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摘要：利用化學改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機赡矢，采用一步法擠出工藝研制了汽車內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂阅仔，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑吹散、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）八酒。結(jié)果表明送浊，具有良好性能的PP微發(fā)泡專用料的配方（質(zhì)量份數(shù)）：均聚PP為40.00份，共聚PP為60.00份丘跌，過氧化二特丁烷為0.18份袭景，過氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份闭树，碳酸鈣為0.50份耸棒，發(fā)泡劑AC為 0.40份。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ报辱，泡孔密度可達個／cm3与殃。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、耐高溫碍现、綠色環(huán)保幅疼、易注射成型、成型周期短和成本低等優(yōu)點昼接。隨著汽車輕量化的發(fā)展爽篷，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想慢睡，僅適用于需表面附皮的高端車逐工，汽車用PP發(fā)泡材料主要為質(zhì)量更好的 化學微發(fā)泡材料［1-3］铡溪。化學微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米泪喊，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳棕硫。目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ，國外也只有美國袒啼、意大利哈扮、日本等少數(shù)幾個國家能生產(chǎn)。本工作利用化學改性非交聯(lián)法蚓再，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂灶泵，采用一步法工藝研制出了性能符合相關(guān)指標要求的汽車內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ对途，泡孔密度可達個／cm3赦邻。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1），熔體流動速率（MFR）為3.0g/（10min）实檀，中國石化齊魯分公司惶洲；共聚PP（記作PP2），MFR為2.0g/（10min）膳犹，中國石化齊魯分公司恬吕；抗氧劑，168和1010须床，上海汽巴高橋化學有限公司铐料；過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二特丁烷（DBP）豺旬，過氧化二異丙苯（DCP）钠惩，二乙烯基苯，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC）族阅，液體石蠟篓跛，江蘇強盛功能化學股份有限公司；發(fā)泡改性劑DMS-10坦刀，自制愧沟。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國HAAKE公 司鲤遥；CMT450料試驗 機沐寺，天水三斯有限公司；∮25單螺桿擠出機盖奈，德國BRABENDER公司混坞；AH-2奧林巴斯顯微鏡，日本奧林巴斯公司卜朗。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂拔第、過氧化物咕村、改性劑场钉、抗氧劑蚊俺、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量，投入10L高速攪拌機逛万，低速混合1min泳猬，高速混合2min出料，料溫不 高于50℃宇植。擠出發(fā)泡：擠出機設(shè)置溫度180～200℃得封，機頭溫度195℃，距機頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平指郁，取樣待用忙上。1.4 測試表征拉伸強度按照GB/T1040.3—2006測試，采用4型試樣闲坎，拉伸速度為50mm／min疫粥；彎曲強度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試，寬度25mm腰懂；沖擊強度按GB/T1843—2008測試梗逮；表觀密度按GB/T6343—2009測試；泡孔密度按 照參考文獻［４］所述方法測試绣溜。２ 結(jié)果與討論.1 引發(fā)劑的選擇以PP1/PP2質(zhì)量 比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂慷彤，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑，測試體系的熔體強度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量怖喻，結(jié)果見表1底哗。表1，DBP/DCP對發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注：擠出口模厚度0.6mm锚沸，寬度50mm艘虎。由表1看出，DBP和DCP都能提高PP熔體強度咒吐，但片材表面和泡孔均勻性不同野建，隨DCP含量增加，擠出片材表面質(zhì)量變差恬叹，泡孔變得不均勻候生；DCP雖有利于提高熔體強度，但比例不宜過大绽昼，以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜唯鸭。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度，擠出反應(yīng)時硅确，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解目溉，短時間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基明肮，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)，形成局部高強度熔體缭付，熔體強度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻柿估，形成凹凸不平的表面。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂陷猫，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10秫舌，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系，結(jié)果見圖1绣檬。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出足陨，隨引發(fā)劑含量增加，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變娇未；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低墨缘，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份。這是由于當引發(fā)劑含量低時零抬，引發(fā)劑濃度不足镊讼，PP接枝率不高，熔體強度不足媚值，難以包裹住氣體狠毯，泡孔較大，并有部分泡孔破裂褥芒，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高嚼松；隨引發(fā)劑含量增加，PP接枝程度提高锰扶，熔體強度相應(yīng)增加献酗，氣泡在膨脹過程中，泡壁不易破裂坷牛，形成致密均勻的泡孔罕偎，單位體積泡孔數(shù)量增加，材料密度下降京闰；隨引發(fā)劑含量進一步提高颜及，熔體強度高于氣泡膨脹的動力，使氣泡不能充分膨脹蹂楣，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高俏站。.2 發(fā)泡劑的選擇與用量圖2是發(fā)泡劑 AC含量與發(fā)泡材料表觀密度及其泡孔密度的關(guān)系。由圖2看出痊土，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加肄扎，發(fā)泡材料表觀密度降低，泡孔密度提高，這是由于發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體隨其用量增加而增加犯祠，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用旭等。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時，發(fā)泡材料表觀密度反而回升衡载，泡孔密度下降搔耕。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進一步提高，熔體中氣體含量過多月劈，氣泡膨脹加劇度迂，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并藤乙，氣體溢出猜揪，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高，泡孔密度下降坛梁。由圖2還可看出而姐，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份。

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年來綜合性能優(yōu)異、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”褐缠，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種政鼠。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)，近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破队魏，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)化和強化技術(shù)公般。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類『埃化學發(fā)泡劑存在化學殘留官帘、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點;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;而一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高昧谊，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全刽虹。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)呢诬，已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)涌哲，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和黏度下降尚镰、結(jié)晶行為改變等一系列變化阀圾，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物钓猬，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制稍刀，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄。因账月，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综膀。為了攻克這一難題，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通局齿、中石化北化院剧劝、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位抓歼，在合適物料體系讥此、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、強化和工程化等系列工作谣妻，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)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新萄喳。趙玲介紹，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡蹋半，既可突破結(jié)晶的制約他巨，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〖踅基于這一發(fā)泡機制染突，他們開發(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，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑辈灼。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率份企，氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(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)計巡莹，保證了均勻的壓力場司志、溫度場和速度場，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)榕莺。利用上述創(chuàng)新技術(shù)俐芯，項目團隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套钉鸯、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置吧史，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上唠雕，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)贸营，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元岩睁。此外钞脂，該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文捕儒。趙玲表示冰啃，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強邓夕，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)阎毅，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成焚刚。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)飾扇调、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域矿咕，還可滿足兒童玩具、食品狼钮、醫(yī)療碳柱、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特的性能熬芜，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域莲镣，如新能源汽車動力電池墊片、5G通信微波中繼天線罩猛蔽、高檔汽車音響振膜剥悟、防彈衣背板等灵寺。

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聚丙烯（PP）是輕的通用塑料略板，因其綜合性能優(yōu)異毁枯，生產(chǎn)成本低，廣泛的用于家電叮称、包裝种玛、化工及汽車等領(lǐng)域，產(chǎn)量居于通用塑料的第2位瓤檐；聚丙烯的缺點是低溫沖擊性能差赂韵、易老化，而且抗靜電性挠蛉、耐候性和染色性差祭示，因此材料界和產(chǎn)業(yè)界都很關(guān)注聚丙烯的改性。小編對聚丙烯幾個常見的改性方法進行簡單的介紹谴古，希望能夠和同行進行交流质涛，互有助益。聚丙烯微孔發(fā)泡一掰担、聚丙烯 / 無機納米復(fù)合材料剛性和韌性是考察塑料性能的兩個重要指標汇陆，如何能夠使塑料同時具有良好的剛性和韌性是人們一直以來追求的目標，無機納米例子改性是解決這一矛盾的方法之一带饱。大粒徑填料改性聚合物相比毡代，無機納米粒子填充改性的聚合物具有更加優(yōu)異的力學性能。為了使無機納米粒子盡可能均勻的分散在聚合物基體中，需要對無機納米粒子進行表面改性教寂，經(jīng)過表面改性的無機納米粒子能夠提高它與基體樹脂界面層的黏結(jié)強度灯蝴，充分發(fā)揮剛性無機粒子對聚合物的增強增韌作用。納米級別的碳酸鈣為例孝宗，用納米碳酸鈣能同時增強增韌穷躁，且增韌效果比微米級碳酸鈣更好。同時研究發(fā)現(xiàn)因妇，納米碳酸鈣的形態(tài)不同问潭，復(fù)合材料的力學性能也大不一樣。立方形納米碳酸鈣有利于改善復(fù)合材料的沖擊性能婚被，而纖維狀納米碳酸鈣則能明顯改善材料的拉伸性能狡忙，納米碳酸鈣能使PP球晶明顯的細化。二址芯、聚丙烯微孔發(fā)泡材料聚丙烯材料進行微孔發(fā)泡改性的時候灾茁，它的強度不會降低，原因很有趣谷炸，因為該材料中含有比原來的缺陷或微細裂縫還小得多的孔徑北专，因為這種孔徑的存在，鈍化了塑料中原有裂縫的尖端旬陡，且不會降低塑料的強度拓颓。微孔發(fā)泡材料的韌性高、疲勞壽命長描孟、比強度高驶睦、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低匿醒。除此之外還有質(zhì)輕场航、隔熱、吸震廉羔、隔音溉痢、價格低廉等特點。因此蜜另，在汽車适室、航天航空和其他各種運輸工具等領(lǐng)域微孔發(fā)泡聚丙烯得到了強力發(fā)展。三举瑰、成核劑改性聚丙烯材料PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料捣辆，它的結(jié)晶速度較慢，容易形成尺寸較大的球晶此迅，導(dǎo)致制品的光澤度和透明改性差汽畴，制品的外觀缺乏美感旧巾，限制了其在透明包裝的日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用。利用成核劑改性聚丙烯忍些，是一種制備透明度高鲁猩，力學性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法，因此在聚丙烯的改性當中被廣泛應(yīng)用罢坝。PP透明成核劑目前常見的有滑石粉廓握、二氧化硅、云母嘁酿、芳基磷酸鹽類等隙券，一般來講，添加量不大于0.8%效果比較好闹司，具體的應(yīng)用要依據(jù)現(xiàn)場情況具體分析娱仔。四、長玻纖增強聚丙烯材料長玻纖纖維增強聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一游桩，尤其是在汽車用塑料中牲迫，為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強作用，在塑料中纖維長度要大于Lc借卧，既臨界長度盹憎，Lc取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長度小于Lc谓娃，其增強效果與一般的粉末填料區(qū)別不大脚乡。例如，玻纖增強PP中滨达，玻璃纖維的臨界長度為3.1mm，而在另外一種經(jīng)過化學改性的PP中俯艰，Lc可能降到0.9mm以下捡遍。對于普通的短波纖增強塑料，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm竹握，限制了制成品性能的提高画株。而在長玻纖增強塑料部件中，玻璃纖維的殘留長度可以達到3mm以上啦辐，大大提高了制品的物理機械性能谓传。由于長玻纖增強熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長，它的沖擊強度比普通的纖維增強材料高了4倍左右芹关；比強度（17.2%）更是比鋁材料（9.8%）都高续挟，此外，這種材料的加工流動性好侥衬，制品外觀光亮诗祸、無塌坑等缺陷跑芳，制品的成型收縮率也小。

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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音功偿、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能盆佣，近年來被廣泛應(yīng)用在包裝、建筑械荷、汽車等行業(yè)罪塔。PP在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降，低熔體強度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)养葵，所以PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)難度大征堪，目前只有少數(shù)國家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)，因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注关拒。文中從制備工藝佃蚜、發(fā)泡裝備、性能改進着绊、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)谐算，并對該領(lǐng)域今后的研究方向進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、抗沖緩震归露、耐腐蝕洲脂、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比剧包，PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成型性恐锦，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疆液。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)一铅，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中堕油，EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE潘飘，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS，此外其耐老化掉缺、耐腐蝕性也非常優(yōu)異卜录，是非常環(huán)保的材料，因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝眶明、建筑艰毒、汽車等行業(yè)，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速赘来。鑒于世界各國對EPP材料研究的重視现喳，本文從EPP的生產(chǎn)工藝凯傲、裝備、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)嗦篱。 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冰单。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灸促，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诫欠，這個階段中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浴栽，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒荒叼。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，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典鸡，相對于工藝成熟的反應(yīng)釜法而言被廓，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛。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)釜中萝玷，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使釜內(nèi)壓力升高嫁乘，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(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同球碉，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)蜓斧，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)泡劑更好地溶解睁冬，釜內(nèi)壓力一般需要在10MPa以上;后者是先將PP顆粒分散在水中挎春，發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中，所需壓力約2～6MPa豆拨。反應(yīng)釜法的優(yōu)點是工藝條件容易控制直奋、發(fā)泡倍率高、泡孔結(jié)構(gòu)好辽装、可二次發(fā)泡帮碰，缺點是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3拾积、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)釜中丰涉，升溫到稍低于發(fā)泡的溫度拓巧，保溫一段時間后再升溫到發(fā)泡溫度，繼續(xù)保溫一段時間一死，打開高壓釜放出分散體到大氣中肛度，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。后將得到的發(fā)泡珠粒洗滌投慈、離心分離后在空氣中靜置老化承耿，這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝冠骄。改進生產(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)泡劑用下圖中的實驗設(shè)備制備了 EPP加袋，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個排料口模凛辣，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)與熔融职烧、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響扁誓。結(jié)果表明，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少蚀之，增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比蝗敢，密度降低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比，密度增加足删。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)寿谴，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜與收集釜，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8～60倍的發(fā)泡珠粒失受。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讶泰。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贱纠，泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP峻厚。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，恒溫一段時間后再放出珠粒進行冷卻谆焊，其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃惠桃，工藝流程時間約為 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顆粒中辖试，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的溫度辜王、壓力以及保壓時間等，適當?shù)匮娱L保壓時間與增大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解罐孝。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟呐馆，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莲兢。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汹来，如下圖。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)泡改艇，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)泡珠粒收班。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)、效率高谒兄、珠粒尺寸均勻摔桦，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)難以控制，此外由于PP在溫度低于熔點時幾乎不流動承疲，而當溫度高于熔點后邻耕，熔體強度又急劇下降鸥咖，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兄世，一般要用改性的熔體強度較高的 PP啼辣，這些缺點限制了擠出法的應(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)工藝碘饼。采用丁烷作發(fā)泡劑熙兔，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原料，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍艾恼，直徑為3～5mm住涉，密度為15～100kg/m3的EPP，便由于后期成型蒸汽壓力較大钠绍，而大規(guī)模推廣受到限制舆声。在PP中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度，得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)柳爽，從而改進EPP的性能媳握。Nofar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)磷脯，得 到了發(fā)泡倍率為20倍蛾找，泡孔密度為108～109cm-3的發(fā)泡材料。實驗表明赵誓，納米粘土的加入不但能夠顯著改善LPP的熔體強度打毛，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度，還能夠增加氣泡成核點俩功，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核幻枉，從而得到泡孔密度、體積膨脹比都較大的 EPP诡蜓。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熬甫，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的溫度，缺點是設(shè)備成本較高蔓罚。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng)椿肩，用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%、3%豺谈、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP覆旱，研究表明，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系核无，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。另外藕坯，隨著CO2 注入量的增加团南，聚丙烯發(fā)泡材料的體積膨脹比增加噪沙，但泡孔密度則是先增大后減小。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)吐根、高效的生產(chǎn)工藝正歼，是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向。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拷橘，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) 展方向局义，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，增加成核密度冗疮，得到微孔的發(fā)泡材料萄唇。其中超臨界CO2的實現(xiàn)條件(tc=30.98℃，pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑术幔，此外其還具有無毒另萤、不易燃、化學惰性等優(yōu)點诅挑，近年來受到了廣泛的關(guān)注四敞，是替代傳統(tǒng)化學發(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合的不同拔妥，對性能的要求也不同忿危，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没龙、隔熱性能铺厨，而汽車部件則需要更好的剛性等，通常需要對EPP的性能進行改進來適 應(yīng)不同的需求兜畸。改進EPP性能的方法有2種:一是改進生產(chǎn)工藝努释，二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進生產(chǎn)中的工藝流程咬摇、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能伐蒂，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肛鹏、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品逸邦，但由于對材料本身的改變不大，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)品的性能在扰，PP 的改性方法主要有化學交聯(lián)缕减、物理共混、熔融支化等芒珠，通過對原料的改性桥狡，不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)裹芝，同時也能有目的地改進EPP的力學性能部逮，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)泡倍率與彈性嫂易、改善其緩沖性能兄朋，有企業(yè)改進了釜壓生產(chǎn)工藝。首先在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力怜械，其次是將顆粒從反應(yīng)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颅和，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一步膨脹缕允，后者會使顆粒的冷卻速率變緩峡扩，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性灼芭。此工藝可以制備密度為 0.11～0.30g/cm3 有额，發(fā)泡倍率為30～60，閉孔含量為90% 彼绷，泡孔尺寸為150～300μm的EPP巍佑。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 的影響寄悯，納米碳酸鈣的比表面積大萤衰，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用，從而使 EPP 的泡孔密度增大猜旬，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄脆栋。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)來改性聚丙烯洒擦，并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP椿争。實驗 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 強線性聚丙烯的熔體強度，對比而言熟嫩，HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果秦踪，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好。

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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)用昧狮，因其具有的優(yōu)異機械性能和無毒（低毒）景馁、絕熱、隔音逗鸣、絕緣合住、緩沖绰精、輕量化等性能，在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機聊疲。隨著國民對于環(huán)保茬底、綠色、安全获洲、舒適要求愈加苛刻，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃殿如、可（完全）降解贡珊、可導(dǎo)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涉馁。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學化工學院趙玲教授領(lǐng)銜的《高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強化》項目斬獲科技進步獎一等獎门岔，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(lǐng)域成功應(yīng)用烤送，包括新能源汽車動力電池墊片等等寒随，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。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帮坚、隔音妻往、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材试和、汽車減震讯泣、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)飾材料阅悍，如地板好渠、頂棚、方向盤节视、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料拳锚，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寻行。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著霍掺，對汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡寡痰、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下抗楔，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠拦坠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局连躏。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動汽車的技術(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。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果贞滨，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題入热。在暴雨拍棕、淺灘、霧霾等極端條件下勺良，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绰播，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)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尚困、提升安全性蠢箩，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(dǎo)致熱失控事甜。由于特斯拉在動力電池組技術(shù)方便的標桿作用谬泌，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應(yīng)用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下逻谦，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)域掌实，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年邦马，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題贱鼻。日常生活中，當人們購買兒童玩具滋将、家具用品等塑料制品時邻悬，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保耕渴，近年來綜合性能優(yōu)異拘悦、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”，日益受到熱捧橱脸，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種础米。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快添诉、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一屁桑，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)域的熱點與難點。其中栏赴，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)蘑斧。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年，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(chǔ)材料技術(shù)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(shù)”獲準立項须眷。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝竖瘾，開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“一條鏈式”研發(fā)工作。據(jù)項目團隊專家介紹花颗，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類捕传。化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留扩劝、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點庸论；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用职辅，已逐漸被禁止和限制使用；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聂示，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全域携。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險鱼喉、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端秀鞭，超臨界流體，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)蒲凶，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)气筋，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降旋圆、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麸恍。聚丙烯是結(jié)晶聚合物灵巧，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)品抹沪；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔刻肄，可操作窗口窄。因此融欧，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敏弃。了攻克這一難題，近年來噪馏，團隊聯(lián)合無錫會通麦到、中石化北化院、浙江新恒泰欠肾、鎮(zhèn)海煉化等單位瓶颠，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)化刺桃、強化和工程化等系列工作粹淋，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)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)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(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)泡專用料瑟慈，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/添加劑桃移；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設(shè)備體積葛碧；釜壓發(fā)泡借杰、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)計保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場吹埠，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)第步。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)疮装，項目已成功建設(shè)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粘都；新建了4套廓推、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%翩隧，成品率提高到99%以上樊展；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億堆生，利稅1.09億专缠。隨著應(yīng)用市場快速開拓，2019年共推廣新建了13套裝置淑仆，市場占有率高和競爭力強涝婉。項目團隊獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實用新型專利8件蔗怠；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文墩弯，“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∧洌”科技查新表明渔工，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性桥温。

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發(fā)泡塑料發(fā)泡塑料是通過物理或者化學的方式使塑料內(nèi)部產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)而得到的一類塑料侵浸。這種塑料具有質(zhì)輕旺韭、隔熱、緩沖通惫、絕緣茂翔、防腐、價格低廉等優(yōu)點履腋。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成發(fā)泡塑料珊燎，常見的發(fā)泡塑料有聚苯乙烯、聚氨酯遵湖、聚烯烴悔政。三大發(fā)泡塑料對比聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡聚丙烯簡介發(fā)泡聚丙烯是以聚丙烯為基礎(chǔ)樹脂制備的發(fā)泡塑料。與常用發(fā)泡塑料相比延旧，發(fā)泡聚丙烯具有諸多優(yōu)點谋国。發(fā)泡聚丙烯原料由于普通聚丙烯較低的熔體強度無法保證氣泡增長時泡孔壁所承受的拉伸應(yīng)力，所以發(fā)泡用聚丙烯需要采用高熔體強度聚丙烯(HMSPP)迁沫。提高聚丙烯熔體強度的方法包括物理共混和化學改性兩類方法芦瘾。目前生產(chǎn)高熔體強度聚丙烯原料的廠家有巴塞爾(Basell)捌蚊、北歐化工(Borealis)、陶氏化學近弟、韓國三星缅糟、埃克森美孚等祷愉，具備聚丙烯發(fā)泡技術(shù)的廠家有JSP和Kaneka以及BASF窗宦、Berstorff公司。國內(nèi)很多科研院所對發(fā)泡技術(shù)進行了較多研究二鳄，部分廠家實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)赴涵，如鎮(zhèn)海煉化、燕山石化樹脂研究所订讼、武漢富蒂亞髓窜，但產(chǎn)品質(zhì)量與國外相比仍有較大差距。發(fā)泡聚丙烯制備工藝發(fā)泡聚丙烯主要有三種制備工藝：高熔體強度聚丙烯發(fā)泡欺殿、交聯(lián)聚丙烯發(fā)泡纱烘、共混體系發(fā)泡工藝。發(fā)泡聚丙烯制備關(guān)鍵發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景祈餐，但技術(shù)開發(fā)難度大，聚丙烯發(fā)泡工藝關(guān)鍵技術(shù)在于通過調(diào)整過程溫度來控制聚丙烯發(fā)泡穩(wěn)定性和發(fā)泡倍率哄陶。發(fā)泡聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域1.食品包裝發(fā)泡聚丙烯具有良好的可降解性帆阳，耐油性好，這使得它在一次性包裝市場中比難降解的發(fā)泡聚苯乙烯餐具有明顯的優(yōu)勢屋吨。2.保溫隔熱發(fā)泡聚丙烯材料是一種新型的隔熱材料蜒谤，耐溫能力強，通持寥牛可承受溫度范圍在-40～110℃鳍徽，在短時間內(nèi)可承受130℃高溫。3.汽車行業(yè)發(fā)泡聚丙烯材料近年來在汽車行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨擴大敢课，可以大幅降低汽車重量阶祭，節(jié)省油耗。4.建筑領(lǐng)域防水保護材料直秆、地板緩沖材料濒募、外墻隔熱材料5.電子包裝6.緩沖包裝7.體育用品8.玩具發(fā)泡聚丙烯主要生產(chǎn)企業(yè)發(fā)泡聚丙烯產(chǎn)品具有良好的性能和應(yīng)用前景，但技術(shù)開發(fā)難度很大圾结，目前國內(nèi)尚未有其相關(guān)的瑰剃、可工業(yè)化的產(chǎn)品出現(xiàn)，核心技術(shù)主要掌握在JSP和ANEKA這兩家公司手中筝野。