東莞專(zhuān)業(yè)聚烯烴氣溶泡棉價(jià)格

什么是MPP翻诉？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(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米捌刮，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)碰煌。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震糊啡、緩沖拄查、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝棚蓄、交通工具堕扶、箱包碍脏、體育器材等領(lǐng)域，是傳統(tǒng)EVA稍算、PU典尾、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的佳替代物糊探。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(qiáng)度聚丙烯(high melt strength PP)钾埂。通用的PP由于其是線(xiàn)性的半結(jié)晶聚合物，加工窗口較窄科平，且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)褥紫。性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體瞪慧，并誘導(dǎo)其成核髓考、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料弃酌。發(fā)泡過(guò)程清潔無(wú)污染氨菇，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過(guò)程PP材料未發(fā)生交聯(lián)妓湘，因此可回收循環(huán)使用查蓉。聚丙烯（PP）本身是無(wú)毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料榜贴。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械豌研、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖唬党、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域聂沙，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫初嘹。 PP是半結(jié)晶聚合物，其熔點(diǎn)一般150~170℃沮趣。相比于耐溫只有70~80℃的PE屯烦、PS、PU發(fā)泡材料房铭，MPP的使用溫度可達(dá)120℃驻龟，因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域缸匪。MPP集增強(qiáng)翁狐、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域凌蔬，如汽車(chē)露懒、軌道交通闯冷，船舶，風(fēng)機(jī)葉片等懈词。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用蛇耀，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)泡沫等坎弯，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用纺涤。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，由于泡孔較小抠忘，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小撩炊。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崎脉。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控拧咳，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(huì)穿孔荧嵌，可應(yīng)用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在呛踊，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率啦撮。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流谭网，從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的赃春、依賴(lài)于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)愉择。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔织中，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能锥涕，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。 MPP的阻燃著下游應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大以及性能要求的提升狭吼，對(duì)MPP阻燃要求日益劇增层坠，巴斯夫BASF無(wú)鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低，添加1%即可達(dá)到UL94 VTM-2阻燃等級(jí)刁笙，對(duì)材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響破花，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性疲吸，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(yīng)的優(yōu)點(diǎn)座每。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(dá)到非常高效的光老化摘悴，延長(zhǎng)MPP長(zhǎng)時(shí)間在戶(hù)外暴曬的時(shí)間峭梳，防止材料老化降解； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外蹂喻，同時(shí)還具有形態(tài)顆链型郑化捂寿，加工方便，潔凈挫以，無(wú)粉塵污染等特點(diǎn)者蠕。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音掐松、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能踱侣，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在包裝、建 筑大磺、汽車(chē)等行業(yè)抡句。PP 在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降，低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)杠愧，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大待榔，目前只有少數(shù)國(guó)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(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān) 注流济。文中從制備工藝锐锣、發(fā)泡裝備、性能改進(jìn)绳瘟、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)雕憔，并對(duì)該領(lǐng)域 今后的研究方向進(jìn)行了展望。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕糖声、抗沖緩震斤彼、 耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性蘸泻，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比琉苇，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢(shì)在于它的自由成 型性，發(fā)泡珠粒均勻的尺寸與穩(wěn)定的發(fā)泡倍率使其非 常適合模塑成型悦施，可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品并扇。 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)，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)抡诞。其中拜马，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS沐绒，此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異旺坠，是非常環(huán)保的材料乔遮，因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝、建筑取刃、汽車(chē)等行業(yè)蹋肮，特別是在汽車(chē)行業(yè) 的需求增長(zhǎng)十分迅速出刷。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)工藝坯辩、裝備馁龟、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)飽和氣體法漆魔。如 Fig. 1 所示坷檩，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)飽和體系改抡， 這個(gè)階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離矢炼，氣泡開(kāi)始成核并大量生長(zhǎng)，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒阿纤。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 法句灌，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，相對(duì)于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言欠拾，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛胰锌。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，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高藐窄，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)泡珠粒资昧。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同，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)枷邪，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)顆粒中榛搔，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解，釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中东揣，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中践惑，所需壓力約2 ～ 6 MPa。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制嘶卧、發(fā)泡倍率高尔觉、泡孔結(jié)構(gòu) 好、可二次發(fā)泡芥吟，缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高侦铜。 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 、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP钟鸵。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中钉稍， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度，保溫一段時(shí)間后再升溫到 發(fā)泡溫度棺耍，繼續(xù)保溫一段時(shí)間贡未，打開(kāi)高壓釜放出分散體 到大氣中，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 滌俊卤、離心分離后在空氣中靜置老化嫩挤，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 能消恍。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岂昭，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 收集裝置中狠怨，實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過(guò)程中的泡孔形態(tài)與熔 融约啊、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 表明取董，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少棍苹， 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)減小其體積膨脹比茵汰，密度增 加枢里。 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)，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜 與收集釜蹂午，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒栏豺。 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。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑豆胸，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奥洼，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP。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)飽和壓力不變晚胡，恒溫一段時(shí)間后再放 出珠粒進(jìn)行冷卻灵奖，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃，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 顆粒中估盘，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度瓷患、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)泡劑的溶解遣妥。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟擅编，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(lái)降低其成本 是今后研究所需解決的問(wèn)題箫踩。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)水下切粒裝置爱态，如 Fig. 4 ［14］。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)泡境钟，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)泡珠粒锦担。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)、效率高慨削、珠粒尺寸均勻吆豹，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中的工藝 參數(shù)難以控制鱼的，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)后痘煤，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 ℃ )猿规，擠 出法對(duì) PP 的熔體強(qiáng)度要求較高衷快，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) 展姨俩。 德國(guó) Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產(chǎn)線(xiàn)是目前比較成熟的擠出法生產(chǎn)發(fā)泡珠粒的工藝蘸拔。 采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原 料环葵，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍调窍，直徑為3 ～ 5 mm，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 张遭。 在 PP 中加入無(wú)機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度邓萨， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)，從 而 改 進(jìn) EPP 的 性 能菊卷。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑缔恳，用單螺桿擠 出發(fā)泡加入了納米粘土的均聚線(xiàn)性聚丙烯( LPP)，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍洁闰，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料歉甚。實(shí)驗(yàn)表明，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強(qiáng)度扑眉，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度纸泄，還 能夠增加氣泡成核點(diǎn)，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核腰素，從而得到泡 孔密度聘裁、體積膨脹比都較大的 EPP。與德國(guó) Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比耸弄，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 合咧虎，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，缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高计呈。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)砰诵，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% ， 3% 捌显，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP茁彭，研究表 明，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系扶歪，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 增加理肺。另外摄闸，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妹萨，但泡孔密度則是先增大后減小年枕。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝乎完，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向熏兄。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) 展方向树姨，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)間摩桶，增加成核密度，得到微孔的 發(fā)泡材料帽揪。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)泡劑硝清，此外其還具有無(wú)毒、不易燃转晰、化學(xué)惰性等 優(yōu)點(diǎn)芦拿，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注，是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇挽霉。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場(chǎng)合的不同防嗡，對(duì)性能的要求 也不同，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能侠坎，建筑 材料則需要良好的隔音蚁趁、隔熱性能，而汽車(chē)部件則需要 更好的剛性等实胸，通常需要對(duì) EPP 的性能進(jìn)行改進(jìn)來(lái)適 應(yīng)不同的需求他嫡。改進(jìn) EPP 性能的方法有 2 種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工 藝，二是對(duì) PP 原料進(jìn)行改性庐完。前者主要是通過(guò)改進(jìn) 生產(chǎn)中的工藝流程钢属、控制條件或者發(fā)泡裝備等來(lái)改進(jìn) EPP 的性能，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與 形態(tài)门躯，有利于得到泡孔直徑更小淆党、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品，但由于對(duì)材料本身的改變不大讶凉，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)品的性能染乌，PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)、物理共混懂讯、熔融支化等荷憋，通過(guò)對(duì)原料的改 性，不但能夠提高其熔體強(qiáng)度褐望、降低其發(fā)泡難度勒庄、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)串前，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)方向实蔽。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性荡碾、改善其緩沖性 能，日本 Kaneka 公司改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝局装。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力玩荠，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)贼邓，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，后者會(huì)使顆粒的冷卻速率變緩闷尿，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固塑径，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 填具，發(fā)泡倍率為30 ～ 60统舀， 閉孔含量為 90% ，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP劳景。將 PP 與無(wú)機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法誉简，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對(duì) EPP 的影響，納米碳酸鈣的比表面積大盟广，在發(fā)泡過(guò)程在 能起到異相成核的作用闷串，從而使 EPP 的泡孔密度增 大，泡孔直徑減小;但同時(shí)也會(huì)使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄筋量。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)烹吵、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， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP桨武。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(xiàn)性聚丙烯的熔體強(qiáng)度肋拔，對(duì)比而言，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好呀酸，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好凉蜂。

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隨著汽車(chē)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車(chē)的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代性誉，越來(lái)越多的汽車(chē)零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件窿吩。塑料在汽車(chē)上的應(yīng)用已有近50年的歷史，目前汽車(chē)用改性塑料的使用量已成為衡量汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志艾栋，塑料飾件的大量應(yīng)用爆存，促進(jìn)了汽車(chē)的減重節(jié)能，提高了汽車(chē)的美觀舒適度蝗砾。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小先较、性?xún)r(jià)比高携冤、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性闲勺、剛性曾棕、易于成型加工和回收利用等特性在汽車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用。近來(lái)更是有把汽車(chē)內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢(shì)菜循。由于高性能基礎(chǔ)樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)翘地、投資巨大、技術(shù)要求高癌幕，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)衙耕，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹(shù)脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效勺远、更經(jīng)濟(jì)橙喘、更實(shí)用的改性。微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體胶逢，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔厅瞎。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上初坠，可以明顯減輕重量和成型的周期和簸，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小碟刺、平直度高锁保，沒(méi)有縮水，尺寸穩(wěn)定南誊，成型視窗大等特點(diǎn)身诺，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(dú)具優(yōu)勢(shì)，成為近年來(lái)注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向抄囚。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿(mǎn)足大型微發(fā)泡汽車(chē)注塑件霉赡。隨著汽車(chē)輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車(chē)減重的重要途徑幔托，目前其在汽車(chē)內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來(lái)越多穴亏，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車(chē)上的使用占比為轎車(chē)占45%，卡車(chē)重挑、工程機(jī)械車(chē)占20% 嗓化，客車(chē)、商務(wù)車(chē)占35% 谬哀。汽車(chē)用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料刺覆。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(chē)史煎，不僅增加了制造成本谦屑，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用驳糯；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源氢橙，通過(guò)自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)酝枢，注入模腔后氣體在擴(kuò)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悍手，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 帘睦，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡坦康、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等竣付，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車(chē)內(nèi)外飾件，如車(chē)身門(mén)板滞欠、尾門(mén)卑笨、風(fēng)道等；擠出微發(fā)泡適用于密封條仑撞、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車(chē)風(fēng)管等妖滔。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 隧哮，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 座舍，鎖模力降低約20% 沮翔，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車(chē)的節(jié)能性曲秉，較傳統(tǒng)材料可實(shí)30%的節(jié)能采蚀，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活承二。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能榆鼠，作為汽車(chē)車(chē)頂，可降低汽車(chē)的質(zhì)量亥鸠，同時(shí)其還可用于汽車(chē)的內(nèi)飾件妆够，有利于汽車(chē)的輕量化。福特微發(fā)泡發(fā)動(dòng)機(jī)罩：采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)在零件成型過(guò)程中充入氣泡负蚊，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)神妹，既節(jié)約了塑材，又減輕了重量家妆，而且不會(huì)影響零件的任何性能鸵荠。目前已應(yīng)用車(chē)型有：C-MAX、Grand C-MAX伤极、S-MAX蛹找、蒙迪歐和Galaxy等姨伤。上所述，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛熄赡，

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塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車(chē)上占重量的10%左右姜挺，在國(guó)外汽車(chē)上達(dá)到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%彼硫，廣泛應(yīng)用于儀表板炊豪、電機(jī)支架、座位板拧篮、空調(diào)風(fēng)罩词渤、門(mén)嵌飾板等內(nèi)外飾。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上串绩。讓汽車(chē)用上更多的塑料部件缺虐，還有很多功課可以開(kāi)展。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)礁凡，前三位為：美國(guó)高氮、日本、德國(guó)顷牌。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟剪芍、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來(lái)源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專(zhuān)利窟蓝。Trexel公司在1995年通過(guò)專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開(kāi)發(fā)和商品化推廣罪裹，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑运挫，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔状共，通過(guò)壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹(shù)脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車(chē)駛向輕量化——在汽車(chē)非金屬部件的輕量化領(lǐng)域谁帕，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一峡继。2018年，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)列為重點(diǎn)課題匈挖。國(guó)內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)鬓椭。在高校方面，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專(zhuān)利申請(qǐng)量上占有主要地位关划，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞?wèn)|課題組小染。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專(zhuān)用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在專(zhuān)利申請(qǐng)方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來(lái)獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系贮折。近期裤翩，華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授領(lǐng)銜的“高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化”項(xiàng)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。北京化工大學(xué)教授、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民踊赠，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)呵扛、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長(zhǎng)、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲筐带，兩位教授將出席“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”今穿，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著伦籍，對(duì)汽車(chē)輕量化提出了更高要求蓝晒。特別是在車(chē)市持續(xù)萎靡、新能源汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下帖鸦，輕量化成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向芝薇。整車(chē)廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局作儿。汽車(chē)輕量化要求更高洛二，對(duì)聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大！在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求攻锰？有哪些新的技術(shù)研發(fā)晾嘶？趙玲教授將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”開(kāi)講。

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摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能娶吞，PP屬于結(jié)晶型聚合物变擒，在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，存在結(jié)晶區(qū)寝志，相態(tài)為固態(tài)，難以發(fā)泡策添；而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)材部，熔體強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂唯竹。目前乐导，關(guān)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(guò)添加納米顆两牵或聚合物來(lái)調(diào)控PP的結(jié)晶方式物臂，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(qiáng)度产上，以及改進(jìn)發(fā)泡方法來(lái)獲得PP微孔發(fā)泡材料棵磷。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有良好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能晋涣，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料仪媒，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS），耐熱溫度130 ℃谢鹊，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃算吩；此外留凭，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(fù)到原始形狀偎巢。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居蔼夜、包裝、交通压昼、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求求冷。超臨界二氧化碳由于無(wú)毒、價(jià)廉巢音、不易燃以及在聚合物中相對(duì)高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑遵倦，因此，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注官撼。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為梧躺、提高其熔體強(qiáng)度、改進(jìn)發(fā)泡方法等方面綜述了近年來(lái)用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進(jìn)展傲绣。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物掠哥，在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)，由于晶區(qū)的存在秃诵，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散续搀，因此溶解度低；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻菠净，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響禁舷，無(wú)法得到泡孔均一的發(fā)泡材料。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)毅往，在高結(jié)晶度聚合物中無(wú)法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)牵咙，而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到。.2 晶區(qū)尺寸結(jié)晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物攀唯，是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低洁桌，有利于泡孔成核。一般而言侯嘀，晶區(qū)面積小另凌，結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核戒幔，甚至導(dǎo)致無(wú)法發(fā)泡吠谢。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核诗茎、長(zhǎng)大和定型囊卜。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)，熔體強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí)栅组，泡孔發(fā)生破裂和聚并雀瓢，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃。因此玉掸，要制備泡孔均一分布刃麸、泡孔尺寸小悉患、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品喇澡，需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散望薄、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過(guò)程中PP熔體強(qiáng)度低等問(wèn)題压语。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為，使PP能在較低的溫度發(fā)泡欠橘；二是對(duì)PP進(jìn)行改性涛酗，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）欺矫；三是改進(jìn)發(fā)泡方法租谈。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無(wú)機(jī)納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能篮奄，碳納米纖維、碳納米管割去、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來(lái)改變PP的結(jié)晶行為窟却，在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法呻逆，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為夸赫，減小晶體尺寸，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容咖城，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點(diǎn)茬腿，從而得到晶體尺寸小、密度高的發(fā)泡材料宜雀。Wang Chuanbao等進(jìn)一步考察了碳納米纖維含量對(duì)納米材料發(fā)泡的影響切平，結(jié)果表明：當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)州袒，但泡孔尺寸分布不均一，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域弓候；當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí)郎哭，PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降，使二氧化碳的溶解度提高菇存，泡孔均一夸研；當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到25%時(shí)，泡孔結(jié)構(gòu)為均一依鸥，泡孔尺寸小亥至。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)，納米材料的尺寸、幾何形狀對(duì)結(jié)晶行為也有影響姐扮，并且得到纖維含量越高絮供，泡孔尺寸越小的結(jié)論。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲(chǔ)能模量茶敏，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶壤靶。Rizvi等采用機(jī)械共混，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系惊搏。結(jié)果表明：PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核贮乳，且PTFE對(duì)二氧化碳有親和性，提高了二氧化碳溶解度恬惯，PP泡孔密度大幅提高向拆。Luo Yiwei等分別對(duì)比了球狀和纖維狀聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復(fù)合材料的發(fā)泡。結(jié)果表明：球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進(jìn)了PP的結(jié)晶酪耳，提高了PP的結(jié)晶密度浓恳，密集的晶體作為泡孔成核劑，減小了泡孔尺寸葡兑，提高了泡孔密度奖蔓。提高熔體強(qiáng)度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強(qiáng)度，一種行之有效的方法就是對(duì)PP進(jìn)行改性以得到HMSPP讹堤，從而加寬發(fā)泡溫度范圍吆鹤。目前，獲得HMSPP的方法通常有直接合成洲守、共混擠出疑务、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等。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(xiàn)性和高規(guī)整聚合物梗醇，但很難得到支化聚合物知允。Langston等將對(duì)-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑，與茂金屬催化劑結(jié)合叙谨，制備了相對(duì)分子質(zhì)量高温鸽、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的長(zhǎng)支鏈PP（LCBPP）。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α手负，ω-二烯單體制備LCBPP涤垫。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP竟终。用這種方法制備LCBPP的相對(duì)分子質(zhì)量分布大于5蝠猬，且零剪切黏度也有所提高。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過(guò)共混提高PP的支化程度统捶，從而提高熔體強(qiáng)度榆芦。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體柄粹，從而獲得LCBPP。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匆绣，然后通過(guò)控制反應(yīng)溫度驻右、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(yīng)，形成長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)犬绒。Nam等通過(guò)加入過(guò)氧化物引發(fā)劑和多官能團(tuán)單體反應(yīng)共混得到LCBPP旺入，通過(guò)流變性能證明長(zhǎng)支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強(qiáng)度，并獲得了較好的發(fā)泡性能凯力。Gotsis使用過(guò)氧化二碳酸酯對(duì)線(xiàn)性PP改性得到支化程度不同的LCBPP茵瘾，熔體強(qiáng)度和拉伸性能都明顯提升，有效抑制泡孔的聚并和破裂咐鹤。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑拗秘，與馬來(lái)酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混，得到具有較高模量祈惶、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP雕旨，能改善發(fā)泡行為。另外在熔融態(tài)時(shí)捧请，只加入過(guò)氧化物和PP凡涩，會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解，為了提高接枝效率疹蛉，通常會(huì)加入給電子體（如苯乙烯活箕、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)。此外可款，通過(guò)緩慢釋放過(guò)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育韩。