臺(tái)州靠譜MPP片材加工價(jià)格
發(fā)布時(shí)間:2022-07-20 01:21:55臺(tái)州靠譜MPP片材加工價(jià)格
與傳統(tǒng)注塑制品相比,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕倚搬、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少冶共、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)每界。目前捅僵,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,具有操作簡(jiǎn)單眨层、效率高庙楚、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件,且能耗少趴樱,符合節(jié)約材料馒闷,降低成本這一發(fā)展理念,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求叁征。然而纳账,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,泡孔尺寸分布不均勻捺疼,所得制品表面存在大量的氣痕塞祈、銀紋等缺陷,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用议薪。國(guó)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)的氣體反壓裝置尤蛮,利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對(duì)微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)斯议,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)产捞,改善了泡孔的形態(tài)。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP哼御、發(fā)泡劑(AC)坯临、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。然后打開氣體反壓裝置恋昼,在型腔中分別注入固定的GCP為0看靠,0.2,0.4液肌,0.6挟炬,0.8 MPa的氣體,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡嗦哆,冷卻后谤祖,取出PP發(fā)泡樣品。GCP對(duì)充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后老速,熔體壓力瞬間達(dá)到值粥喜。隨著GCP從0增加至0.8 MPa,熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa橘券,注射完成后额湘,隨著氣體的排出,熔體壓力瞬間下降旁舰,隨著冷卻收縮锋华,熔體壓力逐漸趨于0 MPa。由此可知鬓梅,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力供置,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。 GCP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時(shí)绽快,由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率芥丧,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)間和作用力較大坊罢,在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形续担,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象,泡孔形貌極不規(guī)則活孩,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小物遇,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著GCP的增大询兴,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小乃沙,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,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大诗舰,泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布警儒。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時(shí),皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)眶根,此時(shí)整體泡孔的變形較小蜀铲。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動(dòng)剪切作用,GCP值越大属百,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大记劝,泡孔受到熔體的約束力大,泡孔不易發(fā)生變形族扰。GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示厌丑。可知别伏,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%蹄衷;隨著GCP的增大忧额,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高厘肮,GCP為0.8 MPa時(shí),升高至26.7%睦番。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类茂,從63.7%下降到45.4%,這說明GCP可以減小泡孔變形層托嚣,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍巩检。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如下圖所示示启,泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加兢哭,整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大夫嗓,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小迟螺,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,即GCP可以減小泡孔長(zhǎng)度與寬度的差距舍咖,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小矩父。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì),見圖c排霉,隨著GCP的增加窍株,當(dāng)GCP為0.2 MPa時(shí)泡孔直徑略有減小,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球订。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大后裸,使得泡孔的成核臨界能壘升高,泡孔的成核速率下降冒滩,泡孔在充模過程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱轻抱,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng),因此熔體壓力越大旦部,泡孔直徑越大祈搜。GCP提高了充模時(shí)的熔體壓力,有效地降低了泡孔的變形士八,且隨著GCP的升高容燕,泡孔直徑增大,泡孔密度下降婚度,發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變蘸秘。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa,熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa蝗茁,使充模過程中受流動(dòng)影響的泡孔數(shù)減小醋虏,減小了泡孔受到的流動(dòng)剪切力。隨著GCP的增大哮翘,泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%颈嚼,變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304,泡孔的平均長(zhǎng)度增大饭寺。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌阻课,減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動(dòng)時(shí)的阻力,提高了注塑充模階段的熔體壓力艰匙,使得臨界成核點(diǎn)后移限煞,泡孔的成核長(zhǎng)大在充模后進(jìn)行,進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌员凝。
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年來綜合性能優(yōu)異署驻、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)速度快的品種健霹。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)旺上,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)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強(qiáng)化技術(shù)骤公。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類抚官。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留阶捆、發(fā)泡過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)臭氧層有破壞作用凌节,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)較高钦听,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑倍奢,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)朴上,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),而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)卒煞、表面張力和黏度下降痪宰、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畔裕。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物衣撬,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(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔扮饶,可操作窗口窄具练。因,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甜无。為了攻克這一難題扛点,趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院岂丘、浙江新恒泰陵究、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系奥帘、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)化铜邮、強(qiáng)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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新翩概。趙玲介紹牲距,在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡返咱,既可突破結(jié)晶的制約钥庇,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)制评姨,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,以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑萤晴。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率吐句,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、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)店读,保證了均勻的壓力場(chǎng)嗦枢、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng),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)屯断。利用上述創(chuàng)新技術(shù)文虏,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置侣诺,實(shí)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)泡裝置氧秘,生產(chǎn)效率提高25%年鸳,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)丸相,2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元搔确、利稅1.09億元。此外灭忠,該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件膳算、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。趙玲表示弛作,超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)畦幢,除聚丙烯外,還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)缆蝉,多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成宇葱。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料,除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾刊头、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域黍瞧,還可滿足兒童玩具、食品原杂、醫(yī)療印颤、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能穿肄,聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域年局,如新能源汽車動(dòng)力電池墊片、5G通信微波中繼天線罩咸产、高檔汽車音響振膜矢否、防彈衣背板等。
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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱脑溢、隔音僵朗、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能,近年來被廣泛應(yīng)用在包裝屑彻、建筑验庙、汽車等行業(yè)。PP在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降社牲,低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)粪薛,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)搏恤,因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注违寿。文中從制備工藝让禀、發(fā)泡裝備、性能改進(jìn)陨界、表征方法等方面綜述了近年來國(guó)內(nèi)外PP珠粒發(fā)泡的研究動(dòng)態(tài)巡揍,并對(duì)該領(lǐng)域今后的研究方向進(jìn)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、抗沖緩震菌瘪、耐腐蝕腮敌、隔熱隔音等優(yōu)良的特性,與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比俏扩,PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢(shì)在于它的自由成型性糜工,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录淡。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)捌木,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中嫉戚,EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE刨裆,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS,此外其耐老化彬檀、耐腐蝕性也非常優(yōu)異帆啃,是非常環(huán)保的材料,因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝窍帝、建筑努潘、汽車等行業(yè),特別是在汽車行業(yè) 的需求增長(zhǎng)十分迅速坤学。鑒于世界各國(guó)對(duì)EPP材料研究的重視疯坤,本文從EPP的生產(chǎn)工藝、裝備深浮、性能改進(jìn)以及表征手段等方面介紹了近年來EPP的研究進(jìn)展與動(dòng)態(tài)压怠。 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)理為過飽和氣體法。如下圖所示略号,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刑峡,然后通過快速卸壓或者溫度驟升造成熱力學(xué)的不穩(wěn)定來形成過飽和體系,這個(gè)階段中PP基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分離玄柠,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)泡珠粒诫舅。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(yīng)釜法羽利,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;另一種是擠出法工藝,相對(duì)于工藝成熟的反應(yīng)釜法而言刊懈,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛这弧。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)釜中娃闲,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)間后打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒匾浪。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同皇帮,又可分為無水法與有水法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)顆粒中蛋辈,所以為了使發(fā)泡劑更好地溶解属拾,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,發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中冷溶,所需壓力約2~6MPa渐白。反應(yīng)釜法的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高逞频、泡孔結(jié)構(gòu)好纯衍、可二次發(fā)泡,缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高苗胀。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3襟诸、平均泡孔直徑為 200μm的EPP。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中基协,升溫到稍低于發(fā)泡的溫度励堡,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)間堡掏,打開高壓釜放出分散體到大氣中应结,放出物料的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫Ρ3衷诜懦鑫锪锨暗膲毫Α:髮⒌玫降陌l(fā)泡珠粒洗滌泉唁、離心分離后在空氣中靜置老化鹅龄,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的性能亭畜。Hossieny等采用 CO2為發(fā)泡劑用下圖中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備了 EPP扮休,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通過排料口模進(jìn)入收集裝置中拴鸵,實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔融玷坠、結(jié)晶行為以及口模長(zhǎng)度對(duì)發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果表明劲藐,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少八堡,增加飽和壓力會(huì)提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比,密度降低;而增加口模的長(zhǎng)度則會(huì)減小其體積膨脹比聘芜,密度增加兄渺。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),發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜與收集釜汰现,資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8~60倍的發(fā)泡珠粒挂谍。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)方向叔壤。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口叙,泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP炼绘。其工藝改進(jìn)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(shí)間后再放出珠粒進(jìn)行冷卻妄田,其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃俺亮,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顆粒中形庭,所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的溫度铅辞、壓力以及保壓時(shí)間等,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)泡劑的溶解萨醒。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟斟珊,但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 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富纸。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)水下切粒裝置囤踩,如下圖。PP顆粒與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機(jī)均勻混合后在口模出口處由于壓力驟降而發(fā)泡晓褪,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)泡珠粒堵漱。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)、效率高涣仿、珠粒尺寸均勻勤庐,缺點(diǎn)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(diǎn)時(shí)幾乎不流動(dòng)好港,而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后愉镰,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℃)钧汹,擠 出法對(duì) PP 的熔體強(qiáng)度要求較高丈探,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) 展拔莱。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝碗降。采用丁烷作發(fā)泡劑,高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原料塘秦,可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍讼渊,直徑為3~5mm,密度為15~100kg/m3的EPP嗤形,便由于后期成型蒸汽壓力較大精偿,而大規(guī)模推廣受到限制。在PP中加入無機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度赋兵,得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)笔咽,從而改進(jìn)EPP的性能。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑霹期,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)叶组,得 到了發(fā)泡倍率為20倍,泡孔密度為108~109cm-3的發(fā)泡材料历造。實(shí)驗(yàn)表明甩十,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)泡的工藝難度吭产,還能夠增加氣泡成核點(diǎn)侣监,誘導(dǎo)發(fā)生異相成核,從而得到泡孔密度臣淤、體積膨脹比都較大的 EPP橄霉。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,此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的溫度邑蒋,缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高姓蜂。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng),用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%医吊、3%钱慢、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP,研究表明卿堂,擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系束莫,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。另外草描,隨著CO2 注入量的增加览绿,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陶珠。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)挟裂、高效的生產(chǎn)工藝,是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向揍诽。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诀蓉,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,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)間暑脆,增加成核密度渠啤,得到微孔的發(fā)泡材料。其中超臨界CO2的實(shí)現(xiàn)條件(tc=30.98℃添吗,pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑沥曹,此外其還具有無毒、不易燃、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)妓美,近年來受到了廣泛的關(guān)注僵腺,是替代傳統(tǒng)化學(xué)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(chǎng)合的不同壶栋,對(duì)性能的要求也不同辰如,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贵试、隔熱性能琉兜,而汽車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)來適 應(yīng)不同的需求毙玻。改進(jìn)EPP性能的方法有2種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工藝豌蟋,二是對(duì) PP 原料進(jìn)行改性。前者主要是通過改進(jìn)生產(chǎn)中的工藝流程桑滩、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進(jìn) EPP 的性能梧疲,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施符、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品往声,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;而后者則是通過改性PP原料 進(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能戳吝,PP 的改性方法主要有化學(xué)交聯(lián)浩销、物理共混、熔融支化等听哭,通過對(duì)原料的改性慢洋,不但能夠提高其熔體強(qiáng)度、降低其發(fā)泡難度陆盘、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)普筹,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方向隘马。為了提高EPP的發(fā)泡倍率與彈性太防、改善其緩沖性能,有企業(yè)改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝酸员。首先在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力蜒车,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)幔嗦,此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進(jìn)一步膨脹酿愧,后者會(huì)使顆粒的冷卻速率變緩,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固邀泉,提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性嬉挡。此工藝可以制備密度為 0.11~0.30g/cm3 钝鸽,發(fā)泡倍率為30~60,閉孔含量為90% 庞钢,泡孔尺寸為150~300μm的EPP拔恰。將 PP 與無機(jī)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(duì) EPP 的影響焊夸,納米碳酸鈣的比表面積大仁连,在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用蓝角,從而使 EPP 的泡孔密度增大阱穗,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)使鹅、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯揪阶,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)度患朱,對(duì)比而言鲁僚,HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果,其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好裁厅。
臺(tái)州靠譜MPP片材加工價(jià)格
摘要:長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-LGF)作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料冰沙,在滿足汽車零部件性能的同時(shí),對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)执虹,目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞拓挥。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀,詳細(xì)介紹了薄壁注塑袋励、物理發(fā)泡侥啤、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實(shí)現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況,并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景茬故。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來盖灸,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展磺芭。然而赁炎,由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重,通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染钾腺,已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)徙垫,其中,使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來也取得了較大進(jìn)展[1]垮庐。運(yùn)用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)松邪、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復(fù)合材料中哨查,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的價(jià)格逗抑、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-SGF)相比,PPLGF在強(qiáng)度邮府、剛度荧关、翹曲度、耐疲勞褂傀、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢(shì)忍啤,因此,使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低仙辟。1 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種同波,即熔融浸漬、溶液浸漬叠国、粉末浸漬未檩、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2],而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法粟焊。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長(zhǎng)度一般為8mm~15mm冤狡,其中玻纖的含量可達(dá)20%~60%,粒子中玻纖的保留長(zhǎng)度可達(dá)1mm~3mm,如圖1所示项棠,相較于玻纖保留長(zhǎng)度僅為0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料悲雳,PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能香追、抗沖擊性能合瓢、耐蠕變性能等特點(diǎn),更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件翅阵。此外歪玲,如表1所示,隨著纖維含量的增加掷匠,PP-LGF的性能也隨之提高滥崩。圖1 PP-LGF(左)和PP-SGF(右)中玻纖分布情況Fig. 1 Distribution of glass fiber in PP-LGF (left)and PP-LGF (right)表1 不同玻纖含量PP-LGF材料和PP-SGF材料性能對(duì)比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件,為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量讹语,中钙皮、高檔車型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板,即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層顽决。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件短条,同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu),因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性才菠,目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料茸时,采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料,在滿足相關(guān)性能的同時(shí)赋访,可提升儀表板吸能性能可都,同時(shí)可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計(jì)厚度由3mm~3.5mm降低到1.8mm~2.5mm缓待,從而降低儀表板骨架重量,推動(dòng)汽車內(nèi)飾輕量化渠牲。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑旋炒、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面签杈,介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用瘫镇。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄,在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法答姥,與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm~3.5mm壁厚的儀表板骨架相比铣除,PP-LGF材料運(yùn)用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右,整體減重可達(dá)約25%踢涌。該工藝的投入成本較低通孽,重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。目前睁壁,該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中,如吉利互捌、大眾潘明、上汽、福特等均有應(yīng)用秕噪,一般選擇PPLGF20材料钳降,設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm~2.5mm。然而腌巾,薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問題遂填,首先是該工藝的模具成本較高,使用薄壁注塑澈蝙,成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)吓坚,熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高。其次灯荧,注塑工藝管控和注塑精度要求高礁击,因?yàn)镻P-LGF中長(zhǎng)玻纖分布的各向異性[3],采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重逗载,尺寸穩(wěn)定性較差哆窿。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝,它是以熱塑性材料為基體厉斟,通過將超臨界流體(二氧化碳或氮?dú)猓?溶解到熱熔膠中形成單相溶體挚躯,并保持在高壓力下,然后擦秽,通過開關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔码荔,由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]食侮,該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明,1995年由美國(guó)Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化目胡。MuCell 工藝優(yōu)勢(shì)為成型周期短锯七、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低誉己、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣眉尸。MuCell工藝使用超臨界流體,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動(dòng)性巨双。泡孔成長(zhǎng)壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段噪猾,縮短成型周期,同時(shí)筑累,可使壓力分布均勻袱蜡,有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力,降低因長(zhǎng)玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲慢宗,增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性坪蚁。另外,泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕镜沽,微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充敏晤,降低材料密度,產(chǎn)品重量減輕缅茉,較同材質(zhì)實(shí)體嘴脾,重量可降低5%~10%。目前蔬墩,福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝译打,骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm,相較于實(shí)心材料重量降低了10%拇颅,此外奏司,長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高蔬蕊,工藝難度大结澄,同時(shí)相關(guān)研究表明,使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%~8%時(shí)岸夯,產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右麻献,基本滿足性能要求,減重超過8%猜扮,機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降勉吻,不能滿足要求。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%~5%旅赢。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝(core-back)(如圖2所示)齿桃,二者均是在注塑過程中惑惶,利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機(jī)發(fā)泡劑,受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體短纵,使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)带污,以降低材料密度,減輕產(chǎn)品重量[6]香到。其中鱼冀,core-back工藝因使用了二次開模,相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡悠就,發(fā)泡的倍率更高千绪,產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多,產(chǎn)品的減重比更大梗脾。一般來說荸型,模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實(shí)心材料在5%~8%左右,而core-back工藝可高達(dá)30%~50%炸茧,具體根據(jù)退模行程決定瑞妇。同物理發(fā)泡工藝一樣,化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)宇立,減少產(chǎn)品翹曲變形踪宠,提升產(chǎn)品穩(wěn)定性,而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件妈嘹。目前,寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝绍妨,產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm润脸,重量降低了約40%,此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝他去。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴毙驯,開模的周期較長(zhǎng),模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高灾测,而且該工藝的技術(shù)難度較高爆价,后期調(diào)試周期較長(zhǎng),產(chǎn)品的綜合成本較高媳搪。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴铭段,產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯,減重效果低于薄壁注塑工藝秦爆,物理發(fā)泡工藝和core-back工藝序愚。圖2 二次開模發(fā)泡示意