上海優(yōu)質聚丙烯發(fā)泡價格
發(fā)布時間:2022-10-15 01:20:50上海優(yōu)質聚丙烯發(fā)泡價格
與傳統(tǒng)注塑制品相比涩笤,微孔發(fā)泡注塑制品具有質量更輕嚼吞、翹曲和內部殘余應力更少、尺寸穩(wěn)定性好舱禽、成型周期短等一系列優(yōu)點。目前恩沽,欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術中應用為廣泛的工藝之一誊稚,具有操作簡單、效率高里伯、能夠生產復雜制件,且能耗少协屡,符合節(jié)約材料俏脊,降低成本這一發(fā)展理念,滿足發(fā)泡產品市場化的需求爷贫。然而认然,欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內部泡孔易發(fā)生大量變形,泡孔尺寸分布不均勻漫萄,所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷腾务,制約了其力學性能的提高和外觀視覺毕骡,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用。家復合改性聚合物材料工程技術研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置岩瘦,利用化學欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)启昧,采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點叙凡,改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP密末、發(fā)泡劑(AC)、發(fā)泡助劑[Zn(St)2/ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進行塑化严里。然后打開氣體反壓裝置新啼,在型腔中分別注入固定的GCP為0,0.2刹碾,0.4,0.6教硫,0.8?MPa的氣體叨吮,隨后按照表1的工藝參數注射熔融樹脂進行發(fā)泡,冷卻后瞬矩,取出PP發(fā)泡樣品。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后景用,熔體壓力瞬間達到大值涵叮。隨著GCP從0增加至0.8?MPa,熔體內部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa伞插,注射完成后,隨著氣體的排出媚污,熔體壓力瞬間下降舀瓢,隨著冷卻收縮,熔體壓力逐漸趨于0?MPa耗美。由此可知航缀,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境堰怨。CP對泡孔質量的影響在沒有施加氣體反壓時芥玉,由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率,泡孔發(fā)生流動剪切變形灿巧,導致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大,在流動方向上出現(xiàn)很大的變形揽涮,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象抠藕,泡孔形貌極不規(guī)則,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小幢痘,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)唬格。同時發(fā)現(xiàn)家破,隨著GCP的增大,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小购岗,熔體內部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉變,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大喊积,泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布烹困。當GCP達到0.8?MPa時,皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)乾吻,此時整體泡孔的變形較小。是因為GCP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用绎签,GCP值越大枯饿,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大,泡孔受到熔體的約束力大诡必,泡孔不易發(fā)生變形。GCP對結構參數的影響CP對泡孔結構參數的影響如下圖所示爸舒◇郑可知,在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%扭勉;隨著GCP的增大,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高涂炎,GCP為0.8 MPa時忠聚,升高至26.7%焰盗。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降咒林,從63.7%下降到45.4%熬拒,這說明GCP可以減小泡孔變形層,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍垫竞。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計澎粟,如下圖所示欢瞪,泡孔的平均長度隨著GCP的增加活烙,整體呈現(xiàn)減小的趨勢,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大遣鼓,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小啸盏,由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度骑祟,即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距回懦,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計次企,見圖c怯晕,隨著GCP的增加缸棵,當GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小舟茶,但隨著GCP的進一步增大,泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm堵第。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大吧凉,使得泡孔的成核臨界能壘升高踏志,泡孔的成核速率下降阀捅,泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱,更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長狰贯,因此熔體壓力越大也搓,泡孔直徑越大涵紊。
上海優(yōu)質聚丙烯發(fā)泡價格
隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展傍妒,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摸柄。塑料在汽車上的應用已有近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計和制造水平高低的一個重要標志驱负,塑料飾件的大量應用嗦玖,促進了汽車的減重節(jié)能患雇,提高了汽車的美觀舒適度。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小苛吱、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能器瘪、耐化學藥品腐蝕性翠储、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用援所。近來更是有把汽車內飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢。由于高性能基礎樹脂的開發(fā)生產周期長欣除、投資巨大住拭、技術要求高,且需要高精尖的集成先進綜合技術历帚,所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛、更有效抹缕、更經濟澈蟆、更實用的改性。微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體卓研,制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔睹簇。微發(fā)泡注塑成型技術突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限奏赘,在基本保證制品性能的基礎上,可以明顯減輕重量和成型的周期太惠,大大降低機臺的鎖模力磨淌,并具有內應力和翹曲小、平直度高梁只,沒有縮水,尺寸穩(wěn)定埃脏,成型視窗大等特點搪锣,特別是在生產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發(fā)展的一個重要方向彩掐。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展堵幽,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑狗超,目前其在汽車內飾上的應用也越來越多弹澎,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%努咐,卡車苦蒿、工程機械車占20% ,客車渗稍、商務車占35% 刽肠。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質量很不理想音五,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本羔沙,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用躺涝;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體,化學發(fā)泡劑為氣源扼雏,通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài),注入模腔后氣體在擴散內壓的作用下诗充,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡苍蔬,且其理想的泡孔直徑應 <50μm ,但目前國內行業(yè)實際生產的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm 蝴蜓。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)泡等茎匠,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內外飾件格仲,如車身門板、尾門诵冒、風道等凯肋;擠出微發(fā)泡適用于密封條汽馋、頂棚等侮东;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% 豹芯,較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重悄雅,注射壓力降低約30%~50% 告组,鎖模力降低約20% 煤伟,循環(huán)周期減少10%~15%,同時還能提高汽車的節(jié)能性,較傳統(tǒng)材料可實30%的節(jié)能便锨,并且能改善制品的翹曲變形性围辙,使產品和模具的設計更靈活放案。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能姚建,作為汽車車頂,可降低汽車的質量吱殉,同時其還可用于汽車的內飾件掸冤,有利于汽車的輕量化友雳。福特微發(fā)泡發(fā)動機罩:采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術在零件成型過程中充入氣泡稿湿,形成極為細微的蜂巢狀結構,既節(jié)約了塑材押赊,又減輕了重量饺藤,而且不會影響零件的任何性能。目前已應用車型有:C-MAX涕俗、Grand C-MAX、S-MAX神帅、蒙迪歐和Galaxy等再姑。上所述,聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領域應用廣泛找御,
上海優(yōu)質聚丙烯發(fā)泡價格
近年來綜合性能優(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”萎坷,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種凹联。超臨界二氧化碳(CO2)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,近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術領域取得了實質性突破哆档,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)化和強化技術住闯。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類瓜浸。化學發(fā)泡劑存在化學殘留比原、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插佛,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量窘,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全雇寇。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術作為綠色制造技術,已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術锨侯,而且CO2進入聚合物后會引起熔點嫩海、表面張力和黏度下降囚痴、結晶行為改變等一系列變化叁怪,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結晶聚合物深滚,低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制奕谭,很難制備高發(fā)泡倍率產品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔,可操作窗口窄血柳。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生兆。為了攻克這一難題难捌,趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院皂贩、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位明刷,在合適物料體系婴栽、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辈末,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”三大技術創(chuàng)新愚争。趙玲介紹,在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡轰枝,既可突破結晶的制約,又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸穩(wěn)定成型组去“霸桑基于這一發(fā)泡機制,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)泡專用料从隆,以及能改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率键闺,氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設備體積;同時釜壓發(fā)泡寿烟、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辛燥、溫度場和速度場筛武,實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產缝其。利用上述創(chuàng)新技術,項目團隊建設了2套年產3萬立方米模壓發(fā)泡裝置徘六,實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板制造;新建了4套内边、優(yōu)化改造了3套年產4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置,生產效率提高25%硕噩,成品率提高到99%以上假残,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產炉擅,2016~2018年新增產值3.31億元辉懒、利稅1.09億元。此外谍失,該團隊已獲得授權發(fā)明專利8件眶俩、實用新型專利8件;相關研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文。趙玲表示颠印,超臨界CO2模壓發(fā)泡技術通用性強,除聚丙烯外抹竹,還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產线罕,多種熱塑性聚合物及其復合材料的中試已經完成。采用該技術生產的聚丙烯發(fā)泡專用料窃判,除可應用于汽車零部件和內飾钞楼、緩沖包裝等傳統(tǒng)領域袄琳,還可滿足兒童玩具询件、食品、醫(yī)療唆樊、家居用品等領域對綠色材料的需求宛琅。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能,聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應用于更多的新興領域嘿辟,如新能源汽車動力電池墊片、5G通信微波中繼天線罩片效、高檔汽車音響振膜仓洼、防彈衣背板等。
上海優(yōu)質聚丙烯發(fā)泡價格
央廣網上海9月17日消息(記者唐奇云 通訊員張婷)日常生活中堤舒,當人們購買兒童玩具哺呜、家具用品等塑料制品時舌缤,都會十分在意其材質是否無毒無味、綠色環(huán)保,近年來綜合性能優(yōu)異国撵、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”陵吸,日益受到熱捧,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種壮虫。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。在第22屆工博會高校展區(qū)环础,華東理工大學化工學院教授趙玲領銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項目囚似,聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應用。該項目也是2019年度上海市科技進步獎一等獎項目线得。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實驗裝置(央廣網發(fā) 華東理工大學供圖)鎖定新材料發(fā)展重點領域饶唤,布局綠色制造新技術輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領域贯钩,發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段募狂。隨著航天航空、國防角雷、能源祸穷、交通、包裝勺三、電器、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展檩咱,對具有優(yōu)異機械性能和絕熱揭措、隔音、絕緣刻蚯、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切绊含。聚丙烯作為產量大、增長量快炊汹、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一,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讨便。016年充甚,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業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術”獲準立項,該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝霸褒,開展聚合物輕量化的應用基礎—共性技術—產業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作伴找。據趙玲介紹,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類技矮《队化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點袒炉;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用樊零,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驻襟,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候塑悼、火災危險劲适、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端,超臨界流體厢蒜,特別是超臨界CO2霞势,發(fā)泡聚合物是綠色制造技術,被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術斑鸦,而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降巷屿、結晶行為改變等一系列變化固以,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結晶聚合物嘱巾,低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制憨琳,很難制備高發(fā)泡倍率產品旬昭;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔,可操作窗口窄问拘。因此遍略,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。為了攻克這一難題骤坐,近年來華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通绪杏、中石化北化院、浙江新恒泰纽绍、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系拌夏、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)化腔彰、強化和工程化等系列工作叫编,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)泡專用料霹抛,以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑卷谈;CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率杯拐,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)泡世蔗、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、溫度場和速度場顶滩,成功實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產寸爆。
上海優(yōu)質聚丙烯發(fā)泡價格
聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱仅醇、隔音魔种、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能析二,近年來被廣泛應用在包裝、建 筑节预、汽車等行業(yè)。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降蛤吓,低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結構去扣,所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術難度大愉棱,目前只有少數國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術,因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內外的廣泛關 注奔滑。文中從制備工藝艾岂、發(fā)泡裝備、性能改進朋其、表征方法等方面綜述了近年來國內外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動態(tài)王浴,并對該領域 今后的研究方向進行了展望脆炎。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質輕、抗沖緩震钞啸、 耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性梭稚,與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比絮吵,PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性弧烤,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,可以生產具有復雜幾何結構以及高 維尺寸精度的制品蹬敲。 早實現(xiàn)工業(yè)化生產的珠粒發(fā)泡產品是聚苯乙烯 發(fā)泡珠粒(EPS)粱栖,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)闹究。其中,EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE赏寇,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS价认,此外其耐老化嗅定、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異,是非常環(huán)保的材料渠退,因此 EPP 被廣 泛應用于包裝脐彩、建筑惠奸、汽車等行業(yè),特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速嵌言。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視,本文從 EPP 的生產工藝及穗、裝備摧茴、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)蓬蝶。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猜惋。如 Fig. 1 所示培愁,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,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定续, 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離私股,氣泡開始成核并大量生長倡鲸,穩(wěn)定后經冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒。聚丙烯發(fā)泡珠粒的生產方法 目前工業(yè)化生產 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,反應釜法也是目前應用廣泛的 EPP 的工業(yè)化生 產工藝;另 一 種 是 以 德 國 Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝优床,相對于工藝成熟的反應 釜法而言劝赔,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛胆敞。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着帽,升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內壓力升高,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)泡珠粒移层。根據反應釜 中分散介質的不同,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歉备,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喧笔,所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解书闸,釜內壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中,發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中牌借,所需壓力約2 ~ 6 MPa。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制割按、發(fā)泡倍率高膨报、泡孔結構 好、可二次發(fā)泡现柠,缺點是間歇式生產導致成本較高够吩。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產工藝能夠生產 密度低于 0. 045 g /cm3 周循、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP鱼鼓。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)泡的溫度该编,保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度,繼續(xù)保溫一段時間课竣,打開高壓釜放出分散體 到大氣中嘉赎,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 滌于樟、離心分離后在空氣中靜置老化公条,這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產工藝。改進生產設備的結構也能在一定程度上改善 EPP 的 性 能迂曲。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實驗設備制備了 EPP,該設備在反應釜下端加裝了一個排料口模,卸壓時 PP 通過排料口模進入 收集裝置中关霸,實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融传黄、結晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結果 表明队寇,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少膘掰, 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比,密度降 低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比佳遣,密度增 加识埋。 國內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)零渐,發(fā)泡系統(tǒng)結構分反應釜 與收集釜窒舟,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诵盼。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑辜纲,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拦耐。其工藝改進在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內飽和壓力不變,恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻见剩,其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃杀糯,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 顆粒中苍苞,所以其關鍵控制條件有反應釜的 溫度固翰、壓力以及保壓時間等,適當地延長保壓時間與增 大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解羹呵。目前反應釜法的工 藝已經比較成熟骂际,但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用,探索新的生產工藝條件和生產裝備來降低其成本 是今后研究所需解決的問題冈欢。擠出法: 擠出法生產 EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個水下切粒裝置歉铝,如 Fig. 4 [14]。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經過擠出機均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡凑耻,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)泡珠粒太示。擠出法可連續(xù)生 產香浩、效率高类缤、珠粒尺寸均勻,缺點是生產過程中的工藝 參數難以控制邻吭,此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動餐弱,而當溫度高于熔點后,熔體強度又急劇下降,所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )膏蚓,擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高瓢谢,一般要用改性的熔 體強度較高的 PP,這些缺點限制了擠出法的應用與發(fā) 展降允。 德國 Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產線是目前比較成熟的擠出法生產發(fā)泡珠粒的工藝。 采用丁烷作發(fā)泡劑剧董,高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料幢尚,可以生產發(fā)泡倍率約 60 倍,直徑為3 ~ 5 mm翅楼,密度 為15 ~ 100 kg /m3 的 EPP 尉剩。 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 構毅臊,從 而 改 進 EPP 的 性 能理茎。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)管嬉,得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍皂林,泡孔密度為108 ~ 109 cm - 3 的發(fā) 泡材料蚯撩。實驗表明础倍,納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度胎挎,還 能夠增加氣泡成核點沟启,誘導發(fā)生異相成核,從而得到泡 孔密度犹菇、體積膨脹比都較大的 EPP德迹。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比,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 合揭芍,此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度胳搞,缺點是設備成本較高。Lee [19]等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)沼沈,用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% , 3% 列另,5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP芽腾,研究表 明,擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關系页衙,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 增加摊滔。另外阴绢,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艰躺,但泡孔密度則是先增大后減小呻袭。擠出法生產 EPP 作為連續(xù)、高效的生產工藝腺兴,是 今后 EPP 生產的發(fā)展方向左电。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,此 外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2 的應用也是今后的發(fā) 展方向篓足,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,增加成核密度闰蚕,得到微孔的 發(fā)泡材料栈拖。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,此外其還具有無毒没陡、不易燃涩哟、化學惰性等 優(yōu)點,近年來受到了廣泛的關注盼玄,是替代傳統(tǒng)化 學發(fā)泡劑的選擇贴彼。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 也不同埃儿,例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能锻弓,建筑 材料則需要良好的隔音、隔熱性能,而汽車部件則需要 更好的剛性等暴心,通常需要對 EPP 的性能進行改進來適 應不同的需求妓盲。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產工 藝,二是對 PP 原料進行改性专普。前者主要是通過改進 生產中的工藝流程悯衬、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能,這些手段可以有效地調節(jié) EPP 的結構與 形態(tài)檀夹,有利于得到泡孔直徑更小筋粗、發(fā)泡倍率越大的產 品,但由于對材料本身的改變不大炸渡,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 產品的性能娜亿,PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)、物理共混蚌堵、熔融支化等买决,通過對原料的改 性沛婴,不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度嘁灯、得到 更好的泡孔結構,同時也能有目的地改進 EPP 的力學 性能躲舌,所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向丑婿。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性、改善其緩沖性 能没卸,日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產工藝羹奉。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內的壓力,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办悟,避免了顆粒在管道中粘 結尘奏,此外反應釜內蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹,后者會使顆粒的冷卻速率變緩病蛉,顆粒表面與內 部充分冷卻凝固炫加,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 铺然,發(fā)泡倍率為30 ~ 60俗孝, 閉孔含量為 90% ,泡孔尺寸為150 ~ 300 μm 的 EPP魄健。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 的影響沽瘦,納米碳酸鈣的比表面積大革骨,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 大析恋,泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄良哲。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)來改性聚丙烯助隧, 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP筑凫。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,對比而言并村,HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好巍实,其泡孔的結構尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好。