā)泡劑得到更好的塑化與混合膝昆，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)備成本較高叠必。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng)荚孵，用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%、3%纬朝、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP收叶，研究表明，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系共苛，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判没。另外，隨著CO2 注入量的增加隅茎，聚丙烯發(fā)泡材料的體積膨脹比增加澄峰，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)辟犀、高效的生產(chǎn)工藝俏竞，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度的PP堂竟，此外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2的應用也是今后的發(fā) 展方向魂毁，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，增加成核密度跃捣，得到微孔的發(fā)泡材料漱牵。其中超臨界CO2的實現(xiàn)條件(tc=30.98℃夺蛇，pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑疚漆，此外其還具有無毒、不易燃、化學惰性等優(yōu)點娶聘，近年來受到了廣泛的關(guān)注闻镶，是替代傳統(tǒng)化學發(fā)泡劑的選擇。丙烯發(fā)泡珠粒改性 PP 泡沫材料由于使用場合的不同丸升，對性能的要求也不同铆农，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能，建筑材料則需要良好的隔音狡耻、隔熱性能墩剖，而汽車部件則需要更好的剛性等，通常需要對EPP的性能進行改進來適 應不同的需求夷狰。改進EPP性能的方法有2種:一是改進生產(chǎn)工藝岭皂，二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進生產(chǎn)中的工藝流程沼头、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能爷绘，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與形態(tài)，有利于得到泡孔直徑更小进倍、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品土至，但由于對材料本身的改變不大，所以對 EPP力學性能的改善作用有限;而后者則是通過改性PP原料 進而改進終的 EPP 產(chǎn)品的性能猾昆，PP 的改性方法主要有化學交聯(lián)陶因、物理共混、熔融支化等垂蜗，通過對原料的改性坑赡，不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度么抗、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)毅否，同時也能有目的地改進EPP的力學性能，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向蝇刀。為了提高EPP的發(fā)泡倍率與彈性螟加、改善其緩沖性能，有企業(yè)改進了釜壓生產(chǎn)工藝吞琐。首先在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力捆探，其次是將顆粒從反應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，避免了顆粒在管道中粘結(jié)站粟，此外反應釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一步膨脹黍图，后者會使顆粒的冷卻速率變緩，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固奴烙，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性助被。此工藝可以制備密度為 0.11～0.30g/cm3 剖张，發(fā)泡倍率為30～60，閉孔含量為90% 揩环，泡孔尺寸為150～300μm的EPP搔弄。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響丰滑，納米碳酸鈣的比表面積大顾犹，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用，從而使 EPP 的泡孔密度增大褒墨，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄炫刷。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯郁妈，并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP柬唯。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，對比而言圃庭，HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果锄奢，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好。

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年來綜合性能優(yōu)異剧腻、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”拘央，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)书在，近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破灰伟，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)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類儒旬±刚耍化學發(fā)泡劑存在化學殘留、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栈源，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高挡爵，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑甚垦，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)茶鹃，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)，而且CO2進入聚合物后會引起熔點艰亮、表面張力和黏度下降闭翩、結(jié)晶行為改變等一系列變化，可以制備微孔甚至納米泡孔材料迄埃。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物疗韵，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制，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侄非，可操作窗口窄蕉汪。因流译，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。為了攻克這一難題肤无，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通先蒋、中石化北化院骇钦、浙江新恒泰宛渐、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系眯搭、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)化窥翩、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)新鳞仙。趙玲介紹寇蚊，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約棍好，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型仗岸。基于這一發(fā)泡機制借笙，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)泡專用料扒怖，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)泡倍率业稼，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)泡盗痒、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，保證了均勻的壓力場低散、溫度場和速度場俯邓，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)熔号，項目團隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置稽鞭，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;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)泡裝置引镊，生產(chǎn)效率提高25%川慌，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)祠乃，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元梦重、利稅1.09億元。此外亮瓷，該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件琴拧、實用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文。趙玲表示嘱支，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強蚓胸，除聚丙烯外挣饥，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合材料的中試已經(jīng)完成沛膳。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料扔枫，除可應用于汽車零部件和內(nèi)飾、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域锹安，還可滿足兒童玩具短荐、食品、醫(yī)療叹哭、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求忍宋。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應用于更多的新興領(lǐng)域风罩，如新能源汽車動力電池墊片糠排、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜超升、防彈衣背板等入宦。