中山優(yōu)質(zhì)MPP微孔發(fā)泡定制

隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展怀吻，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代瞬浓，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年的歷史蓬坡，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猿棉，塑料飾件的大量應用，促進了汽車的減重節(jié)能屑咳，提高了汽車的美觀舒適度萨赁。PP以密度小、性價比高兆龙、具有優(yōu)異的耐熱性能杖爽、耐化學藥品腐蝕性、剛性紫皇、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慰安。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)周期長聪铺、投資巨大化焕、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)计寇，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛锣杂、更有效、更經(jīng)濟番宁、更實用的改性元莫。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔蝶押。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限踱蠢，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上，可以明顯減輕重量和成型的周期棋电，大大降低機臺的鎖模力茎截，并具有內(nèi)應力和翹曲小、平直度高赶盔，沒有縮水企锌，尺寸穩(wěn)定，成型視窗大等特點于未，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)勢撕攒，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向陡鹃。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展抖坪，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑萍鲸，目前其在汽車內(nèi)飾上的應用也越來越多，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%擦俐，卡車脊阴、工程機械車占20% ，客車蚯瞧、商務車占35% 嘿期。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想状知，僅適合于需要表面覆皮的高端車秽五，不僅增加了制造成本孽查，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用饥悴；而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學發(fā)泡劑為氣源盲再，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)西设，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡答朋，且其理想的泡孔直徑應<50μm 贷揽，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。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡梦碗、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等禽绪，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板洪规、尾門印屁、風道等；擠出微發(fā)泡適用于密封條斩例、頂棚等雄人；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 念赶，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)高50%的減重础钠，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% 叉谜，循環(huán)周期減少10%～15%旗吁，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)能停局，并且能改善制品的翹曲變形性很钓，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活驻民。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能，作為汽車車頂履怯，可降低汽車的質(zhì)量回还，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化叹洲。綜上所述柠硕，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應用廣泛，但需要注意：1. 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)运提、有廣范的市場蝗柔、但在中國應用尚新。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民泵、更省料的產(chǎn)品設(shè)計)癣丧。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機——高端應用和省成本。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栈妆。

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近日胁编，有網(wǎng)友在國家發(fā)展改革委官網(wǎng)留言詢問“’一次性發(fā)泡塑料餐具’是否包括‘可生物降解發(fā)泡塑料餐具’？比如用可生物降解的聚乳酸PLA發(fā)泡塑料材料制成的餐具鳞尔，是否也在禁止之列嬉橙？”發(fā)改委回答：“凡發(fā)泡塑料餐具均在禁止生產(chǎn)和銷售之列×燃伲”這份答復看似簡單市框，卻隱藏著數(shù)個值得深思的問題，深挖之下糕韧，細思極恐枫振！1、一次性發(fā)泡塑料餐具 ≠ 一次性塑料餐具萤彩，可降解的一次性塑料餐具是否允許使用粪滤？國家發(fā)展委和改革委員會生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》中，關(guān)于一次性塑料餐具和一次性發(fā)泡塑料餐具有不同的規(guī)定：關(guān)于一次性發(fā)泡塑料餐具：禁止生產(chǎn)和銷售一次性發(fā)泡塑料餐具乒疏；關(guān)于一次性塑料餐具：到2020年底额衙，全國范圍餐飲行業(yè)禁止使用不可降解一次性塑料吸管；地級以上城市建成區(qū)怕吴、景區(qū)景點的餐飲堂食服務窍侧，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。到2022年底转绷，縣城建成區(qū)伟件、景區(qū)景點餐飲堂食服務，禁止使用不可降解一次性塑料餐具议经。到2025年斧账，地級以上城市餐飲外賣領(lǐng)域不可降解一次性塑料餐具消耗強度下降30%谴返。一次性發(fā)泡餐具：聚丙烯微孔發(fā)泡在飲食業(yè)和食品包裝業(yè)中，一次性發(fā)泡餐具使用為廣泛的材料是聚苯乙烯咧织，通常采用含氯氟烴(CFC)或烴類(HC)發(fā)泡劑發(fā)泡嗓袱，制成各種餐飲具如快餐盒、湯碗习绢、方便面碗渠抹、生鮮托盤等。這些材料構(gòu)成了嚴重的環(huán)境問題闪萄。中國曾于1999年梧却、2005年以及2011年三次將一次性發(fā)泡塑料餐具列入工藝落后或產(chǎn)品落后目錄而遭淘汰。原因是：一些發(fā)泡餐具廠使用工業(yè)塑膠廢棄物作為原材料败去，摻雜少量的新料放航，再配一定量的滑石粉，生產(chǎn)出一次性發(fā)泡餐盒圆裕。盡管使用再生料生產(chǎn)發(fā)泡餐具有節(jié)約資源等優(yōu)勢广鳍，但是來源不明的工業(yè)塑膠廢棄物存在眾多安全隱患和風險；發(fā)泡塑料餐具用完廢棄后難于回收利用葫辐；一次性發(fā)泡餐具對是否有雙酚A搜锰、苯乙烯單體、二聚體耿战、三聚體、二噁英等毒性單體析出存在爭議焊傅；在生產(chǎn)過程中使用的發(fā)泡劑剂陡，有的會破壞大氣臭氧層，有的存在嚴重安全隱患狐胎。2013年2月26日鸭栖，國家發(fā)改委發(fā)布第21號令，對《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2011年本）》有關(guān)條目進行局部調(diào)整握巢，其中之一便是在淘汰類產(chǎn)品目錄中刪除了一次性發(fā)泡塑料餐具（簡稱發(fā)泡餐具）晕鹊。終，2020年1月16日發(fā)布的《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》明確禁止生產(chǎn)和銷售一次性發(fā)泡塑料餐具暴浦。一次性塑料餐具：一次性餐具按原材料來源溅话、生產(chǎn)工藝、降解方式歌焦、回收水平分為以下三大類：1飞几、生物降解類：如紙制品（含紙漿模塑型、紙板涂膜型）独撇、食用粉模塑型屑墨、植物纖維模塑型等躁锁；2、光/生物降解性材料類：光/生物降解塑料（非發(fā)泡）型卵史，如光生物降解PP類战转；3、易于回收利用材料類：如聚丙烯類(PP)以躯、高抗沖聚苯乙烯類(HIPS)匣吊、雙向拉伸聚苯乙烯(BOPS)、天然無機礦物填充聚丙烯復合材料制品等寸潦。也就是說一次性發(fā)泡塑料餐具僅僅是一次性塑料餐具中的一個種類色鸳。禁止的是一次性發(fā)泡餐具，而不是完全禁止一次性塑料餐具见转，可降解的一次性塑料餐具是允許生產(chǎn)和銷售的命雀。2、可生物降解的一次性塑料餐具是否需要“發(fā)泡成型”斩箫？采用的發(fā)泡劑是否同樣對環(huán)境有害吏砂？發(fā)泡是使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過程。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料乘客，常的樹脂有：聚苯乙烯樹脂狐血、聚氨酯樹脂、聚氯乙烯樹脂易核、聚乙烯樹脂匈织、脲甲醛樹脂、酚醛樹脂等牡直。發(fā)泡劑：CFC發(fā)泡劑封閉于發(fā)泡材料中缀匕，它終將散逸、進入同溫層并參與消耗臭氧層的循環(huán)碰逸。再者乡小，HC發(fā)泡劑一旦從泡沫中釋放出來，因具有光化學活性從而促使煙霧生成饵史。因而满钟，需要一種采用不參與破壞環(huán)境的化學反應的發(fā)泡劑發(fā)泡生產(chǎn)的可降解樹脂發(fā)泡材料「炫纾可降解餐盒使用材料分兩種：一種是天然材料制成的可降解天然材料餐盒湃番，如紙制品、秸稈厌蔽、淀粉等牵辣，可降解，也稱之為環(huán)保產(chǎn)品奴饮；另一種是以塑料為主要成分的可降解塑料餐盒纬向，加入淀粉择浊、光敏劑等物質(zhì)制成（此類一次性餐盒的制造原料是可降解塑料，所謂可降解塑料就是在塑料的生產(chǎn)過程中加入一定量的添加劑逾条，如光敏劑琢岩、淀粉等原料。這樣师脂，可降解塑料制品在使用完担孔，并廢棄在大自然中暴露三個月后，可由完整的形狀分解成碎片吃警，因而至少在視覺上改善了環(huán)境糕篇。但這項技術(shù)的缺陷是，這些碎片不能繼續(xù)降解酌心，只不過是由大片變成小片塑料拌消，不能從根本上勝任消除白色污染的任務。發(fā)泡劑：CFC發(fā)泡劑封閉于發(fā)泡材料中安券，它終將散逸墩崩、進入同溫層并參與消耗臭氧層的循環(huán)。再者侯勉，HC發(fā)泡劑一旦從泡沫中釋放出來鹦筹，因具有光化學活性從而促使煙霧生成。因而址貌，需要一種采用不參與破壞環(huán)境的化學反應的發(fā)泡劑發(fā)泡生產(chǎn)的可降解樹脂發(fā)泡材料铐拐。目前，常用的可降解塑料聚乳酸（PLA）餐盒是需要發(fā)泡的芳誓，至于其他可降解塑料是否需要發(fā)泡余舶，發(fā)泡劑是否污染環(huán)境，還需要更專業(yè)的解答锹淌，請在下方留言或掃描二維碼，分享您的觀點：按【姓名+公司名+職務】格式赠制，發(fā)送備注3赂摆、如果《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》中禁止生產(chǎn)和銷售的超薄塑料購物袋、農(nóng)用地膜钟些，一次性塑料棉簽烟号，塑料微珠全都使用可生物降解材料，是否允許生產(chǎn)和銷售政恍？目前還沒有明確的答案汪拥，您怎么看？4篙耗、可降解塑料真的環(huán)保嗎迫筑？可降解塑料中也會使用發(fā)泡劑破壞環(huán)境宪赶，此外花費大量成本和時間使用可降解塑料，但可降解塑料混雜在傳統(tǒng)塑料中脯燃，無法回收利用搂妻，只能用傳統(tǒng)方法掩埋焚燒處理，究竟該使用可降解塑料還是建設(shè)塑料閉環(huán)辕棚，采用可回收性設(shè)計欲主，這是一個值得思索的問題。

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概述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP逝嚎，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微米扁瓢，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在补君，MPP具有優(yōu)異的減震引几、緩沖、隔熱和吸聲等性能赚哗，可廣泛應用于包裝她紫、交通工具、箱包屿储、體育器材等領(lǐng)域贿讹，是傳統(tǒng)EVA、PU够掠、PS發(fā)泡材料民褂、EPE和EPP的替代物。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疯潭，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體赊堪，并誘導其成核、發(fā)泡竖哩，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料哭廉。發(fā)泡過程清潔無污染，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保相叁。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)遵绰，因此可回收循環(huán)使用。聚丙烯（PP）本身是無毒材料增淹，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料椿访。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域虑润。也可應用于兒童拼圖成玫、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫哭当。PP是半結(jié)晶聚合物猪腕，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE荣病、PS码撰、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達120℃个盆，因此MPP特別適合高溫包裝脖岛、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強颊亮、隔熱和降噪為一體柴梆，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車终惑、軌道交通绍在，船舶，風機葉片等雹有。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用偿渡，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等霸奕，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用溜宽。 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，由于泡孔較小质帅，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小适揉。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煤惩。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控嫉嘀，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魄揉，可應用于微電子器件的包裝剪侮。(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洛退，提高漫反射率票彪。(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不狮。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)在旱。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用摇零。6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護性能桶蝎，可應用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域驻仅。

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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱谅畅、隔音、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能噪服，近年來被廣泛應用在包裝毡泻、建筑、汽車等行業(yè)粘优。PP在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降仇味，低熔體強度導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)難度大雹顺，目前只有少數(shù)國家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)丹墨，因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。文中從制備工藝嬉愧、發(fā)泡裝備贩挣、性能改進、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)没酣，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)輕王财、抗沖緩震、耐腐蝕裕便、隔熱隔音等優(yōu)良的特性绒净，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闪金，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疯溺，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。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)哎垦，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)囱嫩。其中，EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE漏设，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS墨闲，此外其耐老化、耐腐蝕性也非常優(yōu)異郑口，是非常環(huán)保的材料鸳碧，因此 EPP被廣泛應用于包裝、建筑犬性、汽車等行業(yè)瞻离，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材料研究的重視乒裆，本文從EPP的生產(chǎn)工藝套利、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)。 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肉迫。如下圖所示验辞，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喊衫，這個階段中PP基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分離跌造，氣泡開始成核并大量生長，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒族购。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:一種是反應釜法壳贪，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，相對于工藝成熟的反應釜法而言联四，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛撑碴。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)壓力升高朝墩，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)泡珠粒醉拓。根據(jù)反應釜 中分散介質(zhì)的不同，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)收苏，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亿卤，所以為了使發(fā)泡劑更好地溶解，釜內(nèi)壓力一般需要在10MPa以上;后者是先將PP顆粒分散在水中鹿霸，發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中排吴，所需壓力約2～6MPa。反應釜法的優(yōu)點是工藝條件容易控制懦鼠、發(fā)泡倍率高钻哩、泡孔結(jié)構(gòu)好、可二次發(fā)泡肛冶，缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高街氢。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3、平均泡孔直徑為 200μm的EPP睦袖。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應釜中珊肃，升溫到稍低于發(fā)泡的溫度，保溫一段時間后再升溫到發(fā)泡溫度馅笙，繼續(xù)保溫一段時間伦乔，打開高壓釜放出分散體到大氣中，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董习。后將得到的發(fā)泡珠粒洗滌烈和、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)工藝皿淋。改進生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善EPP的性能斥杜。Hossieny等采用 CO2為發(fā)泡劑用下圖中的實驗設(shè)備制備了 EPP虱颗，該設(shè)備在反應釜下端加裝了一個排料口模，卸壓時PP通過排料口模進入收集裝置中蔗喂，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔融、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響高帖。結(jié)果表明缰儿，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少，增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比散址，密度降低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比乖阵，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)预麸，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應釜與收集釜瞪浸，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吏祸。丁杰等采用CO2 作發(fā)泡劑对蒲，用下圖中的無水法發(fā)泡裝置制備了小泡孔直徑為 9.55μm，泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP贡翘。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)飽和壓力不變蹈矮，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℃鸣驱，工藝流程時間約為 2.5 h泛鸟。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，所以其關(guān)鍵控制條件有反應釜的溫度踊东、壓力以及保壓時間等北滥，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。目前反應釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟闸翅，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用再芋，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。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缎脾，如下圖祝闻。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，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)泡珠粒遗菠。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)联喘、效率高、珠粒尺寸均勻辙纬，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)難以控制豁遭，此外由于PP在溫度低于熔點時幾乎不流動，而當溫度高于熔點后贺拣，熔體強度又急劇下降蓖谢，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為4℃)捂蕴，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闪幽，這些缺點限制了擠出法的應用與發(fā) 展啥辨。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝。采用丁烷作發(fā)泡劑盯腌，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原料溉知，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍，直徑為3～5mm腕够，密度為15～100kg/m3的EPP级乍，便由于后期成型蒸汽壓力較大，而大規(guī)模推廣受到限制帚湘。在PP中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度玫荣，得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)，從而改進EPP的性能大诸。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑捅厂，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倍底挫，泡孔密度為108～109cm-3的發(fā)泡材料恒傻。實驗表明，納米粘土的加入不但能夠顯著改善LPP的熔體強度建邓，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度盈厘，還能夠增加氣泡成核點，誘導發(fā)生異相成核官边，從而得到泡孔密度沸手、體積膨脹比都較大的 EPP。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注簿，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的溫度契吉，缺點是設(shè)備成本較高。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng)诡渴，用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%捐晶、3%、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP妄辩，研究表明惑灵，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)泡倍率會隨著釋壓速率的增大而增加眼耀。另外英支，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哮伟，但泡孔密度則是先增大后減小干花。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)妄帘、高效的生產(chǎn)工藝，是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向池凄。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抡驼，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修赞，增加成核密度婶恼，得到微孔的發(fā)泡材料。其中超臨界CO2的實現(xiàn)條件(tc=30.98℃柏副，pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑，此外其還具有無毒蚣录、不易燃割择、化學惰性等優(yōu)點，近年來受到了廣泛的關(guān)注萎河，是替代傳統(tǒng)化學發(fā)泡劑的選擇荔泳。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虐杯，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能玛歌，建筑材料則需要良好的隔音、隔熱性能擎椰，而汽車部件則需要更好的剛性等支子，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)工藝达舒，二是對 PP 原料進行改性值朋。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 的性能巩搏，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與形態(tài)昨登，有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品贯底，但由于對材料本身的改變不大丰辣，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)禽捆、物理共混笙什、熔融支化等，通過對原料的改性睦擂，不但能夠提高其熔體強度得湘、降低其發(fā)泡難度、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)，同時也能有目的地改進EPP的力學性能撞牢，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)泡倍率與彈性读恃、改善其緩沖性能鸿吆，有企業(yè)改進了釜壓生產(chǎn)工藝囤采。首先在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力，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惩淳，避免了顆粒在管道中粘結(jié)蕉毯，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，后者會使顆粒的冷卻速率變緩思犁，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固代虾，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 激蹲，發(fā)泡倍率為30～60棉磨，閉孔含量為90% ，泡孔尺寸為150～300μm的EPP学辱。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法乘瓤，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策泣，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用衙傀，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 變窄萨咕。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)统抬、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任洞。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蓄喇，對比而言，HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果交掏，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好妆偏。

中山優(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、隔音盅弛、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能钱骂，近年來被廣泛應用在包裝、建 筑挪鹏、汽車等行業(yè)见秽。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)讨盒，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大解取，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注返顺。文中從制備工藝禀苦、發(fā)泡裝備蔓肯、性能改進、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)振乏，并對該領(lǐng)域 今后的研究方向進行了展望蔗包。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖緩震慧邮、 耐腐蝕调限、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比误澳，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性耻矮，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 維尺寸精度的制品忆谓。 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)淘钟，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中陪毡，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS勾扭，此外其耐老化毡琉、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異，是非常環(huán)保的材料妙色，因此 EPP 被廣 泛應用于包裝桅滋、建筑、汽車等行業(yè)身辨，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速丐谋。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝煌珊、裝備号俐、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)。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定庵。如 Fig. 1 所示吏饿，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蔬浙， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離猪落，氣泡開始成核并大量生長，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒畴博。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 法笨忌，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 釜法而言俱病，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛官疲。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袱结，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間后 打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒袁余。根據(jù)反應釜 中分散介質(zhì)的不同擎勘，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)，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颖榜，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解棚饵，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 顆粒中掩完，所需壓力約2 ～ 6 MPa噪漾。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高且蓬、泡孔結(jié)構(gòu) 好欣硼、可二次發(fā)泡，缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高恶阴。 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 诈胜、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釜中冯事， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度焦匈，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度，繼續(xù)保溫一段時間昵仅，打開高壓釜放出分散體 到大氣中缓熟，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。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌摔笤、離心分離后在空氣中靜置老化够滑，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝。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 能吕世。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實驗設(shè)備制備了 EPP彰触，該設(shè)備在反應釜下端加裝了一個排料口模，卸壓時 PP 通過排料口模進入 收集裝置中寞冯，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融渴析、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果 表明吮龄，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少俭茧， 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漓帚，密度增 加母债。 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 珠粒毡们。 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迅皇。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑，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衙熔，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP登颓。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 出珠粒進行冷卻红氯，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃框咙，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，所以其關(guān)鍵控制條件有反應釜的 溫度痢甘、壓力以及保壓時間等喇嘱，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。目前反應釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟塞栅，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用者铜，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。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放椰，如 Fig. 4 ［14］作烟。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，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)泡珠粒砾医。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)俗壹、效率高、珠粒尺寸均勻藻烤，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 乎不流動头滔，而當溫度高于熔點后怖亭，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 ℃ )坤检，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高兴猩，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) 展早歇。 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)泡珠粒的工藝倾芝。 采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料箭跳，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍晨另，直徑為3 ～ 5 mm，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 谱姓。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度借尿， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)，從 而 改 進 EPP 的 性 能。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑路翻，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)狈癞，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料茂契。實驗表明蝶桶，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度掉冶，還 能夠增加氣泡成核點真竖，誘導發(fā)生異相成核，從而得到泡 孔密度郭蕉、體積膨脹比都較大的 EPP疼邀。與德國 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 合召锈，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度旁振，缺點是設(shè)備成本較高。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)涨岁，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 拐袜， 3% ，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP梢薪，研究表 明蹬铺，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)泡倍率會隨著釋壓速率的增大而 增加秉撇。另外甜攀，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琐馆，但泡孔密度則是先增大后減小规阀。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝瘦麸，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向谁撼。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，此 外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2 的應用也是今后的發(fā) 展方向滋饲，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厉碟，增加成核密度，得到微孔的 發(fā)泡材料屠缭。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)泡劑箍鼓，此外其還具有無毒、不易燃呵曹、化學惰性等 優(yōu)點袄秩，近年來受到了廣泛的關(guān)注，是替代傳統(tǒng)化 學發(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合的不同之剧，對性能的要求 也不同郭卫，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背稼、隔熱性能贰军，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 應不同的需求蟹肘。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產(chǎn)工 藝词疼，二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進 生產(chǎn)中的工藝流程帘腹、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能贰盗，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阳欲、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品舵盈，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)品的性能球化，PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)秽晚、物理共混、熔融支化等筒愚，通過對原料的改 性赴蝇，不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度巢掺、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)句伶，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陆淀。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性熄阻、改善其緩沖性 能，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產(chǎn)工藝倔约。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力，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坝初，避免了顆粒在管道中粘 結(jié)浸剩，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，后者會使顆粒的冷卻速率變緩鳄袍，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固绢要，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 拗小，發(fā)泡倍率為30 ～ 60重罪， 閉孔含量為 90% ，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法剿配，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響搅幅，納米碳酸鈣的比表面積大，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用呼胚，從而使 EPP 的泡孔密度增 大茄唐，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)蝇更、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯沪编， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP。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年扩，對比而言蚁廓，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 都較好厨幻。