上海專(zhuān)業(yè)MPP板材廠家

央廣網(wǎng)上海9月17日消息（記者唐奇云 通訊員張婷）日常生活中闸准，當(dāng)人們購(gòu)買(mǎi)兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)梢灭，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無(wú)毒無(wú)味夷家、綠色環(huán)保蒸其，近年來(lái)綜合性能優(yōu)異、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”库快，日益受到熱捧摸袁，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種。超臨界CO2（二氧化碳）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)义屏。在第22屆工博會(huì)高校展區(qū)靠汁，華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項(xiàng)目，聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用闽铐。該項(xiàng)目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目蝶怔。聚丙烯微孔發(fā)泡無(wú)水發(fā)泡制備聚合物珠粒實(shí)驗(yàn)裝置（央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖）鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域，布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國(guó)新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域阳啥，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段添谊。隨著航天航空、國(guó)防察迟、能源斩狱、交通、包裝扎瓶、電器所踊、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱概荷、隔音秕岛、絕緣、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來(lái)越迫切误证。聚丙烯作為產(chǎn)量大继薛、增長(zhǎng)量快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹(shù)脂之一愈捅，其高品質(zhì)發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領(lǐng)域的熱點(diǎn)與難點(diǎn)遏考。016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)蓝谨，該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝灌具，開(kāi)展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作。據(jù)趙玲介紹譬巫，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類(lèi)咖楣。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留芦昔、發(fā)泡過(guò)程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)诱贿；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類(lèi)則對(duì)臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用咕缎；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高瘪松，烷烴類(lèi)發(fā)泡劑則易燃燒不安全咸作。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候锨阿、火災(zāi)危險(xiǎn)宵睦、有害殘留以及VOC排放等問(wèn)題和弊端，超臨界流體墅诡，特別是超臨界CO2壳嚎，發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)，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)末早，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)烟馅、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化然磷，可以制備微孔甚至納米泡孔材料郑趁。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制姿搜，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品寡润；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無(wú)法保持完整泡孔，可操作窗口窄舅柜。因此梭纹，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。為了攻克這一難題致份，近年來(lái)華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通变抽、中石化北化院、浙江新恒泰氮块、鎮(zhèn)海煉化等單位绍载，在合適物料體系、可控工藝過(guò)程和高效工業(yè)裝備等方面開(kāi)展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化滔蝉、強(qiáng)化和工程化等系列工作击儡，形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專(zhuān)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”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)：根據(jù)在低于其流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結(jié)晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機(jī)制，開(kāi)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(zhuān)用料锰提，以及能有效改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑曙痘；CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積立肘；釜壓發(fā)泡边坤、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)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)谅年，成功實(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)茧痒。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕融蹂、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少旺订、尺寸穩(wěn)定性好弄企、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前区拳，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拘领，具有操作簡(jiǎn)單、效率高樱调、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件约素，且能耗少，符合節(jié)約材料笆凌，降低成本這一發(fā)展理念圣猎，滿(mǎn)足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求。然而乞而，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)生大量變形送悔，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕爪模、銀紋等缺陷欠啤，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺(jué)，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用呻右。家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置跪妥，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對(duì)微孔注塑過(guò)程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)声滥，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(diǎn)眉撵，改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)方法將PP落塑、發(fā)泡劑(AC)纽疟、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(kāi)氣體反壓裝置憾赁，在型腔中分別注入固定的GCP為0污朽，0.2，0.4龙考，0.6蟆肆，0.8?MPa的氣體，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹(shù)脂進(jìn)行發(fā)泡晦款，冷卻后炎功，取出PP發(fā)泡樣品。GCP對(duì)充模過(guò)程中熔體壓力的影響熔體注射完后缓溅，熔體壓力瞬間達(dá)到大值蛇损。隨著GCP從0增加至0.8?MPa，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa，注射完成后淤齐，隨著氣體的排出股囊，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮更啄，熔體壓力逐漸趨于0?MPa稚疹。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過(guò)程中的熔體壓力锈死，改善欠注發(fā)泡過(guò)程中的熔體壓力環(huán)境贫堰。CP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒(méi)有施加氣體反壓時(shí)，由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率待牵，泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大喇勋，在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形缨该，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象，泡孔形貌極不規(guī)則川背，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小贰拿，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)熄云，隨著GCP的增大膨更，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)變缴允，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大荚守，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時(shí)练般，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)矗漾，此時(shí)整體泡孔的變形較小。是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過(guò)程中受到的流動(dòng)剪切作用薄料，GCP值越大敞贡，泡孔在遷移過(guò)程中受到熔體壓力越大，泡孔受到熔體的約束力大摄职，泡孔不易發(fā)生變形誊役。GCP對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示」仁校可知蛔垢，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(gè)樣品厚度的10.9%；隨著GCP的增大歌懒，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高啦桌，GCP為0.8 MPa時(shí)，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甫男，從63.7%下降到45.4%且改，這說(shuō)明GCP可以減小泡孔變形層，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍板驳。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)又跛，如下圖所示，泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加若治，整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)慨蓝，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的增大而減小端幼，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度礼烈，即GCP可以減小泡孔長(zhǎng)度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小婆跑。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)此熬，見(jiàn)圖c，隨著GCP的增加滑进，當(dāng)GCP為0.2?MPa時(shí)泡孔直徑略有減小犀忱，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扶关。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大阴汇，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降节槐，泡孔在充模過(guò)程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱搀庶，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng)，因此熔體壓力越大疯淫，泡孔直徑越大地来。

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摘要:采用不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)熙掺，其中凝膠含量約為10%未斑，且凝膠的交聯(lián)點(diǎn)之間平均相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比币绩，具有相近的剪切黏度和熔體流動(dòng)速率蜡秽，但熔體彈性明顯增加，且有應(yīng)變硬化行為缆镣，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍芽突。因此，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能董瞻。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑寞蚌，在不加入成核劑的條件下田巴，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃挟秤。因此壹哺，普通線型聚丙烯須經(jīng)過(guò)改性提高熔體強(qiáng)度，使氣泡核增長(zhǎng)時(shí)泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過(guò)程的發(fā)生艘刚。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度:增加聚丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量管宵，拓寬相對(duì)分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)，引入長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)攀甚。其中長(zhǎng)支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能箩朴，但是會(huì)引起線型聚丙烯成核速率降低，在制備高泡孔密度的泡沫時(shí)秋度，必須加入納米成核劑炸庞。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時(shí)，在沒(méi)有使用成核劑的條件下静陈，均得到了高泡孔密度的泡沫材料燕雁。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能，但同時(shí)也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升鲸拥，引起加工困難，并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無(wú)法回收再利用僧免，應(yīng)用上受到限制刑赶。近年來(lái)一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下懂衩，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度撞叨，并改善聚烯烴發(fā)泡性能。本文采用一種自制的不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性浊洞，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)牵敷，并且對(duì)形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征，同時(shí)測(cè)試了改性聚丙烯的流變行為法希。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對(duì)改性聚丙烯的發(fā)泡性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)枷餐。聚丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對(duì)分子質(zhì)量(-Mw)=292050，相對(duì)分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5苫亦，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500毛肋，自制;過(guò)氧化二異丙苯(DCP):純度99%，苯乙烯(St):純度99%:上何萁＃化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%润匙，上海凌峰試劑廠。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機(jī)Haake Ｒheocord90型:Thermo Scientific公司(德國(guó));ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國(guó));掃描電鏡:型-JSM-6360LV唉匾，日本電子公司(日本)孕讳。1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見(jiàn)Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱(chēng)取PP粒料100.0g、不飽和聚酯2.5g厂财、過(guò)氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g芋簿，混合，加入密煉機(jī)中蟀苛，170℃益咬，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下，熔融反應(yīng)6.0min帜平。然后停止攪拌幽告，在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min。反應(yīng)過(guò)程大致如Fig.2裆甩。聚丙烯的發(fā)泡過(guò)程:將高壓釜用CO2沖洗后冗锁，放入5gPP樣品。關(guān)閉高壓釜嗤栓，充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa冻河。高壓釜在油浴中升溫至170℃，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)茉帅。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa叨叙，保持30min后，迅速打開(kāi)閥門(mén)泄壓堪澎，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品擂错。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見(jiàn)Fig.3。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有引起改性PP黏度增加樱蛤。為了比較2種PP剪切黏度的變化钮呀，通過(guò)Cross方程對(duì)兩曲線進(jìn)行擬合。從Tab.1中可以看到昨凡，交聯(lián)改性并沒(méi)有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加爽醋，且熔體指數(shù)略有下降，這主要是因?yàn)槲⒔宦?lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)間的平均相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到了3.0×105便脊，遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對(duì)分子質(zhì)量(5600)蚂四。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得熔體松弛時(shí)間和熔體彈性增加就轧，所以改性后PP的特征松弛時(shí)間卻增加為原來(lái)的7.4倍证杭。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46，剪切變稀行為有所減弱妒御。2.2儲(chǔ)能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論解愤，在末端低頻率區(qū)域，只有長(zhǎng)的松弛時(shí)間對(duì)熔體的低頻末端儲(chǔ)能模量有貢獻(xiàn)乎莉，所以?xún)?chǔ)能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示送讲，改性后PP的儲(chǔ)能模量為未改性PP的2倍奸笤，儲(chǔ)能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87，改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)哼鬓。損耗角同樣對(duì)熔體彈性的改變很敏感监右。Fig.4(B)顯示，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升异希，而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩健盒。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小，熔體彈性行為越明顯称簿。Winter和Chambon的研究表明扣癣，在臨界凝膠點(diǎn)，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無(wú)關(guān)憨降，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)父虑。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴(lài)關(guān)系，鄭強(qiáng)等在研究過(guò)氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象授药，并認(rèn)為是由于測(cè)試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生士嚎。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時(shí)，由于法向應(yīng)力差的的作用悔叽，呈現(xiàn)彈性行為莱衩。通過(guò)比較法向應(yīng)力差，可知聚合物熔體彈性的大小娇澎。采用定剪切速率掃描法來(lái)測(cè)試改性前后PP熔體彈性行為的改變膳殷。由Fig.5可以看到，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高九火，熔體彈性增強(qiáng)。2.4 瞬時(shí)拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時(shí)拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時(shí)册招，2種PP的瞬時(shí)拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線岔激，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線。由于拉伸應(yīng)變速率較大是掰，純PP的拉伸黏度曲線在還沒(méi)有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動(dòng)區(qū)域前就已經(jīng)斷裂虑鼎，且沒(méi)有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為键痛，瞬時(shí)拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線炫彩，大瞬時(shí)拉伸黏度是純PP的10倍，達(dá)到5.6×105Pa·s絮短。交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因江兢。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對(duì)聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑丁频，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能杉允。工藝條件為溫度170℃邑贴、壓力15MPa。從Fig.7A中可以看到叔磷，純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔拢驾，基本沒(méi)有可見(jiàn)的泡孔結(jié)構(gòu)。說(shuō)明純PP的熔體強(qiáng)度不夠改基，無(wú)法支持發(fā)泡時(shí)氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力繁疤，在泡孔沒(méi)有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂秕狰。Fig.7B中顯示稠腊，改性PP發(fā)泡后，可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿(mǎn)整個(gè)橫截面封恰，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)麻养。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右诺舔，泡孔密度達(dá)到1.1×109cm－3鳖昌。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為，不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度低飒，同時(shí)熔體在承受拉伸應(yīng)力時(shí)许昨，熔體形變變得均勻，使得熔體不容易斷裂褥赊，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善糕档。非常高的泡孔密度也說(shuō)明發(fā)泡時(shí)有很高的成核速率，具體原因尚需更多的研究拌喉。利用不飽和聚酯對(duì)線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性速那，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時(shí)尿背，沒(méi)有使剪切黏度劇烈增加端仰，使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)，保持了聚丙烯的加工性能田藐。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡荔烧，在不加入任何成核劑的條件下，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍汽久，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料鹤竭。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音景醇、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能臀稚，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在包裝、建 筑啡直、汽車(chē)等行業(yè)烁涌。PP 在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降苍碟，低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大撮执，目前只有少數(shù)國(guó)家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)微峰，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。文中從制備工藝抒钱、發(fā)泡裝備蜓肆、性能改進(jìn)、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)谋币，并對(duì)該領(lǐng)域 今后的研究方向進(jìn)行了展望仗扬。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖緩震蕾额、 耐腐蝕早芭、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比诅蝶，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢(shì)在于它的自由成 型性退个，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(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品调炬。 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)语盈，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中缰泡，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE刀荒，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS，此外其耐老化棘钞、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異缠借，是非常環(huán)保的材料，因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝宜猜、建筑烈炭、汽車(chē)等行業(yè)，特別是在汽車(chē)行業(yè) 的需求增長(zhǎng)十分迅速宝恶。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)工藝趴捅、裝備垫毙、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)飽和氣體法拱绑。如 Fig. 1 所示综芥，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)飽和體系猎拨， 這個(gè)階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離膀藐，氣泡開(kāi)始成核并大量生長(zhǎng)屠阻，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:一種是以日 本的 JSP 株式會(huì)社與 Kaneka 公司為代表的反應(yīng)釜 法额各，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国觉，相對(duì)于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛虾啦。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)釜中麻诀，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高，在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時(shí)間后 打開(kāi)泄壓閥門(mén)快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒傲醉。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同蝇闭，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)，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)顆粒中硬毕，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解呻引，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，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中吐咳，所需壓力約2 ～ 6 MPa逻悠。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高挪丢、泡孔結(jié)構(gòu) 好蹂风、可二次發(fā)泡，缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高乾蓬。 日本 JSP 公司的專(zhuān)利介紹的生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn) 密度低于 0. 045 g /cm3 惠啄、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中任内， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度撵渡，保溫一段時(shí)間后再升溫到 發(fā)泡溫度，繼續(xù)保溫一段時(shí)間死嗦，打開(kāi)高壓釜放出分散體 到大氣中趋距，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。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌越除、離心分離后在空氣中靜置老化节腐，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝。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 能摘盆。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翼雀，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模，卸壓時(shí) PP 通過(guò)排料口模進(jìn)入 收集裝置中孩擂，實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過(guò)程中的泡孔形態(tài)與熔 融狼渊、結(jié)晶行為以及口模長(zhǎng)度對(duì)發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果 表明类垦，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少狈邑， 增加飽和壓力會(huì)提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比城须，密度降 低;而增加口模的長(zhǎng)度則會(huì)減小其體積膨脹比，密度增 加米苹。 國(guó)內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開(kāi)發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室 用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)糕伐，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)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 珠粒驱入。 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)方向赤炒。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑，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亏较，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP莺褒。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，恒溫一段時(shí)間后再放 出珠粒進(jìn)行冷卻雪情，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃遵岩，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，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度巡通、壓力以及保壓時(shí)間等尘执，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。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟宴凉，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用誊锭，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(wèn)題。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)水下切粒裝置弥锄，如 Fig. 4 ［14］丧靡。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，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)泡珠粒籽暇。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)温治、效率高、珠粒尺寸均勻戒悠，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中的工藝 參數(shù)難以控制熬荆，此外由于 PP 在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)幾 乎不流動(dòng)，而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后绸狐，熔體強(qiáng)度又急劇下降卤恳，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )，擠 出法對(duì) PP 的熔體強(qiáng)度要求較高寒矿，一般要用改性的熔 體強(qiáng)度較高的 PP纬黎，這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展。 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)泡珠粒的工藝劫窒。 采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原 料拆座，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍主巍，直徑為3 ～ 5 mm冠息，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 。 在 PP 中加入無(wú)機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度孕索， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)逛艰，從 而 改 進(jìn) EPP 的 性 能。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑搞旭，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)散怖，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料肄渗。實(shí)驗(yàn)表明镇眷，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強(qiáng)度，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度翎嫡，還 能夠增加氣泡成核點(diǎn)欠动，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核，從而得到泡 孔密度惑申、體積膨脹比都較大的 EPP具伍。與德國(guó) Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比，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 合圈驼，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過(guò)程中各階段的 溫度人芽，缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)绩脆，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 萤厅， 3% ，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP衙伶，研究表 明祈坠，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系，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 增加矢劲。另外赦拘，隨著 CO2 注入量的增加，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加芬沉，但泡孔密度則是先增大后減小躺同。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝丸逸，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向蹋艺。目前需要解決的問(wèn)題在 與開(kāi)發(fā)適用于擠出發(fā)泡的低成本高熔體強(qiáng)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) 展方向黄刚，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)間捎谨，增加成核密度，得到微孔的 發(fā)泡材料。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)泡劑涛救，此外其還具有無(wú)毒畏邢、不易燃、化學(xué)惰性等 優(yōu)點(diǎn)检吆，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注舒萎，是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場(chǎng)合的不同蹭沛，對(duì)性能的要求 也不同臂寝，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摊灭、隔熱性能咆贬，而汽車(chē)部件則需要 更好的剛性等，通常需要對(duì) EPP 的性能進(jìn)行改進(jìn)來(lái)適 應(yīng)不同的需求斟或。改進(jìn) EPP 性能的方法有 2 種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工 藝素征，二是對(duì) PP 原料進(jìn)行改性。前者主要是通過(guò)改進(jìn) 生產(chǎn)中的工藝流程萝挤、控制條件或者發(fā)泡裝備等來(lái)改進(jìn) EPP 的性能御毅，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怜珍、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品端蛆，但由于對(duì)材料本身的改變不大，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)品的性能酥泛，PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)今豆、物理共混、熔融支化等柔袁，通過(guò)對(duì)原料的改 性呆躲，不但能夠提高其熔體強(qiáng)度、降低其發(fā)泡難度捶索、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)插掂，同時(shí)也能有目的地改進(jìn) EPP 的力學(xué) 性能，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門(mén)方向腥例。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性辅甥、改善其緩沖性 能，日本 Kaneka 公司改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝燎竖。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力璃弄，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，避免了顆粒在管道中粘 結(jié)构回，此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進(jìn)一 步膨脹夏块，后者會(huì)使顆粒的冷卻速率變緩疏咐，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性脐供。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 凳鬓，發(fā)泡倍率為30 ～ 60， 閉孔含量為 90% 患民，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP。將 PP 與無(wú)機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法垦梆，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對(duì) EPP 的影響匹颤，納米碳酸鈣的比表面積大，在發(fā)泡過(guò)程在 能起到異相成核的作用托猩，從而使 EPP 的泡孔密度增 大印蓖，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。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)京腥、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)改性聚丙烯赦肃， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP。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)度公浪，對(duì)比而言他宛，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好欠气。

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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應(yīng)用價(jià)值：微孔發(fā)泡材料的韌性高厅各、疲勞壽命長(zhǎng)、比強(qiáng)度高预柒、熱穩(wěn)定性高队塘、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕宜鸯、隔熱憔古、吸震、隔音淋袖、價(jià)格低廉等特點(diǎn)鸿市。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，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端适贸，所以不會(huì)降低塑料的強(qiáng)度灸芳。因此，在汽車(chē)拜姿、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)值烙样。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)，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)械性能蕊肥。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)泡谒获，制得了一種沖擊強(qiáng)度高且具有類(lèi)似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材蛤肌，這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間。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)晶的通用塑料批狱，它的結(jié)晶速度較慢慢裸准，容易形成尺寸較大的球晶，導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差赔硫，制品的外觀缺乏美感炒俱，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用。利用成核劑改性聚丙烯爪膊，是一種制備透明度高权悟，力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡(jiǎn)單有效的方法，因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用推盛。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性峦阁，適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性；且共聚PP的透明性比均聚PP好耘成。張廣平等采用2榔昔，2-亞甲基-雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑瘪菌，研究了成核劑對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響撒会。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%。此時(shí)控嗜，復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃茧彤，結(jié)晶度增加3%~6%，結(jié)晶速率顯著增加疆栏；材料的模量提高了20%~30%曾掂，彎曲強(qiáng)度也提高了10%~20%。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壁顶，尤其是在汽車(chē)用塑料中珠洗。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，在塑料中纖維長(zhǎng)度需要大于LC若专，既零界長(zhǎng)度许蓖，LC取值與塑料的種類(lèi)有直接關(guān)系。如果纖維的長(zhǎng)度小于LC调衰，其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大膊爪。例如，玻纖增強(qiáng)PP中嚎莉，玻璃纖維的零界長(zhǎng)度為3.1 mm米酬；而在另外一種經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的PP中，LC可能降到0.9mm以下趋箩。對(duì)于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料赃额，制品中的纖維長(zhǎng)度一般只有0.2~0.6mm加派，限制了制成品性能的提高。而在長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料部件中跳芳，玻璃纖維的殘留長(zhǎng)度可以達(dá)到3mm以上芍锦，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)飞盆，它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右娄琉；比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高；此外吓歇，這種材料的加工流動(dòng)性好车胡，制品外觀光亮、無(wú)塌坑等缺陷照瘾，制品的成型收縮率也小。的研究成果表明丧慈，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)析命，LFG/PP的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度明顯高于SFG/PP逃默。

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摘要：利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機(jī)鹃愤，采用一步法擠出工藝研制了汽車(chē)內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹(shù)脂完域，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑软吐、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）吟税。結(jié)果表明凹耙，具有良好性能的PP微發(fā)泡專(zhuān)用料的配方（質(zhì)量份數(shù)）：均聚PP為40.00份，共聚PP為60.00份肠仪，過(guò)氧化二特丁烷為0.18份肖抱，過(guò)氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份异旧，碳酸鈣為0.50份意述，發(fā)泡劑AC為 0.40份。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ吮蛹，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3荤崇。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車(chē)內(nèi)飾件 專(zhuān)用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、耐高溫潮针、綠色環(huán)保术荤、易注射成型、成型周期短和成本低等優(yōu)點(diǎn)然低。隨著汽車(chē)輕量化的發(fā)展喜每，PP發(fā)泡材料在汽車(chē)內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來(lái)越多务唐。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想，僅適用于需表面附皮的高端車(chē)带兜，汽車(chē)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］枫笛。化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米刚照，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳刑巧。目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ，國(guó)外也只有美國(guó)无畔、意大利啊楚、日本等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能生產(chǎn)。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法浑彰，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹(shù)脂恭理，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(chē)內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專(zhuān)用料，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ郭变，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3颜价。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗(yàn)部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1），熔體流動(dòng)速率（MFR）為3.0g/（10min）诉濒，中國(guó)石化齊魯分公司周伦；共聚PP（記作PP2），MFR為2.0g/（10min）未荒，中國(guó)石化齊魯分公司专挪；抗氧劑，168和1010片排，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司寨腔；過(guò)氧化二特丁烷（DBP），過(guò)氧化二特丁烷（DBP）率寡，過(guò)氧化二異丙苯（DCP）脆侮，二乙烯基苯，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC）勇劣，液體石蠟靖避，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司；發(fā)泡改性劑DMS-10比默，自制幻捏。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國(guó)HAAKE公 司命咐；CMT450料試驗(yàn) 機(jī)篡九，天水三斯有限公司；∮25單螺桿擠出機(jī)醋奠，德國(guó)BRABENDER公司榛臼；AH-2奧林巴斯顯微鏡伊佃，日本奧林巴斯公司。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹(shù)脂沛善、過(guò)氧化物航揉、改性劑、抗氧劑金刁、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱(chēng)量帅涂，投入10L高速攪拌機(jī)，低速混合1min尤蛮，高速混合2min出料媳友，料溫不 高于50℃。擠出發(fā)泡：擠出機(jī)設(shè)置溫度180～200℃产捞，機(jī)頭溫度195℃醇锚，距機(jī)頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平，取樣待用坯临。1.4 測(cè)試表征拉伸強(qiáng)度按照GB/T1040.3—2006測(cè)試搂抒，采用4型試樣，拉伸速度為50mm／min尿扯；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB/T9341—2000測(cè)試，寬度25mm焰雕；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843—2008測(cè)試衷笋；表觀密度按GB/T6343—2009測(cè)試；泡孔密度按 照參考文獻(xiàn)［４］所述方法測(cè)試矩屁。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(shù)脂辟宗，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑，測(cè)試體系的熔體強(qiáng)度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量吝秕，結(jié)果見(jiàn)表1泊脐。表1，DBP/DCP對(duì)發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注：擠出口模厚度0.6mm烁峭，寬度50mm容客。由表1看出，DBP和DCP都能提高PP熔體強(qiáng)度约郁，但片材表面和泡孔均勻性不同缩挑，隨DCP含量增加，擠出片材表面質(zhì)量變差鬓梅，泡孔變得不均勻供置；DCP雖有利于提高熔體強(qiáng)度，但比例不宜過(guò)大绽快，以不超過(guò)引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜芥丧。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度紧阔，擠出反應(yīng)時(shí)，DCP和PP還沒(méi)有完全混合均勻就大量分解续担，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基擅耽，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)，形成局部高強(qiáng)度熔體赤拒，熔體強(qiáng)度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻秫筏，形成凹凸不平的表面。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹(shù)脂挎挖，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10这敬，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖1蕉朵。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出崔涂，隨引發(fā)劑含量增加，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變始衅；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低冷蚂，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時(shí)汛闸，引發(fā)劑濃度不足蝙茶，PP接枝率不高，熔體強(qiáng)度不足诸老，難以包裹住氣體隆夯，泡孔較大，并有部分泡孔破裂别伏，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高蹄衷；隨引發(fā)劑含量增加，PP接枝程度提高厘肮，熔體強(qiáng)度相應(yīng)增加愧口，氣泡在膨脹過(guò)程中，泡壁不易破裂类茂，形成致密均勻的泡孔耍属，單位體積泡孔數(shù)量增加，材料密度下降巩检；隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高恬涧，熔體強(qiáng)度高于氣泡膨脹的動(dòng)力，使氣泡不能充分膨脹碴巾，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高溯捆。.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。由圖2看出，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加提揍，發(fā)泡材料表觀密度降低啤月，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劳跃，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用谎仲。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時(shí)，發(fā)泡材料表觀密度反而回升刨仑，泡孔密度下降郑诺。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(guò)多杉武，氣泡膨脹加劇辙诞，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并，氣體溢出轻抱，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高飞涂，泡孔密度下降。由圖2還可看出祈搜，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份较店。