昆山優(yōu)質(zhì)MPP發(fā)泡價(jià)格
發(fā)布時(shí)間:2022-09-08 01:21:38昆山優(yōu)質(zhì)MPP發(fā)泡價(jià)格
隨著國(guó)內(nèi)大煉化項(xiàng)目维咸、PDH項(xiàng)目陸續(xù)上馬,國(guó)內(nèi)聚丙烯(PP)市場(chǎng)成為群雄角力之地惠爽。新建項(xiàng)目投產(chǎn)癌蓖,PP產(chǎn)能仍將快速增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2023年我國(guó)PP產(chǎn)能將超過(guò)3500萬(wàn)噸婚肆,自給率將近90%租副。屆時(shí),高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏较性。高性能PP成投資熱土2020年已經(jīng)有三家企業(yè)成功投產(chǎn)聚丙烯裝置用僧,浙江石化、恒力石化赞咙、利和知信永毅。近一個(gè)月,聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮:4月22日人弓,總投資約100億美元的埃克森美孚廣東惠州乙烯項(xiàng)目正式動(dòng)工着逐,項(xiàng)目包括乙烯裝置和高端PE崔赌、PP等生產(chǎn)裝置意蛀,采用已經(jīng)成功應(yīng)用、先進(jìn)的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物健芭。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日县钥,總投資約56億美元的中海殼牌惠州三期乙烯項(xiàng)目合作框架協(xié)議簽約,項(xiàng)目產(chǎn)品包括聚α烯烴慈迈、高碳合成醇若贮、茂金屬PE、共聚PP等痒留,共14規(guī)模生產(chǎn)裝置谴麦。18日,徐州海天石化集團(tuán)年產(chǎn)10萬(wàn)噸高性能PP樹脂項(xiàng)目“云簽約”伸头,落戶大慶龍鳳區(qū)匾效。高性能產(chǎn)品研發(fā)能力不足我國(guó)已投入生產(chǎn)的高端聚丙烯專用樹脂有:三元共聚聚丙烯薄膜專用料F5606、管材專用料恤磷、薄壁注塑料M50T面哼、高熔體強(qiáng)度薄膜專用料、丙丁共聚膜料扫步、低溫抗沖注塑專用料魔策、氫調(diào)法高流動(dòng)注塑料、高透明注塑專用料河胎、抗菌系列專用料闯袒、低灰分PP、快速成型PP仿粹、透明PP專用料等搁吓。但由于我國(guó)高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足,且同質(zhì)化嚴(yán)重吭历,一些高性能和特殊性能產(chǎn)品堕仔,如茂金屬PP(mPP)、特種雙向拉伸聚丙烯(BOPP)膜晌区、流延聚丙烯(CPP)膜等仍需大量進(jìn)口來(lái)滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求摩骨。我國(guó)mPP年消費(fèi)量約10萬(wàn)噸,除燕山石化少量供應(yīng)市場(chǎng)朗若,基本依賴進(jìn)口恼五,主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品、食品包裝薄膜哭懈、無(wú)紡布灾馒、超細(xì)旦丙綸纖維等領(lǐng)域。具有高拉伸速度與幅寬遣总、超薄睬罗、超透及更好低溫?zé)岱庑阅艿奶胤NBOPP薄膜轨功、電工膜、電容器膜容达、鍍鋁膜等PP薄膜料以及汽車和家電用PP注塑料的年進(jìn)口量均超百萬(wàn)噸古涧。PP管材料的年進(jìn)口量約50萬(wàn)噸。高性能PP開發(fā)方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐花盐,推動(dòng)汽車生產(chǎn)商聚焦抗菌PP在內(nèi)飾件中的應(yīng)用羡滑,這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個(gè)熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。2玻纖增強(qiáng)PP長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料因具備更高的強(qiáng)度算芯、剛度柒昏、韌度、尺寸穩(wěn)定性也祠,廣泛應(yīng)用于儀表骨架板昙楚、車門組合件、前端組件诈嘿、車身門板模塊堪旧、車頂面板、座椅骨架等汽車部件上奖亚。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料在120℃時(shí)的高溫疲勞強(qiáng)度是普通玻纖增強(qiáng)PP材料的2倍淳梦,甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍材料高10%,具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性昔字。氣味散發(fā)耐刮擦PP隨著人們對(duì)汽車品質(zhì)的追求爆袍,車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學(xué)性能,還有對(duì)外觀作郭、環(huán)保等方面的高要求陨囊。目前市場(chǎng)上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷夹攒,國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口任務(wù)艱巨蜘醋。制造高抗刮擦汽車內(nèi)飾件材料一方面要采用國(guó)外表面硬度較高的PP原料,另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度咏尝。但助劑在體系內(nèi)受熱會(huì)有小分子散發(fā)影響車內(nèi)空氣質(zhì)量压语,同時(shí)又會(huì)出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象,影響內(nèi)飾件外觀编检。因此胎食,問(wèn)題核心仍取決于PP基材的性能。
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摘要:采用不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性允懂。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)厕怜,其中凝膠含量約為10%,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粥航,具有相近的剪切黏度和熔體流動(dòng)速率舵揭,但熔體彈性明顯增加,且有應(yīng)變硬化行為躁锡,其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此置侍,微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能映之。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑,在不加入成核劑的條件下蜡坊,得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料杠输。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此秕衙,普通線型聚丙烯須經(jīng)過(guò)改性提高熔體強(qiáng)度蠢甲,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。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)量据忘,拓寬相對(duì)分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)鹦牛,引入長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長(zhǎng)支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能勇吊,但是會(huì)引起線型聚丙烯成核速率降低曼追,在制備高泡孔密度的泡沫時(shí),必須加入納米成核劑汉规。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)礼殊,在沒有使用成核劑的條件下,均得到了高泡孔密度的泡沫材料针史。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能晶伦,但同時(shí)也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升,引起加工困難啄枕,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)法回收再利用婚陪,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)射亏,在保持聚烯烴原有的剪切黏度下近忙,提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度,并改善聚烯烴發(fā)泡性能智润。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)行熔融接枝改性及舍,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)行了表征窟绷,同時(shí)測(cè)試了改性聚丙烯的流變行為锯玛。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,相對(duì)分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5攘残,齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700~2500拙友,自制;過(guò)氧化二異丙苯(DCP):純度99%,苯乙烯(St):純度99%:上杭吖化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%遗契,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病曾,日本電子公司(日本)牍蜂。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Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g泰涂、不飽和聚酯2.5g鲫竞、過(guò)氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g,混合逼蒙,加入密煉機(jī)中从绘,170℃,轉(zhuǎn)速30r/min的條件下是牢,熔融反應(yīng)6.0min僵井。然后停止攪拌,在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min妖泄。反應(yīng)過(guò)程大致如Fig.2驹沿。聚丙烯的發(fā)泡過(guò)程:將高壓釜用CO2沖洗后,放入5gPP樣品蹈胡。關(guān)閉高壓釜渊季,充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa。高壓釜在油浴中升溫至170℃罚渐,維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)却汉。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa,保持30min后荷并,迅速打開閥門泄壓合砂,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Fig.3源织。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加翩伪。為了比較2種PP剪切黏度的變化,通過(guò)Cross方程對(duì)兩曲線進(jìn)行擬合谈息。從Tab.1中可以看到缘屹,交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加,且熔體指數(shù)略有下降侠仇,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轻姿,遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對(duì)分子質(zhì)量(5600)犁珠。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)間和熔體彈性增加互亮,所以改性后PP的特征松弛時(shí)間卻增加為原來(lái)的7.4倍犁享。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豹休。2.2儲(chǔ)能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論炊昆,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)威根,所以儲(chǔ)能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示窑眯,改性后PP的儲(chǔ)能模量為未改性PP的2倍,儲(chǔ)能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87医窿,改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)。損耗角同樣對(duì)熔體彈性的改變很敏感炊林。Fig.4(B)顯示姥卢,未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升,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渣聚。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小独榴,熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明奕枝,在臨界凝膠點(diǎn)棺榔,損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無(wú)關(guān),并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)隘道。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系症歇,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,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)生谭梗。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時(shí)忘晤,由于法向應(yīng)力差的的作用,呈現(xiàn)彈性行為激捏。通過(guò)比較法向應(yīng)力差设塔,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远舅。由Fig.5可以看到闰蛔,改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高,熔體彈性增強(qiáng)图柏。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)序六,2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曲線爆办。由于拉伸應(yīng)變速率較大难咕,純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動(dòng)區(qū)域前就已經(jīng)斷裂,且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為余佃,瞬時(shí)拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線暮刃,大瞬時(shí)拉伸黏度是純PP的10倍,達(dá)到5.6×105Pa·s爆土。交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因椭懊。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)泡劑步势,在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能氧猬。工藝條件為溫度170℃、壓力15MPa坏瘩。從Fig.7A中可以看到盅抚,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,基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)倔矾。說(shuō)明純PP的熔體強(qiáng)度不夠妄均,無(wú)法支持發(fā)泡時(shí)氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力,在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)哪自,PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂丰包。Fig.7B中顯示,改性PP發(fā)泡后壤巷,可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個(gè)橫截面邑彪,泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)。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胧华。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右寄症,泡孔密度達(dá)到1.1×109cm-3。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為矩动,不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度瘸爽,同時(shí)熔體在承受拉伸應(yīng)力時(shí),熔體形變變得均勻铅忿,使得熔體不容易斷裂剪决,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)有很高的成核速率檀训,具體原因尚需更多的研究柑潦。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)的聚丙烯峻凫。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)渗鬼,沒有使剪切黏度劇烈增加,使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)荧琼,保持了聚丙烯的加工性能譬胎。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡差牛,在不加入任何成核劑的條件下,可以得到發(fā)泡倍率25.6倍堰乔,泡孔密度1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料偏化。
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核心技術(shù)優(yōu)勢(shì):1、技術(shù)創(chuàng)新:·成套設(shè)備:自主研發(fā)的超臨界CO2微孔發(fā)泡成套裝備镐侯,將化學(xué)工程的技術(shù)手段應(yīng)用于聚合物加工侦讨。·適用性好:工藝適用于多種聚合物材料的微孔發(fā)泡(PP苟翻、PA韵卤、TPU、TPAE崇猫、PVDF…)沈条。·控制確:通過(guò)宏觀工藝參數(shù)(溫度诅炉、壓力)的確控制拍鲤,實(shí)現(xiàn)了對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)的確控制。2汞扎、性能優(yōu)勢(shì):·多類別:從彈性體到工程塑料的多種聚合物輕量化材料產(chǎn)品 ∩谜猓·高性能:充分發(fā)揮多孔結(jié)構(gòu)作用能并配合材料的功能化改性澈魄,實(shí)現(xiàn)材料的高性能化 ≈亵幔·輕量化:低密度(min) 30kg/m3 痹扇。重環(huán)保:純物理發(fā)泡,制程清潔環(huán)保溯香,產(chǎn)品安全無(wú)毒鲫构。聚丙烯微孔發(fā)泡已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)品種類:1、M-PP:聚丙烯微孔發(fā)泡板材2玫坛、M-PVDF:聚偏氟乙烯微孔發(fā)泡板材3结笨、M-PA12:尼龍12微孔發(fā)泡板材4、M-TPU:熱塑性聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡板材5湿镀、M-TPEE:熱塑性聚酯彈性體微孔發(fā)泡板材6炕吸、M-PEBA:熱塑性聚酰胺彈性體微孔發(fā)泡板材
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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音勉痴、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能赫模,近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在包裝、建筑蒸矛、汽車等行業(yè)瀑罗。PP在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降胸嘴,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)難度大斩祭,目前只有少數(shù)國(guó)家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)劣像,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。文中從制備工藝停忿、發(fā)泡裝備驾讲、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)席赂,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)輕吮铭、抗沖緩震、耐腐蝕颅停、隔熱隔音等優(yōu)良的特性谓晌,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癞揉,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纸肉,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)喊熟,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)柏肪。其中,EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE芥牌,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS烦味,此外其耐老化、耐腐蝕性也非常優(yōu)異壁拉,是非常環(huán)保的材料谬俄,因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝、建筑弃理、汽車等行業(yè)溃论,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材料研究的重視痘昌,本文從EPP的生產(chǎn)工藝钥勋、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)辆苔。 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)飽和氣體法笔诵。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姑子,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)飽和體系乎婿,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,氣泡開始成核并大量生長(zhǎng)街佑,穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒谢翎。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)釜法捍靠,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)釜法而言森逮,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛榨婆。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)壓力升高褒侧,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)泡珠粒良风。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)闷供,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)顆粒中烟央,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顆粒分散在水中歪脏,發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中疑俭,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婿失、發(fā)泡倍率高钞艇、泡孔結(jié)構(gòu)好、可二次發(fā)泡豪硅,缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高哩照。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懒浮。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中飘弧,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)泡溫度嵌溢,繼續(xù)保溫一段時(shí)間,打開高壓釜放出分散體到大氣中蹋岩,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挡荨:髮⒌玫降陌l(fā)泡珠粒洗滌、離心分離后在空氣中靜置老化剪个,這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝秧骑。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。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扣囊,該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模乎折,卸壓時(shí)PP通過(guò)排料口模進(jìn)入收集裝置中,實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過(guò)程中的泡孔形態(tài)與熔融侵歇、結(jié)晶行為以及口模長(zhǎng)度對(duì)發(fā)泡倍率的影響骂澄。結(jié)果表明,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少惕虑,增加飽和壓力會(huì)提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比坟冲,密度降低;而增加口模的長(zhǎng)度則會(huì)減小其體積膨脹比磨镶,密度增加。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)健提,發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜與收集釜琳猫,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(shí)間也是研究的重點(diǎn)方向私痹。丁杰等采用CO2 作發(fā)泡劑脐嫂,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,泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP紊遵。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)飽和壓力不變账千,恒溫一段時(shí)間后再放出珠粒進(jìn)行冷卻,其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃癞蚕,工藝流程時(shí)間約為 2.5 h蕊爵。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)釜的溫度桦山、壓力以及保壓時(shí)間等攒射,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)比較成熟恒水,但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用会放,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)水下切粒裝置钉凌,如下圖咧最。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)泡珠粒御雕。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)矢沿、效率高、珠粒尺寸均勻酸纲,缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中的工藝參數(shù)難以控制捣鲸,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)后闽坡,熔體強(qiáng)度又急劇下降栽惶,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)度要求較高疾嗅,一般要用改性的熔體強(qiáng)度較高的 PP外厂,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)工藝代承。采用丁烷作發(fā)泡劑汁蝶,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倍论悴,直徑為3~5mm穿仪,密度為15~100kg/m3的EPP席爽,便由于后期成型蒸汽壓力較大,而大規(guī)模推廣受到限制啊片。在PP中加入無(wú)機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度只锻,得到更好的泡孔結(jié)構(gòu),從而改進(jìn)EPP的性能紫谷。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑齐饮,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倍笤昨,泡孔密度為108~109cm-3的發(fā)泡材料祖驱。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)度瞒窒,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度捺僻,還能夠增加氣泡成核點(diǎn),誘導(dǎo)發(fā)生異相成核崇裁,從而得到泡孔密度匕坯、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拔稳,此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過(guò)程中各階段的溫度葛峻,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)巴比,用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%术奖、3%、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP轻绞,研究表明采记,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政勃。另外唧龄,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稼病,但泡孔密度則是先增大后減小选侨。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)掖鱼、高效的生產(chǎn)工藝然走,是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向。目前需要解決的問(wèn)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戏挡,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) 展方向芍瑞,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,增加成核密度褐墅,得到微孔的發(fā)泡材料拆檬。其中超臨界CO2的實(shí)現(xiàn)條件(tc=30.98℃洪己,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(wú)毒竟贯、不易燃答捕、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注屑那,是替代傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)泡劑的選擇拱镐。丙烯發(fā)泡珠粒改性 PP 泡沫材料由于使用場(chǎng)合的不同,對(duì)性能的要求也不同持际,例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能沃琅,建筑材料則需要良好的隔音、隔熱性能蜘欲,而汽車部件則需要更好的剛性等益眉,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。改進(jìn)EPP性能的方法有2種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工藝姥份,二是對(duì) PP 原料進(jìn)行改性郭脂。前者主要是通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)中的工藝流程、控制條件或者發(fā)泡裝備等來(lái)改進(jìn) EPP 的性能殿衰,這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與形態(tài)朱庆,有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品闷祥,但由于對(duì)材料本身的改變不大娱颊,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,PP 的改性方法主要有化學(xué)交聯(lián)凯砍、物理共混箱硕、熔融支化等,通過(guò)對(duì)原料的改性悟衩,不但能夠提高其熔體強(qiáng)度剧罩、降低其發(fā)泡難度、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)座泳,同時(shí)也能有目的地改進(jìn)EPP的力學(xué)性能惠昔,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)泡倍率與彈性挑势、改善其緩沖性能镇防,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)的壓力潮饱,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来氧,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啦扬,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固中狂,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 扑毡,發(fā)泡倍率為30~60胃榕,閉孔含量為90% ,泡孔尺寸為150~300μm的EPP瞄摊。將 PP 與無(wú)機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法勤晚,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泉褐,在發(fā)泡過(guò)程在 能起到異相成核的作用赐写,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 變窄膜赃。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)挺邀、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跳座。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)度端铛,對(duì)比而言,HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果疲眷,其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好禾蚕。