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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代特铝，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件暑中。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標志鲫剿，塑料飾件的大量應(yīng)用鳄逾，促進了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度灵莲。PP以密度小雕凹、性價比高、具有優(yōu)異的s耐熱性能政冻、耐化學(xué)藥品腐蝕性请琳、剛性、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(yīng)用赠幕。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢俄精。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大榕堰、技術(shù)要求高竖慧，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛逆屡、更有效圾旨、更經(jīng)濟、更實用的改性魏蔗。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體砍的，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限莺治，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上廓鞠，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機臺的鎖模力谣旁，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小床佳、平直度高，沒有縮水榄审，尺寸穩(wěn)定砌们，成型視窗大等特點，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨具優(yōu)勢，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向浪感。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件昔头。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑影兽，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多揭斧，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車赢笨、工程機械車占20% ，客車驮吱、商務(wù)車占35% 茧妒。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想左冬，僅適合于需要表面覆皮的高端車桐筏，不僅增加了制造成本，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用拇砰；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體梅忌，化學(xué)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)除破，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下牧氮，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(yīng) <50μm 瑰枫，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 踱葛。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)泡等光坝，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件尸诽，如車身門板、尾門盯另、風(fēng)道等性含；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等鸳惯；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等商蕴。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重芝发，注射壓力降低約30%～50% 究恤，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%后德，同時還能提高汽車的節(jié)能性部宿，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活理张。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能赫蛇，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量雾叭，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件悟耘，有利于汽車的輕量化。福特微發(fā)泡發(fā)動機罩：采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)在零件成型過程中充入氣泡织狐，形成極為細微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)暂幼，既節(jié)約了塑材，又減輕了重量移迫，而且不會影響零件的任何性能旺嬉。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX、Grand C-MAX厨埋、S-MAX邪媳、蒙迪歐和Galaxy等。綜上所述荡陷，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛雨效，但需要注意：1. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗證的技術(shù)、有廣范的市場废赞、但在中國應(yīng)用尚新徽龟。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少、更省料的產(chǎn)品設(shè)計)唉地。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機——高端應(yīng)用和節(jié)省成本顿肺。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品。

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發(fā)泡材料品種眾多渣蜗，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料屠尊。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料、橡膠耕拷、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料讼昆，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝骚烧。一浸赫、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型，所以對模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名赃绊。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后既峡，被冠以“M”，定義為“MPP”碧查。近年來涌現(xiàn)出MPP运敢，幾乎是我國獨創(chuàng)的一種發(fā)泡PP校仑。其制造工藝是以壓機做為發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備，原理上與傳統(tǒng)的模壓發(fā)泡沒有本質(zhì)的不同传惠，關(guān)鍵的區(qū)別在于發(fā)泡劑不是傳統(tǒng)的AC化學(xué)發(fā)泡劑迄沫，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達20多倍卦方，且非常環(huán)保羊瘩。具體的制造方法是，先采用混煉盼砍、壓延尘吗、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機中的模具中浇坐，合上模具睬捶。加熱壓機的上下模板，將PP板材的溫度上升至PP的熔點附近吗跋，與此同時從不同方位向模具中注入超臨界CO2侧戴，在充分浸漬PP板材后宁昭，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度跌宛，迅速釋放壓機的壓力，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫积仗，即得到MPP發(fā)泡板材疆拘。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點在于：在固體形態(tài)下浸漬;對PP熔體強度要求較低;發(fā)泡過程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會燃燒寂曹。但不足點也是比較明確的哎迄，如：浸漬速度慢;必須經(jīng)歷制成薄板的預(yù)加工工藝過程;受聚丙烯結(jié)晶度的影響很大;靠壓機進行生產(chǎn)，不僅不連續(xù)隆圆，且效率較低漱挚，難以大規(guī)模工業(yè)化;應(yīng)用領(lǐng)域不十分明確;在發(fā)泡PP中屬于制造成本較高的工藝。二渺氧、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝旨涝，即在高壓釜中，在一定時間內(nèi)侣背，通過高壓將物理發(fā)泡劑在預(yù)定溫度下浸漬進入基體樹脂的細小粒料之中白华，然后冷卻體系溫度至室溫，即得到可發(fā)性珠粒贩耐。使用時弧腥，先在一定的發(fā)泡溫度下，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下潮太，得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒管搪。在制備制品時，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱、減壓抛蚤，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進一步膨脹并相融合台谢，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型岁经。由于都是采用物理發(fā)泡劑朋沮，因而發(fā)泡倍率較大。三缀壤、擠出發(fā)泡成型將塑料與發(fā)泡劑(物理或化學(xué))分別加入擠出機的不同位置樊拓，高壓下在擠出機中熔融形成均勻的溶液，然后在口模處突然泄壓塘慕、發(fā)泡筋夏、冷卻，制成板材图呢、片材甚至管材等条篷。在擠出發(fā)泡過程中，發(fā)泡劑在高壓狀況下必須與塑料形成均勻的溶液蛤织，并在口模處瞬間泄壓赴叹、發(fā)泡、冷卻指蚜、形成發(fā)泡材料乞巧，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力，故而對塑料的熔體強度要求很高摊鸡，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強的應(yīng)變硬化的性能绽媒，因此發(fā)泡難度較大。四免猾、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對較晚的一種發(fā)泡材料是辕，主要因為傳統(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾。當(dāng)今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品猎提，甚至于發(fā)泡并非是主要目的获三，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形，特別是在托盤忧侧，支架等大型制品的注塑中石窑。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計、精準的加工工藝蚓炬、特殊的螺桿組合及配混工藝研制的可微發(fā)泡改性PA6區(qū)別于普通可微發(fā)泡改性PA材松逊，使其在高表面要求、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢肯夏，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件经宏。

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近年來綜合性能優(yōu)異犀暑、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”，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種烁兰。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)耐亏，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破，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)沪斟。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類广辰。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留主之、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择吊，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，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全槽奕。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑几睛，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)，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)粤攒，而且CO2進入聚合物后會引起熔點所森、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化夯接，可以制備微孔甚至納米泡孔材料焕济。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制钻蹬，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吼蚁，可操作窗口窄凭需。因此问欠，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。為了攻克這一難題粒蜈，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通顺献、中石化北化院、浙江新恒泰枯怖、鎮(zhèn)海煉化等單位注整，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)化度硝、強化和工程化等系列工作肿轨，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。趙玲介紹蕊程，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡椒袍，既可突破結(jié)晶的制約，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型藻茂【允睿基于這一發(fā)泡機制玫恳，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/添加劑优俘。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率京办，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)計帆焕，保證了均勻的壓力場惭婿、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)叶雹。利用上述創(chuàng)新技術(shù)审孽，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制造;新建了4套浑娜、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置佑力，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上筋遭，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)打颤，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元漓滔。此外编饺，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收錄論文响驴。趙玲表示透且，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強，除聚丙烯外豁鲤，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)秽誊，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料琳骡，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾锅论、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域，還可滿足兒童玩具楣号、食品最易、醫(yī)療、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求炫狱。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能藻懒，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域，如新能源汽車動力電池墊片视译、5G通信微波中繼天線罩嬉荆、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等憎亚。

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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP员寇，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微米弄慰，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在蝶锋，MPP具有優(yōu)異的減震陆爽、緩沖、隔熱和吸聲等性能扳缕，可廣泛應(yīng)用于包裝慌闭、交通工具、箱包躯舔、體育器材等領(lǐng)域驴剔，是傳統(tǒng)EVA、PU粥庄、PS發(fā)泡材料丧失、EPE和EPP的替代物。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP惜互，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導(dǎo)入聚丙烯材料基體布讹，并誘導(dǎo)其成核、發(fā)泡训堆，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料描验。發(fā)泡過程清潔無污染，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保坑鱼。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)膘流，因此可回收循環(huán)使用。丙烯（PP）本身是無毒材料鲁沥，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料呼股。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域黍析。也可應(yīng)用于兒童拼圖卖怜、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域屎开，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫阐枣，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物奄抽，其熔點一般150~170℃蔼两。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS逞度、PU發(fā)泡材料额划，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝档泽、高溫保溫等領(lǐng)域俊戳。MPP集增強揖赴、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域抑胎，如汽車燥滑、軌道交通，船舶阿逃，風(fēng)機葉片等铭拧。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫恃锉、PET結(jié)構(gòu)泡沫等搀菩，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用。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)下破托，由于泡孔較小肪跋，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料土砂，更加降低制品重量和體積澎嚣。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材瘟芝，而片材表面不會穿孔易桃，可應(yīng)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锌俱，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板晤郑，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流贸宏，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞造寝。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)吭练。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用诫龙。(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鲫咽，可應(yīng)用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領(lǐng)域签赃。