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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型闪水，應用方向，性能要求蒙具。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展球榆，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件禁筏。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史持钉，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設計和制造水平高低的一個重要標志，塑料飾件的大量應用篱昔，促進了汽車的減重節(jié)能每强，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小州刽、性價比高空执、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學藥品腐蝕性穗椅、剛性辨绊、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。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢匹表。由于高性能基礎樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長门坷、投資巨大、技術要求高袍镀，且需要高精尖的集成先進綜合技術默蚌，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛、更有效苇羡、更經(jīng)濟敏簿、更實用的改性。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性宣虾、機械的強度和抗斷裂性無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”惯裕。是由 PP樹脂、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉绣硝、碳酸鈣等無機填料的復合物蜻势，其主要用于汽車保險杠的注射成型，且改性PP保險杠具有成本低鹉胖、質輕握玛、易涂裝够傍、可循環(huán)使用等優(yōu)點∧硬滑石粉填充改性PP材料具有高剛性冕屯、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率，且其抗化學腐蝕性能強拂苹，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能安聘，提高材料的模量和熱變形溫度。玻璃纖維增強改性PP玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應用(如在前端模塊瓢棒、儀表板骨架浴韭、車門模塊等典型部件的應用)是多年來的研究熱點之一。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結構脯宿。10～25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度念颈、剛度、韌性连霉，以及尺寸穩(wěn)定性好榴芳、翹曲度低等優(yōu)勢。此外跺撼，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能窟感，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復合材料相比财边，LG-FPP的密度低，相同部件的質量可減輕20%～50%;LGFPP能為設計人員提供更大的設計靈活性点骑，可成型形狀復雜的部件酣难、提高集成汽車零部件的能力、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)黑滴、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%憨募，鋁制品的35%～50%)、簡化裝配工序袁辈。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品菜谣，具有強度高、熱膨脹系數(shù)低晚缩、耐高溫尾膊、阻燃性能好、低浮纖荞彼、低翹曲冈敛、低收縮 等特點。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度鸣皂，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質抓谴，其具有質輕暮蹂、耐熱、耐高溫等優(yōu)點癌压。隨著汽車輕量化的發(fā)展仰泻，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑，目前其在汽車內(nèi)飾上的應用也越來越多滩届，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%集侯，卡車、工程機械車占20% 丐吓，客車浅悉、商務車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料券犁，因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質量很不理想术健，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本粘衬，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體荞估，化學發(fā)泡劑為氣源，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)稚新，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下勘伺，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡，且其理想的泡孔直徑應 <50μm 褂删，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 飞醉。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等屯阀，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件缅帘，如車身門板、尾門难衰、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條钦无、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等。利用微發(fā)泡技術可使PP制品的質量減少約10%～20% 盖袭，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重失暂，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% 鳄虱，循環(huán)周期減少10%～15%弟塞，同時還能提高汽車的節(jié)能性，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能拙已，并且能改善制品的翹曲變形性宣肚，使產(chǎn)品和模具的設計更靈活。在一些部件中悠栓，如汽車風管霉涨、風道按价，還可實現(xiàn)隔熱、降噪的效果笙瑟，減少后道工序的成本楼镐。 密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能，作為汽車車頂往枷，可降低汽車的質量框产，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化错洁。耐刮擦PP相對于工程塑料來說秉宿，PP、橡膠改性PP屯碴、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收描睦、質輕、成本低的優(yōu)勢导而，因而被越來越多地應用于汽車以及其他領域忱叭，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差，而這一性能卻是儀表板今艺、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應用部件的關鍵性能韵丑，也是汽車外部應用部件、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一虚缎，而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料撵彻，同時還有利于涂色，因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要实牡。通過添加涂層陌僵、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復合材料铲掐。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料拾弃，因其可塑性強值桩、質輕摆霉、回收再利用率高等特性，在汽車工業(yè)中的應用非常廣泛奔坟，無論是內(nèi)飾件携栋、外飾件還是功能性結構件，都越來越多地用到了塑料咳秉。我國汽車保有量達到1.75億輛婉支，對應用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場澜建，是一個前景廣闊的領域向挖，學術界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐蝌以。

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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)模應用何之，因其具有的優(yōu)異機械性能和無毒（低毒）跟畅、絕熱、隔音溶推、絕緣徊件、緩沖、輕量化等性能蒜危，在新能源汽車領域的應用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機虱痕。隨著國民對于環(huán)保、綠色辐赞、安全部翘、舒適要求愈加苛刻，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術和具備可阻燃占拍、可（完全）降解略就、可導電等新型發(fā)泡材料受到追捧，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點晃酒。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學化工學院趙玲教授領銜的《高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強化》項目斬獲科技進步獎一等獎表牢，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領域成功應用贝次，包括新能源汽車動力電池墊片等等崔兴，引領了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應用。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點發(fā)泡材料具有較好防震緩沖蛔翅、隔音敲茄、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性，其在汽車領域主要用于汽車車載空調用隔熱泡沫管材山析、汽車減震堰燎、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料笋轨，如地板秆剪、頂棚、方向盤爵政、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料仅讽，這種材料耐候性能較差，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體钾挟。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著洁灵，對汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡掺出、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下徽千，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向苫费。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領域的布局双抽。發(fā)泡材料在新能源汽車領域的新應用新能源電動汽車的技術關鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術及安全性能黍衙。鋰電池在使用過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荠诬。在暴雨琅翻、淺灘、霧霾等極端條件下柑贞，為滿足汽車行駛過程中動力電池的密封和緩沖保護的要求方椎，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應用到動力電池上。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量钧嘶、提升安全性棠众，大量使用有機硅發(fā)泡灌封材料來保護單個電芯，可在一定時間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導致熱失控有决。由于特斯拉在動力電池組技術方便的標桿作用闸拿，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下书幕，微孔發(fā)泡技術讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領域新荤，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年台汇，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應用技術開發(fā)列為重點課題苛骨。日常生活中，當人們購買兒童玩具苟呐、家具用品等塑料制品時痒芝，都會十分在意其材質是否無毒無味、綠色環(huán)保牵素，近年來綜合性能優(yōu)異严衬、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”，日益受到熱捧笆呆，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種请琳。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快腰奋、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一单起，其高品質發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領域的熱點與難點抱怔。其中劣坊，超臨界CO2（二氧化碳）發(fā)泡聚合物技術是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關鍵核心技術。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術2016年屈留，由華東理工大學牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎材料技術提升與產(chǎn)業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術”獲準立項局冰。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝测蘑，開展聚合物輕量化的應用基礎—共性技術—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作。據(jù)項目團隊專家介紹康二，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類碳胳。化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留沫勿、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點挨约；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用产雹；一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高或價格昂貴诫惭，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候蔓挖、火災危險夕土、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體瘟判，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術怨绣，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物后會引起熔點拷获、表面張力和粘度下降篮撑、結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匆瓜。聚丙烯是結晶聚合物咽扇，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品陕壹；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔质欲，可操作窗口窄。因此糠馆，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嘶伟。了攻克這一難題，近年來又碌，團隊聯(lián)合無錫會通九昧、中石化北化院、浙江新恒泰毕匀、鎮(zhèn)海煉化等單位铸鹰，在合適物料體系、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)化皂岔、強化和工程化等系列工作蹋笼，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)化構建流場結構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機制，開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料，以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑剖毯；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率圾笨，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積；釜壓發(fā)泡逊谋、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計保證了均勻的壓力場擂达、溫度場和速度場，成功實現(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)胶滋。目成果利用上述創(chuàng)新技術板鬓，項目已成功建設了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造究恤；新建了4套穗熬、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置，生產(chǎn)效率提高25%丁溅，成品率提高到99%以上唤蔗；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億窟赏，利稅1.09億妓柜。隨著應用市場快速開拓，2019年共推廣新建了13套裝置涯穷，市場占有率高和競爭力強棍掐。項目團隊獲得授權發(fā)明專利8件、實用新型專利8件拷况；相關研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文作煌，“國外同行認為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為∽荩”科技查新表明粟誓，模壓發(fā)泡的工程化技術達到國際領先水平，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強化技術具有國內(nèi)外新穎性起意。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱鹰服、隔音、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能揽咕，近年來被廣泛應用在包裝悲酷、建 筑、汽車等行業(yè)亲善。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降设易，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結構，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術難度大蛹头，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術顿肺，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關 注戏溺。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備挟冠、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)袍睡，并對該領域 今后的研究方向進行了展望知染。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質輕、抗沖緩震斑胜、 耐腐蝕控淡、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比止潘，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性掺炭，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)具有復雜幾何結構以及高 維尺寸精度的制品凭戴。 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)涧狮，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中么夫，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE者冤，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS，此外其耐老化档痪、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異涉枫，是非常環(huán)保的材料，因此 EPP 被廣 泛應用于包裝腐螟、建筑愿汰、汽車等行業(yè)，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速乐纸。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視衬廷，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝、裝備汽绢、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)泵督。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。如 Fig. 1 所示庶喜，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小腊，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， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離久窟，氣泡開始成核并大量生長秩冈，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒。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 法斥扛，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入问，相對于工藝成熟的反應 釜法而言丹锹，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛。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芬失，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高楣黍，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。根據(jù)反應釜 中分散介質的不同棱烂，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租漂，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，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解颊糜，釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中哩治，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中，所需壓力約2 ～ 6 MPa衬鱼。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制业筏、發(fā)泡倍率高、泡孔結構 好鸟赫、可二次發(fā)泡蒜胖，缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高。 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 抛蚤、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP翠勉。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應釜中， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度霉颠，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度对碌，繼續(xù)保溫一段時間，打開高壓釜放出分散體 到大氣中蒿偎，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朽们。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌、離心分離后在空氣中靜置老化诉位，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝骑脱。改進生產(chǎn)設備的結構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 Fig. 2 中的實驗設備制備了 EPP苍糠，該設備在反應釜下端加裝了一個排料口模叁丧，卸壓時 PP 通過排料口模進入 收集裝置中，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融岳瞭、結晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響拥娄。結果 表明，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少瞳筏， 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比稚瘾，密度降 低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比，密度增 加姚炕。 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)摊欠，發(fā)泡系統(tǒng)結構分反應釜 與收集釜丢烘，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些椒。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑播瞳，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，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP免糕。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)飽和壓力不變赢乓，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 ℃说墨，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 顆粒中骏全，所以其關鍵控制條件有反應釜的 溫度苍柏、壓力以及保壓時間等尼斧，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)比較成熟试吁，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用棺棵，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熄捍，如 Fig. 4 ［14］烛恤。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)泡珠粒余耽。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)缚柏、效率高、珠粒尺寸均勻碟贾，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制币喧，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袱耽，熔體強度又急劇下降杀餐，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高朱巨，一般要用改性的熔 體強度較高的 PP史翘，這些缺點限制了擠出法的應用與發(fā) 展。 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)泡珠粒的工藝冀续。 采用丁烷作發(fā)泡劑琼讽，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍洪唐，直徑為3 ～ 5 mm跨琳，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度桐罕， 得到更 好 的 泡 孔 結 構脉让，從 而 改 進 EPP 的 性 能桂敛。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑，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)溅潜，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍术唬，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料。實驗表明滚澜，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度粗仓，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度，還 能夠增加氣泡成核點设捐，誘導發(fā)生異相成核借浊，從而得到泡 孔密度、體積膨脹比都較大的 EPP萝招。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比蚂斤，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，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度槐沼，缺點是設備成本較高曙蒸。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 岗钩， 3% 纽窟，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP，研究表 明兼吓，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關系臂港，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。另外视搏，隨著 CO2 注入量的增加审孽，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凶朗。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)瓷胧、高效的生產(chǎn)工藝，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向棚愤。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搓萧，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宛畦，增加成核密度瘸洛，得到微孔的 發(fā)泡材料。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)泡劑次和，此外其還具有無毒反肋、不易燃、化學惰性等 優(yōu)點踏施，近年來受到了廣泛的關注石蔗，是替代傳統(tǒng)化 學發(fā)泡劑的選擇罕邀。聚丙烯發(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 也不同养距，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能诉探，建筑 材料則需要良好的隔音、隔熱性能棍厌，而汽車部件則需要 更好的剛性等肾胯，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 藝耘纱，二是對 PP 原料進行改性敬肚。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 的性能束析，這些手段可以有效地調節(jié) EPP 的結構與 形態(tài)艳馒，有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品畸陡，但由于對材料本身的改變不大鹰溜，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)品的性能虽填，PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)丁恭、物理共混、熔融支化等斋日，通過對原料的改 性牲览，不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度恶守、得到 更好的泡孔結構第献，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兔港。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性庸毫、改善其緩沖性 能，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產(chǎn)工藝衫樊。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力飒赃，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，避免了顆粒在管道中粘 結科侈，此外反應釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹载佳，后者會使顆粒的冷卻速率變緩，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固臀栈，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性蔫慧。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 ，發(fā)泡倍率為30 ～ 60权薯， 閉孔含量為 90% 姑躲，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP睡扬。將 PP 與無機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 EPP 的影響黍析，納米碳酸鈣的比表面積大威蕉，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用，從而使 EPP 的泡孔密度增 大橄仍，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄韧涨。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯侮繁， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP虑粥。實驗 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結構從而增 強線性聚丙烯的熔體強度，對比而言宪哩，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好娩贷，其泡孔的結構尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好。

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什么是MPP锁孟？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯彬祖，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，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)品抽。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在储笑，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖圆恤、隔熱和吸聲等性能突倍，可廣泛應用于包裝、交通工具盆昙、箱包羽历、體育器材等領域，是傳統(tǒng)EVA淡喜、PU秕磷、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的佳替代物炼团。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度聚丙烯(high melt strength PP)澎嚣。通用的PP由于其是線性的半結晶聚合物，加工窗口較窄们镜，且難以得到封閉的泡孔結構币叹。性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體模狭，并誘導其成核颈抚、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染贩汉，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保驱富。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用匹舞。聚丙烯（PP）本身是無毒材料褐鸥，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械赐稽、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域叫榕。也可應用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域姊舵，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫晰绎，EVA泡沫。 PP是半結晶聚合物括丁，其熔點一般150~170℃荞下。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS史飞、PU發(fā)泡材料尖昏，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝构资、高溫保溫等領域抽诉。MPP集增強、隔熱和降噪為一體蚯窥，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域掸鹅，如汽車塞帐、軌道交通拦赠，船舶，風機葉片等葵姥。輕質高強的MPP厚板作為結構泡沫使用荷鼠，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫、PET結構泡沫等榔幸，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用允乐。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，由于泡孔較小削咆，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小牍疏。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拨齐。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控鳞陨，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瞻惋，可應用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在厦滤，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板援岩，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流掏导，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞享怀。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結構的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)趟咆。(5) 輕質高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用添瓷。(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值纱，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域仰坦。 MPP的阻燃著下游應用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升，對MPP阻燃要求日益劇增计雌，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低悄晃，添加1%即可達到UL94 VTM-2阻燃等級，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響凿滤，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外妈橄，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應的優(yōu)點翁脆。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品眷蚓，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達到非常高效的光老化，延長MPP長時間在戶外暴曬的時間反番，防止材料老化降解沙热； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外，同時還具有形態(tài)顆涟崭祝化篙贸，加工方便，潔凈枫疆，無粉塵污染等特點爵川。

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說到一次性容器你是不是認為紙比塑料更環(huán)保呢？這可不一定息楔，塑料具有重量輕寝贡，不易受水和陽光影響的特點，適合制作容器值依，但也因為這樣的特點使得塑料不易被大自然分解圃泡，容易造成大量垃圾，因此后來出現(xiàn)紙質容器愿险，但紙質容器也不是沒有缺點颇蜡，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大。首先因為紙張?zhí)焐滤龅剿蜁浕璺耍瑳]辦法單獨承裝液體熔任，因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜，所以摸起來感覺滑滑的唁情。但這種復合材質的設計就會造成回收的難題疑苔，紙加塑料淋膜的設計當被送到回收廠時，如果沒有特殊技術是無法將紙與塑料淋膜分離甸鸟，不能分離就無法重新回收材料再利用惦费，而被放在自然環(huán)境中也因為是復合材料很難被分解，所以紙杯基本上只能焚燒抢韭。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質越單一越容易回收再利用薪贫，現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點，耐熱刻恭，抗腐蝕又安全瞧省，還可以在微波爐內(nèi)加熱，只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理鳍贾，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器鞍匾，并且材質單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術是塑料在擠出骑科，吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量橡淑，將二氧化碳或氮氣注入到特殊的塑化裝置中，使氣體與原料充分混合咆爽，讓塑料產(chǎn)生反應形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程梁棠，利用發(fā)泡技術生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化，緩沖吸震斗埂，吸音符糊，保溫等特點，廣泛應用于包裝蜜笤，建筑建材等行業(yè)濒蒋。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術的發(fā)展已有幾十年的歷史了，在20世紀20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木把兔，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的，從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術制成泡沫塑料瓮顽。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后县好，人們對這種微孔新型塑料日益感興趣，并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術暖混。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)可以分為兩種缕贡。一種是物理發(fā)泡劑，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳，氮氣晾咪，氨氣等氣體收擦，并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學反應，而且在氣態(tài)時在塑料中的擴散速度會低于在空氣中的擴散速度谍倦。另一種是化學發(fā)泡劑塞赂，它是一種當受熱后就會釋放如氮氣，二氧化碳等的物質昼蛀，釋放氣體的速度能夠控制宴猾，化學發(fā)泡劑一般有碳酸銨，碳酸氫鈉等叼旋。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法仇哆，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中，再經(jīng)過降壓釋放出氣體夫植，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔讹剔，這種發(fā)泡法由于成本較低，發(fā)泡后對不會留下殘余物详民，并且對發(fā)泡塑料性能不會改變辟拷。另一種是化學發(fā)泡法，這種是利用化學方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡阐斜，是對加入塑料中的化學發(fā)泡劑進行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡衫冻，還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學反應釋放出氣體而進行發(fā)泡。 后一種是機械發(fā)泡谒出，使用機械攪拌的方法使氣體混入材料中隅俘，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后笤喳，發(fā)泡劑的分子就會在塑料中形成很多微小氣泡（氣泡核）为居，隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大杀狡，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低蒙畴，氣泡也會停止增長并且慢慢成型，這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔呜象。所以不管采用什么發(fā)泡工藝膳凝，使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核，氣泡核膨脹恭陡，氣泡固化成型這個過程蹬音。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜，也就是我們常說的珍珠棉休玩，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點著淆，如防震劫狠，防潮，韌性好等永部，來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的独泞。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合苔埋，通過管道將其吸入到擠出機入料口懦砂，同時在擠出機中還要加入發(fā)泡劑。在擠出機中需要加溫讓原料熔化讲坎，再通過噴淋冷卻降溫以達到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡孕惜，然后從機頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開晨炕，展平后收成卷衫画，這樣就可切割后包裝產(chǎn)品了。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機在上面印上需要的圖案或者文字瓮栗。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀削罩，后通過機器壓封成包裝袋，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了费奸。塑料通過發(fā)泡技術能讓其內(nèi)部形成氣泡弥激，能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便，還能起到包裝保護的功能愿阐，現(xiàn)在科學家研究出了一種氣泡金屬微服，也具有這樣的性能，它就像金屬的氣泡包裝材料缨历。這種復合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的以蕴，它是一種新型復合材料并不是普通的金屬，它比合金鋼要輕70%辛孵，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量丛肮，具備防輻射，防彈魄缚，防火的能力宝与，在遭遇壓力時其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護的作用，也許將來我們就能用到這種氣泡金屬冶匹。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高习劫，怎么提高可持續(xù)性以及提升效率，推動材料和能源消耗的下降徙硅，以及材料性能的提升榜聂，成本降低，有些可以通過輕量化實現(xiàn)嗓蘑，而發(fā)泡技術就是輕量化未來發(fā)展的方向须肆。那些用于包裝，汽車桩皿，建筑和日用消費品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡豌汇，輕量化結構在發(fā)展，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎原材料使用泄隔，各種利用發(fā)泡技術制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛拒贱。