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摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學性能和熱性能丑蛤，PP屬于結晶型聚合物，在溫度低于熔點時撕阎，存在結晶區(qū)受裹，相態(tài)為固態(tài)，難以發(fā)泡虏束；而溫度達到熔點時棉饶，熔體強度急劇下降，導致泡孔聚并和破裂镇匀。目前照藻，關于超臨界二氧化碳制備PP微孔發(fā)泡材料的研究主要聚焦于改善PP的發(fā)泡行為，通過添加納米顆量勇桑或聚合物來調(diào)控PP的結晶方式岩梳，采用直接合成、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強度晃择，以及改進發(fā)泡方法來獲得PP微孔發(fā)泡材料冀值。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有良好的力學性能、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能宫屠，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料列疗，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS），耐熱溫度130 ℃浪蹂，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃抵栈；此外告材，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好，即使受到撓曲形變后也能立即回復到原始形狀古劲。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居斥赋、包裝、交通产艾、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場需求疤剑。超臨界二氧化碳由于無毒、價廉闷堡、不易燃以及在聚合物中相對高的溶解度使其成為有應用潛力的物理發(fā)泡劑隘膘，因此，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關注杠览。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結晶行為弯菊、提高其熔體強度、改進發(fā)泡方法等方面綜述了近年來用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進展踱阿。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結晶度PP屬于結晶型聚合物管钳，在進行固態(tài)發(fā)泡時，由于晶區(qū)的存在扫茅，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴散蹋嵌，因此溶解度低育瓜；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻葫隙，從而導致泡孔結構受結晶區(qū)的影響，無法得到泡孔均一的發(fā)泡材料躏仇。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)恋脚，在高結晶度聚合物中無法得到均一的泡孔結構，而在低結晶度的聚合物中卻可以得到焰手。.2 晶區(qū)尺寸結晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物糟描，是因為其晶區(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低，有利于泡孔成核书妻。一般而言船响，晶區(qū)面積小，結晶密度大可以促進泡孔成核并減小泡孔尺寸躲履；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核见间，甚至導致無法發(fā)泡。張純等研究PP微孔發(fā)泡時發(fā)現(xiàn)工猜，PP結晶特性明顯影響氣泡的成核米诉、長大和定型。1.3 熔體強度當溫度達到熔點篷帅，熔體強度急劇下降史侣，導致在熔點以上進行PP發(fā)泡時拴泌，泡孔發(fā)生破裂和聚并，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃惊橱。因此蚪腐，要制備泡孔均一分布、泡孔尺寸小税朴、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品削茁，需要解決PP在低溫時晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴散、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過程中PP熔體強度低等問題掉房。一般從三方面考慮：一是改變PP的結晶行為茧跋，使PP能在較低的溫度發(fā)泡；二是對PP進行改性卓囚，獲得高熔體強度PP（HMSPP）瘾杭；三是改進發(fā)泡方法。調(diào)控PP的結晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無機納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能哪亿，碳納米纖維粥烁、碳納米管、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來改變PP的結晶行為蝇棉，在PP發(fā)泡時起異相成核作用讨阻。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結晶行為篡殷，減小晶體尺寸钝吮，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點板辽，從而得到晶體尺寸小奇瘦、密度高的發(fā)泡材料。Wang Chuanbao等進一步考察了碳納米纖維含量對納米材料發(fā)泡的影響劲弦，結果表明：當碳納米纖維質(zhì)量分數(shù)為5%耳标，能得到規(guī)整的泡孔結構，但泡孔尺寸分布不均一邑跪，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域次坡；當碳納米纖維含量提高時，PP的結晶度和晶體尺寸均下降画畅，使二氧化碳的溶解度提高砸琅，泡孔均一；當碳納米纖維質(zhì)量分數(shù)提高到25%時夜赵，泡孔結構為均一明棍，泡孔尺寸小。Bledzki等研究木纖維與PP的復合材料發(fā)現(xiàn)寇僧，納米材料的尺寸摊腋、幾何形狀對結晶行為也有影響沸版，并且得到纖維含量越高，泡孔尺寸越小的結論兴蒸。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復合體系的儲能模量视粮，并且可以明顯影響PP的結晶。Rizvi等采用機械共混橙凳，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系蕾殴。結果表明：PTFE微纖促進了PP結晶成核與氣泡成核，且PTFE對二氧化碳有親和性岛啸，提高了二氧化碳溶解度钓觉，PP泡孔密度大幅提高。Luo Yiwei等分別對比了球狀和纖維狀聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復合材料的發(fā)泡坚踩。結果表明：球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進了PP的結晶荡灾，提高了PP的結晶密度，密集的晶體作為泡孔成核劑瞬铸，減小了泡孔尺寸批幌，提高了泡孔密度。提高熔體強度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強度嗓节，一種行之有效的方法就是對PP進行改性以得到HMSPP荧缘，從而加寬發(fā)泡溫度范圍。目前拦宣，獲得HMSPP的方法通常有直接合成截粗、共混擠出、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復合等恢着。3.1 直接合成采用傳統(tǒng)的Zeigler-Natta催化劑和茂金屬催化劑能制備高線性和高規(guī)整聚合物桐愉，但很難得到支化聚合物财破。Langston等將對-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉移劑掰派，與茂金屬催化劑結合，制備了相對分子質(zhì)量高左痢、具有所需支化度且分子結構相對規(guī)整的長支鏈PP（LCBPP）靡羡。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α，ω-二烯單體制備LCBPP俊性。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體略步，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP。用這種方法制備LCBPP的相對分子質(zhì)量分布大于5定页，且零剪切黏度也有所提高趟薄。3.2 反應共混擠出反應共混擠出是通過共混提高PP的支化程度，從而提高熔體強度典徊。它采用化學自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體杭煎，從而獲得LCBPP恩够。其原理是引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基捕獲PP分子主鏈中叔碳上的氫原子，然后通過控制反應溫度羡铲、單體濃度等使失去氫原子的不穩(wěn)定叔碳自由基與其他自由基反應蜂桶，形成長支鏈結構。Nam等通過加入過氧化物引發(fā)劑和多官能團單體反應共混得到LCBPP也切，通過流變性能證明長支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強度扑媚，并獲得了較好的發(fā)泡性能。Gotsis使用過氧化二碳酸酯對線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP雷恃，熔體強度和拉伸性能都明顯提升疆股，有效抑制泡孔的聚并和破裂。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑倒槐，與馬來酸酐（MAH）接枝PP反應共混押桃，得到具有較高模量、低頻復數(shù)黏度和熔體強度的LCBPP导犹，能改善發(fā)泡行為唱凯。另外在熔融態(tài)時，只加入過氧化物和PP谎痢，會發(fā)生交聯(lián)反應和降解磕昼，為了提高接枝效率，通常會加入給電子體（如苯乙烯节猿、秋蘭姆等）抑制副反應票从。此外，通過緩慢釋放過氧化物的自由基以及超臨界流體作為塑化劑降低操作溫度的方法都可以有效抑制分子鏈的降解滨嘱。

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什么是MPP峰鄙？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯，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微米太雨，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)吟榴。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震囊扳、緩沖吩翻、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應用于包裝锥咸、交通工具狭瞎、箱包、體育器材等領域搏予，是傳統(tǒng)EVA熊锭、PU、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的佳替代物碗殷。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)劣针。通用的PP由于其是線性的半結晶聚合物，加工窗口較窄亿扁，且難以得到封閉的泡孔結構捺典。性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體从祝，并誘導其成核襟己、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料牍陌。發(fā)泡過程清潔無污染擎浴，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)毒涧，因此可回收循環(huán)使用贮预。聚丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料契讲。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械仿吞、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域。也可應用于兒童拼圖捡偏、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域唤冈，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫银伟。 PP是半結晶聚合物你虹，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE彤避、PS傅物、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達120℃琉预，因此MPP特別適合高溫包裝董饰、高溫保溫等領域。MPP集增強模孩、隔熱和降噪為一體尖阔，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域，如汽車榨咐、軌道交通，船舶谴供，風機葉片等块茁。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結構泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫、PET結構泡沫等数焊，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用永淌。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，由于泡孔較小佩耳，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小遂蛀。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積干厚。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控李滴，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會穿孔蛮瞄，可應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所坯，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率挂捅。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流芹助，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)泡材料具有較低的闲先、依賴于泡孔結構的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)状土。(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伺糠，MPP具有極佳的表面保護性能声诸，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域。 MPP的阻燃著下游應用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升退盯，對MPP阻燃要求日益劇增彼乌，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低，添加1%即可達到UL94 VTM-2阻燃等級渊迁，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響慰照，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性琉朽，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應的優(yōu)點毒租。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達到非常高效的光老化箱叁，延長MPP長時間在戶外暴曬的時間墅垮，防止材料老化降解； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外耕漱，同時還具有形態(tài)顆了闵化，加工方便螟够，潔凈灾梦，無粉塵污染等特點峡钓。

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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微米若河，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)能岩。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震萧福、緩沖拉鹃、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應用于包裝鲫忍、交通工具膏燕、箱包、體育器材等領域饲窿，是傳統(tǒng)EVA煌寇、PU、PS發(fā)泡材料逾雄、EPE和EPP的替代物阀溶。丙烯微孔發(fā)泡性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體鸦泳，并誘導其成核银锻、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料做鹰。發(fā)泡過程清潔無污染击纬，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)钾麸，因此可回收循環(huán)使用更振。聚丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料饭尝。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械肯腕、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域。也可應用于兒童拼圖钥平、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域实撒，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫涉瘾。PP是半結晶聚合物知态，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE立叛、PS负敏、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達120℃囚巴，因此MPP特別適合高溫包裝原在、高溫保溫等領域友扰。MPP集增強彤叉、隔熱和降噪為一體庶柿，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域，如汽車秽浇、軌道交通浮庐，船舶，風機葉片等柬焕。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結構泡沫使用审残，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫、PET結構泡沫等斑举，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用搅轿。 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，由于泡孔較小富玷，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小璧坟。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積赎懦。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控雀鹃，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會穿孔励两，可應用于微電子器件的包裝黎茎。(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当悔，提高漫反射率傅瞻。(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盲憎。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的嗅骄、依賴于泡孔結構的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用焙畔。6) 同樣由于其微米尺度的泡孔掸读，MPP具有極佳的表面保護性能，可應用于液晶面板等防要求較高的包裝領域宏多。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱儿惫、隔音、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能伸但，近年來被廣泛應用在包裝肾请、建 筑、汽車等行業(yè)更胖。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降铛铁，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結構隔显，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術難度大，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術饵逐，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關 注括眠。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備倍权、性能改進掷豺、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)，并對該領域 今后的研究方向進行了展望薄声。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕当船、抗沖緩震、 耐腐蝕默辨、隔熱隔音等優(yōu)良的特性德频，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性缩幸，發(fā)泡珠粒均勻的尺寸與穩(wěn)定的發(fā)泡倍率使其非 常適合模塑成型壹置，可以生產(chǎn)具有復雜幾何結構以及高 維尺寸精度的制品。 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)桌粉，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)蒸绩。其中，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE铃肯，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS患亿，此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異押逼，是非常環(huán)保的材料步藕，因此 EPP 被廣 泛應用于包裝、建筑挑格、汽車等行業(yè)咙冗，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 材料研究的重視漂彤，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝雾消、裝備、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)挫望。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立润。如 Fig. 1 所示，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媳板，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桑腮， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離，氣泡開始成核并大量生長蛉幸，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒破讨。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 公司為代表的反應釜 法丛晦，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 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 釜法而言提陶，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛烫沙。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，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高搁骑，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)泡珠粒斧吐。根據(jù)反應釜 中分散介質(zhì)的不同又固，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)仲器，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)泡劑更好地溶解仰冠，釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中乏冀，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中，所需壓力約2 ～ 6 MPa洋只。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制辆沦、發(fā)泡倍率高、泡孔結構 好识虚、可二次發(fā)泡肢扯，缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高。 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 担锤、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP蔚晨。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)泡的溫度肛循，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度铭腕，繼續(xù)保溫一段時間，打開高壓釜放出分散體 到大氣中多糠，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累舷。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夹孔，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝被盈。改進生產(chǎn)設備的結構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 Fig. 2 中的實驗設備制備了 EPP搭伤，該設備在反應釜下端加裝了一個排料口模只怎，卸壓時 PP 通過排料口模進入 收集裝置中，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融闷畸、結晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響尝盼。結果 表明，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少佑菩， 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比盾沫，密度降 低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比裁赠，密度增 加。 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)赴精，發(fā)泡系統(tǒng)結構分反應釜 與收集釜佩捞，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 流程的時間也是研究的重點方向蕾哟。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑一忱，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，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP谭确。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)飽和壓力不變帘营，恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃逐哈，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 顆粒中芬迄，所以其關鍵控制條件有反應釜的 溫度、壓力以及保壓時間等昂秃，適當?shù)匮娱L保壓時間與增 大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解禀梳。目前反應釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用肠骆，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算途。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，如 Fig. 4 ［14］蚀腿。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)泡嘴瓤，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。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)唯咬、效率高纱注、珠粒尺寸均勻，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制胆胰，此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動狞贱，而當溫度高于熔點后，熔體強度又急劇下降蜀涨，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )瞎嬉，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高，一般要用改性的熔 體強度較高的 PP厚柳，這些缺點限制了擠出法的應用與發(fā) 展氧枣。 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。 采用丁烷作發(fā)泡劑别垮，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料便监，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍，直徑為3 ～ 5 mm，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 烧董。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度毁靶， 得到更 好 的 泡 孔 結 構，從 而 改 進 EPP 的 性 能逊移。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑预吆，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 倍胳泉，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料拐叉。實驗表明，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度扇商，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度凤瘦，還 能夠增加氣泡成核點，誘導發(fā)生異相成核钳吟，從而得到泡 孔密度廷粒、體積膨脹比都較大的 EPP。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比红且，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，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度涤姊，缺點是設備成本較高暇番。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 思喊， 3% 壁酬，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP，研究表 明恨课，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關系舆乔，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。另外剂公，隨著 CO2 注入量的增加希俩，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加，但泡孔密度則是先增大后減小纲辽。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)颜武、高效的生產(chǎn)工藝，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向拖吼。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鳞上，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，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吊档，增加成核密度篙议，得到微孔的 發(fā)泡材料。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)泡劑怠硼，此外其還具有無毒鬼贱、不易燃趾断、化學惰性等 優(yōu)點，近年來受到了廣泛的關注吩愧，是替代傳統(tǒng)化 學發(fā)泡劑的選擇芋酌。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同，對性能的要求 也不同雁佳，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能脐帝，建筑 材料則需要良好的隔音、隔熱性能糖权，而汽車部件則需要 更好的剛性等堵腹，通常需要對 EPP 的性能進行改進來適 應不同的需求。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產(chǎn)工 藝星澳，二是對 PP 原料進行改性疚顷。前者主要是通過改進 生產(chǎn)中的工藝流程、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能禁偎，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結構與 形態(tài)腿堤，有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品如暖，但由于對材料本身的改變不大笆檀，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，PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)盒至、物理共混酗洒、熔融支化等，通過對原料的改 性枷遂，不但能夠提高其熔體強度樱衷、降低其發(fā)泡難度、得到 更好的泡孔結構酒唉，同時也能有目的地改進 EPP 的力學 性能矩桂，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性黔州、改善其緩沖性 能耍鬓，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產(chǎn)工藝。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力流妻，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牲蜀，避免了顆粒在管道中粘 結，此外反應釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹绅这，后者會使顆粒的冷卻速率變緩涣达，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固，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 度苔，發(fā)泡倍率為30 ～ 60匆篓， 閉孔含量為 90% ，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP寇窑。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法鸦概，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甩骏，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用窗市，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 變窄饮笛。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)咨察、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福青。實驗 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結構從而增 強線性聚丙烯的熔體強度摄狱，對比而言，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好无午，其泡孔的結構尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好媒役。