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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱昆汹、隔音、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能婴栽，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在包裝满粗、建筑、汽車等行業(yè)愚争。PP在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降映皆，低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)挤聘，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)捅彻，因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注组去。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備步淹、性能改進(jìn)从隆、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)，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)輕贤旷、抗沖緩震广料、耐腐蝕砾脑、隔熱隔音等優(yōu)良的特性幼驶，與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比，PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢(shì)在于它的自由成型性韧衣，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盅藻，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。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)畅铭，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)氏淑。其中，EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE硕噩，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS假残，此外其耐老化、耐腐蝕性也非常優(yōu)異炉擅，是非常環(huán)保的材料辉懒，因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝、建筑谍失、汽車等行業(yè)眶俩，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長(zhǎng)十分迅速。鑒于世界各國(guó)對(duì)EPP材料研究的重視快鱼，本文從EPP的生產(chǎn)工藝颠印、裝備、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)抹竹。 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)飽和氣體法线罕。如下圖所示，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窃判，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)飽和體系闻坚，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，氣泡開(kāi)始成核并大量生長(zhǎng)兢孝，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒窿凤。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)釜法仅偎，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)釜法而言雳殊，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛橘沥。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)壓力升高夯秃，在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時(shí)間后打開(kāi)泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒座咆。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)仓洼，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)顆粒中介陶，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顆粒分散在水中色建，發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中哺呜，所需壓力約2～6MPa。反應(yīng)釜法的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制箕戳、發(fā)泡倍率高某残、泡孔結(jié)構(gòu)好、可二次發(fā)泡陵吸，缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高玻墅。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壮虫。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中澳厢，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)泡溫度囚似，繼續(xù)保溫一段時(shí)間剩拢，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Ρ３衷诜懦鑫锪锨暗膲毫ψ还埂：髮⒌玫降陌l(fā)泡珠粒洗滌裸扶、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)工藝搬素。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的性能呵晨。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，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模熬尺，卸壓時(shí)PP通過(guò)排料口模進(jìn)入收集裝置中摸屠，實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過(guò)程中的泡孔形態(tài)與熔融、結(jié)晶行為以及口模長(zhǎng)度對(duì)發(fā)泡倍率的影響粱哼。結(jié)果表明季二，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(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)減小其體積膨脹比胯舷，密度增加刻蚯。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)釜與收集釜桑嘶，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8～60倍的發(fā)泡珠粒炊汹。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)泡劑逃顶，用下圖中的無(wú)水法發(fā)泡裝置制備了小泡孔直徑為 9.55μm讨便，泡孔密度小于1.5×109cm-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)飽和壓力不變以政，恒溫一段時(shí)間后再放出珠粒進(jìn)行冷卻霸褒，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盈蛮。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顆粒中废菱，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的溫度、壓力以及保壓時(shí)間等眉反，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)泡劑的溶解昙啄。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟穆役，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用寸五，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)水下切粒裝置耿币，如下圖梳杏。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)泡珠粒淹接。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)十性、效率高、珠粒尺寸均勻塑悼，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中的工藝參數(shù)難以控制劲适，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)后厢蒜，熔體強(qiáng)度又急劇下降霞势，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)度要求較高斑鸦，一般要用改性的熔體強(qiáng)度較高的 PP愕贡，這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝巷屿。采用丁烷作發(fā)泡劑固以，高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原料，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍，直徑為3～5mm憨琳，密度為15～100kg/m3的EPP诫钓，便由于后期成型蒸汽壓力較大，而大規(guī)模推廣受到限制篙螟。在PP中加入無(wú)機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度尖坤，得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)，從而改進(jìn)EPP的性能闲擦。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑慢味，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倍墅冷，泡孔密度為108～109cm-3的發(fā)泡材料纯路。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)度寞忿，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度驰唬，還能夠增加氣泡成核點(diǎn)，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核腔彰，從而得到泡孔密度叫编、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霹抛，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過(guò)程中各階段的溫度搓逾，缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng)杯拐，用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%霞篡、3%、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP端逼，研究表明朗兵，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顶滩。另外余掖，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礁鲁，但泡孔密度則是先增大后減小盐欺。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝救氯，是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向找田。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) 展方向着憨，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)間墩衙，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(tc=30.98℃漆改，pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑心铃，此外其還具有無(wú)毒、不易燃挫剑、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)去扣，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注，是替代傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)泡劑的選擇樊破。丙烯發(fā)泡珠粒改性 PP 泡沫材料由于使用場(chǎng)合的不同愉棱，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哲戚，建筑材料則需要良好的隔音奔滑、隔熱性能，而汽車部件則需要更好的剛性等顺少，通常需要對(duì)EPP的性能進(jìn)行改進(jìn)來(lái)適 應(yīng)不同的需求朋其。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)行改性脆炎。前者主要是通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)中的工藝流程梅猿、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)秒裕，有利于得到泡孔直徑更小袱蚓、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簇爆，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)品的性能癞松，PP 的改性方法主要有化學(xué)交聯(lián)爽撒、物理共混入蛆、熔融支化等，通過(guò)對(duì)原料的改性硕勿，不但能夠提高其熔體強(qiáng)度哨毁、降低其發(fā)泡難度、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)源武，同時(shí)也能有目的地改進(jìn)EPP的力學(xué)性能扼褪，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)泡倍率與彈性粱栖、改善其緩沖性能话浇，有企業(yè)改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝。首先在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力闹究，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幔崖，避免了顆粒在管道中粘結(jié)，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赏寇，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固吉嫩，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 嗅定，發(fā)泡倍率為30～60自娩，閉孔含量為90% ，泡孔尺寸為150～300μm的EPP渠退。將 PP 與無(wú)機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法忙迁，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碎乃，在發(fā)泡過(guò)程在 能起到異相成核的作用动漾，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 變窄荠锭。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)旱眯、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证九。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)度删豺，對(duì)比而言，HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果愧怜，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好呀页。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用拥坛，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無(wú)毒（低毒）蓬蝶、絕熱、隔音猜惋、絕緣丸氛、緩沖、輕量化等性能著摔，在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更是帶來(lái)了行業(yè)發(fā)展的新契機(jī)缓窜。隨著國(guó)民對(duì)于環(huán)保、綠色谍咆、安全禾锤、舒適要求愈加苛刻，對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃摹察、可（完全）降解恩掷、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧，成為國(guó)內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)供嚎。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學(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)目斬獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)黄娘，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國(guó)外公司的壟斷旦签，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用，包括新能源汽車動(dòng)力電池墊片等等寸宏，引領(lǐng)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用宁炫。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點(diǎn)發(fā)泡材料具有較好防震緩沖、隔音氮凝、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性羔巢，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材、汽車減震罩阵、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等竿秆。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料，如地板稿壁、頂棚幽钢、方向盤、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料傅是，這種材料耐候性能較差匪燕，易燃且燃燒過(guò)程中釋放大量對(duì)人體有害的有毒氣體。隨著國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著喧笔，對(duì)汽車輕量化提出了更高要求帽驯。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下书闸，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向尼变。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局浆劲。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動(dòng)汽車的技術(shù)關(guān)鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術(shù)及安全性能嫌术。鋰電池在使用過(guò)程中必須保持絕佳的防水防塵效果，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題牌借。在暴雨度气、淺灘、霧霾等極端條件下走哺，為滿足汽車行駛過(guò)程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求蚯嫌，特斯拉等美國(guó)車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動(dòng)力電池上。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量丙躏、提升安全性，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來(lái)保護(hù)單個(gè)電芯束凑，可在一定時(shí)間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控晒旅。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動(dòng)力電池PACK包上的應(yīng)用推廣汪诉。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下废恋，微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域谈秫，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一。2018年鱼鼓，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)課題拟烫。日常生活中，當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具迄本、家具用品等塑料制品時(shí)硕淑，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無(wú)毒無(wú)味、綠色環(huán)保嘉赎，近年來(lái)綜合性能優(yōu)異置媳、可回收的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”，日益受到熱捧公条，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種拇囊。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長(zhǎng)量快靶橱、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹(shù)脂之一寥袭，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)。其中关霸，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)纠永。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016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)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)谒拴。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝尝江，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)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹英上，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類炭序。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留苍日、發(fā)泡過(guò)程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)惭聂；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用相恃；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高或價(jià)格昂貴辜纲，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候拦耐、火災(zāi)危險(xiǎn)耕腾、有害殘留以及VOC排放等問(wèn)題和弊端，超臨界流體杀糯，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)扫俺，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)固翰、表面張力和粘度下降狼纬、結(jié)晶行為改變等一系列變化羹呵，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物疗琉，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制冈欢，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(wú)法保持完整泡孔盈简，可操作窗口窄凑耻。因此，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送火。了攻克這一難題拳话，近年來(lái)，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通种吸、中石化北化院弃衍、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位坚俗，在合適物料體系镜盯、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、強(qiáng)化和工程化等系列工作猖败，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”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)制速缆，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)泡專用料，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/添加劑恩闻；CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率艺糜，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；釜壓發(fā)泡幢尚、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)破停、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，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)尉剩。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)真慢，項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬(wàn)立方模壓發(fā)泡裝置，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造理茎；新建了4套黑界、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬(wàn)立方的釜壓發(fā)泡裝置，生產(chǎn)效率提高25%皂林，成品率提高到99%以上朗鸠；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億式撼，利稅1.09億童社。隨著應(yīng)用市場(chǎng)快速開(kāi)拓，2019年共推廣新建了13套裝置著隆，市場(chǎng)占有率高和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)扰楼。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利8件美浦；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文弦赖，“國(guó)外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為∑直妫”科技查新表明蹬竖，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國(guó)內(nèi)外新穎性流酬。

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摘要:采用不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性币厕。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中凝膠含量約為10%芽腾，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旦装。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比，具有相近的剪切黏度和熔體流動(dòng)速率摊滔，但熔體彈性明顯增加阴绢，且有應(yīng)變硬化行為，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍艰躺。因此呻袭，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑腺兴，在不加入成核劑的條件下左电，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℃页响。因此篓足，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)生拘泞。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)量纷纫，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)陪腌。其中長(zhǎng)支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能辱魁，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)诗鸭，必須加入納米成核劑染簇。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强岸，均得到了高泡孔密度的泡沫材料锻弓。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蝌箍，引起加工困難青灼，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)法回收再利用暴心，應(yīng)用上受到限制。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)杂拨，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下专普，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度，并改善聚烯烴發(fā)泡性能弹沽。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)行熔融接枝改性檀夹，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且對(duì)形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征策橘，同時(shí)測(cè)試了改性聚丙烯的流變行為炸渡。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)。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丽已，相對(duì)分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5蚌堵，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500，自制;過(guò)氧化二異丙苯(DCP):純度99%促脉，苯乙烯(St):純度99%:上撼秸化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%，上海凌峰試劑廠瘸味。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宫仗，日本電子公司(日本)。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旁仿。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g藕夫、不飽和聚酯2.5g、過(guò)氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g枯冈，混合毅贮，加入密煉機(jī)中，170℃尘奏，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下滩褥，熔融反應(yīng)6.0min。然后停止攪拌炫加，在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min瑰煎。反應(yīng)過(guò)程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過(guò)程:將高壓釜用CO2沖洗后俗孝，放入5gPP樣品酒甸。關(guān)閉高壓釜，充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa赋铝。高壓釜在油浴中升溫至170℃插勤，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa，保持30min后农尖，迅速打開(kāi)閥門泄壓析恋，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品。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卤橄。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黏度增加绿满。為了比較2種PP剪切黏度的變化臂外，通過(guò)Cross方程對(duì)兩曲線進(jìn)行擬合窟扑。從Tab.1中可以看到，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漏健，且熔體指數(shù)略有下降嚎货，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，遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對(duì)分子質(zhì)量(5600)蔫浆。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)殖属，使得熔體松弛時(shí)間和熔體彈性增加，所以改性后PP的特征松弛時(shí)間卻增加為原來(lái)的7.4倍瓦盛。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46洗显，剪切變稀行為有所減弱。2.2儲(chǔ)能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論原环，在末端低頻率區(qū)域挠唆，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)，所以儲(chǔ)能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示嘱吗，改性后PP的儲(chǔ)能模量為未改性PP的2倍玄组，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)谒麦。損耗角同樣對(duì)熔體彈性的改變很敏感俄讹。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绕德，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患膛。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小，熔體彈性行為越明顯耻蛇。Winter和Chambon的研究表明踪蹬，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)城丧，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)延曙。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(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)象亡哄，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)生枝缔。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，呈現(xiàn)彈性行為愿卸。通過(guò)比較法向應(yīng)力差灵临，可知聚合物熔體彈性的大小。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趴荸。由Fig.5可以看到儒溉，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高，熔體彈性增強(qiáng)发钝。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)顿涣，2種PP的瞬時(shí)拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線酝豪。由于拉伸應(yīng)變速率較大涛碑，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，且沒(méi)有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生孵淘。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為蒲障，瞬時(shí)拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線，大瞬時(shí)拉伸黏度是純PP的10倍瘫证，達(dá)到5.6×105Pa·s揉阎。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。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背捌。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑毙籽，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃载萌、壓力15MPa惧财。從Fig.7A中可以看到，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扭仁，基本沒(méi)有可見(jiàn)的泡孔結(jié)構(gòu)垮衷。說(shuō)明純PP的熔體強(qiáng)度不夠，無(wú)法支持發(fā)泡時(shí)氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力乖坠，在泡孔沒(méi)有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)搀突，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示熊泵，改性PP發(fā)泡后仰迁，可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個(gè)橫截面，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)顽分。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徐许。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右，泡孔密度達(dá)到1.1×109cm－3卒蘸。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為雌隅，不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度翻默，同時(shí)熔體在承受拉伸應(yīng)力時(shí)，熔體形變變得均勻恰起，使得熔體不容易斷裂修械，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善。非常高的泡孔密度也說(shuō)明發(fā)泡時(shí)有很高的成核速率检盼，具體原因尚需更多的研究肯污。利用不飽和聚酯對(duì)線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯吨枉。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)蹦渣，沒(méi)有使剪切黏度劇烈增加，使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)东羹，保持了聚丙烯的加工性能剂桥。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡，在不加入任何成核劑的條件下属提，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料美尸。

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聚丙烯(PP)樹(shù)脂具有原料來(lái)源豐富冤议、質(zhì)量輕、性價(jià)比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性师坎、耐化學(xué)腐蝕性恕酸、易于回收等特點(diǎn)，是世界上應(yīng)用廣胯陋、產(chǎn)量增長(zhǎng)快的樹(shù)脂之一蕊温。聚丙烯微孔發(fā)泡注塑發(fā)泡聚丙烯（Expanded Injection PP，EIPP）是減重注塑技術(shù)中新的技術(shù)遏乔。其主要原理是在注塑材料中添加發(fā)泡劑义矛，當(dāng)材料填滿型腔后，模具打開(kāi)一定的距離（1～3mm）盟萨，形成一個(gè)具有兩側(cè)致密表皮和微孔發(fā)泡芯部的產(chǎn)品凉翻。EIPP成型零件的優(yōu)點(diǎn)1. 比普通同等壁厚零件減重約20% ，能大幅降低材料成本捻激。2. 內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形較小制轰，尺寸穩(wěn)定性高。3. 表面致密胞谭，可進(jìn)行噴漆垃杖、涂層等處理。4. 絕熱丈屹、吸聲调俘、緩沖性較好。EIPP技術(shù)的典型應(yīng)用目前主要的應(yīng)用是汽車內(nèi)飾件，如門板脉漏。目前國(guó)內(nèi)國(guó)外均有投產(chǎn)苞冯。影響EIPP成型質(zhì)量主要因素PP配方用注塑的方法，想做出非常好的發(fā)泡效果侧巨，采用純PP原料是很困難的舅锄。由于PP的結(jié)晶性，適合發(fā)泡的窗口很窄司忱，所以要做適當(dāng)?shù)母男曰史蕖Ｅ浞街行枰m當(dāng)添加各種組份，如增韌劑坦仍、填料鳍烁、成核劑、穩(wěn)定劑等等繁扎。既要增加PP材料的熔體強(qiáng)度幔荒，又要保證耐熱、耐候梳玫、耐氣熏爹梁、耐劃傷的基本要求，同時(shí)防止發(fā)粘提澎、氣味和VOC等姚垃。模具設(shè)計(jì)EIPP 工藝由于需要在薄壁型腔內(nèi)完成高速填充和發(fā)泡工藝，很容易出現(xiàn)表面缺陷盼忌，常見(jiàn)的問(wèn)題包括：流痕积糯、凹陷、銀紋谦纱、氣泡看成、拉斷等等。這些都需要精心的模具設(shè)計(jì)服协。通過(guò)改變?nèi)垠w流動(dòng)路徑绍昂，改變加強(qiáng)筋的位置，調(diào)整皮紋的樣式等多種方式偿荷，來(lái)獲得的注射效果窘游。注塑工藝、穩(wěn)定的注塑機(jī)臺(tái)對(duì)制品質(zhì)量至關(guān)重要跳纳。一般來(lái)說(shuō)忍饰，發(fā)泡劑需要自動(dòng)稱量，自動(dòng)輸送到螺桿寺庄。模具中的充氣量由壓力傳感器控制艾蓝。壓力若控制不好力崇，表面的發(fā)泡劑會(huì)在流動(dòng)過(guò)程中自行發(fā)泡，造成表面銀紋赢织。為保證材料注塑溫度的穩(wěn)定亮靴，注塑機(jī)螺桿和模具熱流道經(jīng)過(guò)溫控平衡。同樣地于置，模具溫度也必須控制嚴(yán)格茧吊。綜上所述，注塑發(fā)泡是一個(gè)系統(tǒng)工程八毯，只有將配方搓侄、模具設(shè)計(jì)和注塑工藝等幾個(gè)方面要有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，才能做出好的EIPP產(chǎn)品话速。

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聚丙烯是五大通用合成樹(shù)脂中的一個(gè)重要品種讶踪，在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展均十分迅速。在全球塑料用五大合成樹(shù)脂中泊交，聚丙烯的產(chǎn)量占有1/4左右的份額乳讥。聚丙烯在生產(chǎn)數(shù)量迅速發(fā)展的同時(shí)，也在性能上不斷出新活合，使其應(yīng)用的廣度和深度不斷變化雏婶，近年來(lái)或通過(guò)在聚合反應(yīng)時(shí)加以改進(jìn)，或者在聚合后造粒時(shí)采取措施白指，有一些更具獨(dú)特性能的聚丙烯新的品種問(wèn)世，如透明聚丙烯酵紫、高熔體強(qiáng)度聚丙烯等告嘲。透明改性PP的結(jié)晶是造成不透明的主要原因，利用急冷凍結(jié)PP的結(jié)晶趨向奖地，可以得到透明的薄膜橄唬，但有一定壁厚的制品，因熱傳導(dǎo)需要時(shí)間参歹，芯層不可能迅速被冷卻凍結(jié)仰楚，因此對(duì)于有一定厚度的制品不能指望用急冷的辦法提高透明度，必須從PP的結(jié)晶規(guī)律和影響因素入手犬庇。經(jīng)一定技術(shù)手段得到的改性PP僧界，可具有優(yōu)良的透明性和表面光澤度，甚至可以和典型的透明塑料(如PET臭挽、PVC捂襟、PS等)相媲美。?透明聚丙烯制品聚丙烯微孔發(fā)泡1透明PP更為優(yōu)越的是熱變形溫度高欢峰，一般可高于110℃葬荷，有的甚至可達(dá)135℃涨共，而上述三種透明塑料的熱變形溫度都低于90℃。由于透明PP的性能優(yōu)勢(shì)明顯宠漩，近年來(lái)在全球都得以迅速發(fā)展举反，應(yīng)用領(lǐng)域從家庭日用品到醫(yī)療器械，從包裝用品到耐熱器皿(微波爐加熱用)扒吁，都在大量使用火鼻。PP的透明性提高可通過(guò)以下三種途徑：采用茂金屬催化劑聚合出具有透明性的PP;2通過(guò)無(wú)規(guī)共聚得到透明性PP;3在普通聚丙烯中加入透明改性劑(主要是成核劑)提高其透明性。高熔體強(qiáng)度聚丙烯聚丙烯的缺點(diǎn)之一是熔體強(qiáng)度低瘦陈，耐熔垂性差凝危。通常非晶態(tài)聚合物(如ABS、PS)在較寬的溫度范圍內(nèi)存在類似橡膠一樣的彈性行為晨逝，而處于半結(jié)晶的聚丙烯則沒(méi)有蛾默。這一缺點(diǎn)造成了聚丙烯不能在較寬的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱成型，它的軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)非常接近捉貌，一旦到達(dá)熔點(diǎn)支鸡，熔體粘度急劇下降，隨之熔體強(qiáng)度也大幅下降趁窃，導(dǎo)致在熱成型時(shí)制品壁厚不均牧挣，擠出發(fā)泡泡孔塌陷等問(wèn)題，大大限制了聚丙烯在某些方面的應(yīng)用醒陆。?高熔體強(qiáng)度PP在汽車制造的運(yùn)用02高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)就是指熔體強(qiáng)度對(duì)溫度和熔體流動(dòng)速率不太敏感的聚丙烯瀑构，極具開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。HHSPP是一種樹(shù)脂含有長(zhǎng)支鏈的聚丙烯刨摩，長(zhǎng)支鏈?zhǔn)窃诤缶酆现幸l(fā)接枝的寺晌，這種均聚物的熔體強(qiáng)度是具有相似流動(dòng)特性普通聚丙烯均聚物的9倍，在密度和熔體流動(dòng)速率相近的情況下澡刹，HHSPP的屈服強(qiáng)度呻征、彎曲模量以及熱變形溫度和熔點(diǎn)均高于普通聚丙烯，但缺口沖擊強(qiáng)度比普通聚丙烯低罢浇。目前陆赋，HMSPP的制備方法主要有兩種：將聚丙烯與其他化合物進(jìn)行反應(yīng)性改性2聚丙烯與其他聚合物進(jìn)行共混改性具體的實(shí)施方法主要有1射線輻射法2反應(yīng)擠出法 3聚合過(guò)程中引發(fā)接枝法等丙烯微孔膜通過(guò)加工工藝方面的創(chuàng)新，可以制成分布著直徑約0.5μm圓孔的微孔膜嚷闭。微孔形成機(jī)理：結(jié)晶高聚物在拉伸聚向過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)冷拉伸現(xiàn)象攒岛，其結(jié)構(gòu)具有高度規(guī)整性，并所有微晶都沿應(yīng)力方向取向排列凌受，稱之為再結(jié)晶阵子。?聚丙烯微孔膜03對(duì)結(jié)晶制品在熔點(diǎn)下緩慢進(jìn)行熱處理(退火)，這時(shí)體積較小胜蛉，不完整的微晶在低溫度下熔化挠进，立即又重新結(jié)晶色乾，從而調(diào)整鏈段排列使結(jié)晶結(jié)構(gòu)趨于均勻化。在結(jié)晶一取向一再結(jié)晶的過(guò)程中领突，有效控制材料非晶區(qū)和晶區(qū)的取向分布暖璧，調(diào)整拉伸溫度、拉伸強(qiáng)度君旦、拉伸方法澎办、熱定型溫度、冷卻速率等工藝條件金砍，就可得到微孔膜局蚀。微孔膜屬高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品恕稠，在電池領(lǐng)域可用做隔膜琅绅，在醫(yī)療領(lǐng)域因其無(wú)毒、阻隔細(xì)菌但可透氣鹅巍，可用于人工肺膜千扶、殺菌包裝物等。此種膜還可用于制造無(wú)菌水骆捧、無(wú)菌空氣澎羞、廢水過(guò)濾、煙塵分離敛苇、氣體濃縮妆绞、衛(wèi)生用品、花草枫攀、樹(shù)苗栽培等等摆碉，用途十分廣闊。

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編者按：目前脓豪，塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%忌卤。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%扫夜，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架驰徊、座位板笤闯、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾棍厂。本文作者從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析颗味，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考。標(biāo)題：微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化丙烯微孔發(fā)泡汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域牺弹，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一浦马。目前时呀，塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%晶默。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%谨娜，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架磺陡、座位板趴梢、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾币他。該技術(shù)在20世紀(jì)80年代初被麻省理工學(xué)院提出坞靶，通常指孔徑小于10μm、泡孔密度大于109個(gè)/cm3的發(fā)泡材料蝴悉，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔彰阴，相對(duì)于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用辫封。本文中硝枉，筆者將從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考倦微。外注重工藝技術(shù)保護(hù)筆者通過(guò)專利數(shù)據(jù)庫(kù)檢索后發(fā)現(xiàn)妻味，截至目前，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)欣福，其中國(guó)外有1700余件责球，美國(guó)、日本拓劝、德國(guó)三國(guó)的相關(guān)專利申請(qǐng)量居前三位雏逾；國(guó)內(nèi)相關(guān)專利申請(qǐng)有2400多件，其中企業(yè)占1556件郑临，其次是科研院所栖博，從申請(qǐng)人分布地區(qū)來(lái)看，廣東厢洞、江蘇仇让、浙江等地的專利申請(qǐng)量較高。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟躺翻、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)丧叽，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)明專利。Trexel公司在1995年通過(guò)專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開(kāi)發(fā)和商品化推廣公你，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell踊淳。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔陕靠，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)迂尝。后來(lái)脱茉，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請(qǐng)共有33件，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設(shè)備結(jié)構(gòu)的研發(fā)雹舀，旨在提高超臨界流體在聚合物中的溶解性以及控制超臨界流體的流量芦劣。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性，Trexel公司通過(guò)加入液壓系統(tǒng)说榆、設(shè)置旋轉(zhuǎn)擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)的螺旋件等方法改進(jìn)虚吟；在超臨界流體計(jì)量控制上，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲(chǔ)料缸控制發(fā)泡劑計(jì)量签财、螺桿上添加超臨界流體的計(jì)量泵等解決手段串慰。基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%唱蒸，減少材料消耗并縮短成型周期邦鲫，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請(qǐng)了較多專利神汹，其早的相關(guān)專利申請(qǐng)是在1995年庆捺，申請(qǐng)的25件相關(guān)專利均為螺桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)屁魏。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計(jì)量與混合模塊滔以，使熔體/氣體混合物的均化過(guò)程獨(dú)立于塑化過(guò)程，獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力氓拼，消除了翹曲和縮痕你画，較適用于汽車內(nèi)飾。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機(jī)制造商桃漾，其在2015年公開(kāi)了Profoam發(fā)泡技術(shù)坏匪，該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，采用液體發(fā)泡劑撬统，通過(guò)密封螺桿加料段來(lái)使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔适滓，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入。該技術(shù)主要適用于纖維增強(qiáng)發(fā)泡材料恋追，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%粒竖。阿博格公司的專利申請(qǐng)量不多，主要涉及注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)几于，其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機(jī)是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)。筆者認(rèn)為沿后，Trexel沿彭、Demag Ergotech等國(guó)外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù)，國(guó)內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時(shí)必然面臨較高的專利許可費(fèi)用尖滚。國(guó)內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人中喉刘，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會(huì)通新材料股份有限公司（下稱會(huì)通新材料）的相關(guān)專利申請(qǐng)量多瞧柔，這兩個(gè)申請(qǐng)人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主，涉及的技術(shù)均為通過(guò)原料選擇來(lái)提高發(fā)泡材料的熔體強(qiáng)度和流動(dòng)性睦裳，以獲得泡孔均勻造锅、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品。