廣州專業(yè)MPP片材加工價格

新材料研習(xí)社報道库菲，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，輕量志膀、舒適熙宇、綠色、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向溉浙。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量烫止、降低油耗，是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一戳稽。目前馆蠕，汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重、昂貴的金屬構(gòu)件惊奇，“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案互躬，汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計和制造水平的重要標(biāo)志。在當(dāng)前的車用塑料中颂郎，聚丙烯是用量吼渡、使用頻次、增長速度的品種乓序。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長是因為其密度小寺酪、體積輕、設(shè)計空間廣替劈，綠色環(huán)保寄雀、性能優(yōu)異及其制造成本低。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應(yīng)用特點是以塑代鋼陨献，減輕汽車自重盒犹。聚丙烯是一種由丙烯聚合（均聚PP）或丙烯和乙烯共同聚合（共聚PP）而成的無臭、無毒、半透明的聚合物阿趁，其結(jié)構(gòu)式如圖1所示膜蛔。聚丙烯按甲基（-CH3）空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯（Isotactic polypropylene）、無規(guī)聚丙烯（Atactic polypropylene）和間規(guī)聚丙烯（Syndiotactic polypropylene）三種脖阵。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性、耐化學(xué)腐蝕性墅茉、耐熱性命黔、介電性能，以及高強度的機械性能和高頻絕緣性就斤，且不受濕度的影響悍募，聚丙烯的種類及性能如圖2所示。目前洋机，為了進一步改善聚丙烯的性能坠宴，通常采用化學(xué)改性（共聚改性、交聯(lián)改性绷旗、接枝改性喜鼓、添加成核劑等）或物理改性（添加有機或無機助劑等）改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)、晶體構(gòu)型或填充衔肢、共混庄岖、增強等來實現(xiàn)性能優(yōu)化。改性聚丙烯根據(jù)特點和功能可分為長玻纖增強聚丙烯材料角骤、免噴涂聚丙烯材料隅忿、聚丙烯微發(fā)泡材料、高溶體強度聚丙烯邦尊、環(huán)保阻燃聚丙烯材料背桐、抗菌聚丙烯、耐刮擦聚丙烯材料蝉揍，及低氣味链峭、低VOC聚丙烯材料等。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢性能優(yōu)勢聚丙烯在強度疑苫、剛度熏版、硬度、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯捍掺；能夠在100℃的溫度下正常使用撼短，具有良好的尺寸穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性挺勿、較好的力學(xué)性能曲横、較高的耐沖擊性、機械性質(zhì)強韌，化學(xué)穩(wěn)定性良好且不受濕度影響禾嫉。聚丙烯外觀透明而輕灾杰，密度為0.89~0.91 g/cm3，是目前塑料中輕的品種之一熙参。因此艳吠，采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進一步實現(xiàn)重量的降低。另外孽椰，由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢昭娩。保優(yōu)勢聚丙烯為無毒、無味黍匾、無臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物栏渺，屬于環(huán)保材質(zhì)。聚丙烯不僅可回收再利用锐涯，而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子磕诊，在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應(yīng)，使聚丙烯具有降解特性纹腌，大大地降低了白色污染帶來的環(huán)境問題霎终。成本優(yōu)勢聚丙烯的生產(chǎn)原料來源路徑多樣，主要有油壶笼、煤神僵、甲醇、丙烯等覆劈。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長快的一種原料來源方式保礼，如圖3所示。由于我國煤炭資源豐富责语，且煤炭的價格較為穩(wěn)定炮障，煤制備聚丙烯成本浮動小。同時坤候，聚丙烯容易加工成型胁赢，生產(chǎn)工藝簡單，其生產(chǎn)成本遠遠低于現(xiàn)有的其他塑料材料白筹。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應(yīng)用的核心基材智末，但由于聚丙烯的性能缺陷，包括收縮率大徒河、容易產(chǎn)生翹曲變形系馆、低溫易脆斷等，決定其必須通過改性才能滿足車用部件的特殊需求顽照。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求由蘑，優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成闽寡，采用化學(xué)或物理方法來進行改性。長玻纖增強聚丙烯長玻纖增強聚丙烯是采用長度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進行復(fù)合而形成的改性聚丙烯復(fù)合材料尼酿，與普通聚丙烯材料相比爷狈，通過玻璃纖維增強的聚丙烯的機械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高，能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美裳擎。長玻纖增強聚丙烯具有更好的耐熱性能涎永，且成本遠低于ABS塑料；另外句惯，長玻纖增強聚丙烯的高溫耐疲勞強度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍高出10%土辩，同時兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性。普通聚丙烯與長玻纖增強聚丙烯的性能對比如表1所示抢野。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體，通過物理或者化學(xué)的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)各墨。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限指孤，可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期；同時使制品具有內(nèi)應(yīng)力贬堵、翹曲小的特性恃轩，在注塑成型中更平整、筆直和穩(wěn)定黎做；另一方面叉跛，由于微孔的支撐作用，使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異蒸殿，在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復(fù)原始形狀筷厘。低氣味、低VOC聚丙烯低氣味宏所、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個重要方向酥艳，尤其針對處于相對封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料，對聚丙烯提出了綠色爬骤、環(huán)保的要求充石。低氣味、低 VOC 聚丙烯是通過在填料霞玄、加工助劑的選擇骤铃、成型及后處理工藝等各個環(huán)節(jié)上來優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生，從而控制氣味的產(chǎn)生坷剧。

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右惰爬，在國外汽車上達到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%听隐，廣泛應(yīng)用于儀表板补鼻、電機支架、座位板、空調(diào)風(fēng)罩风范、門嵌飾板等內(nèi)外飾咨跌。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上。讓汽車用上更多的塑料部件硼婿，還有很多功課可以開展锌半。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請，前三位為：美國寇漫、日本刊殉、德國。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟州胳、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)记焊，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣栓撞，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell遍膜。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔瓤湘，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)瓢颅。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(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，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一弛说。2018年挽懦，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。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)木人。在高校方面信柿，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請量上占有主要地位，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組虎囚。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機的結(jié)構(gòu)改進角塑，在專利申請方向上側(cè)重于改進螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系。近期淘讥，華東理工大學(xué)化工學(xué)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”項目斬獲上海市科技進步獎一等獎圃伶。北京化工大學(xué)教授、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授楊衛(wèi)民蒲列，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長窒朋、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授趙玲蝗岖，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會”侥猩，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著抵赢，對汽車輕量化提出了更高要求欺劳。特別是在車市持續(xù)萎靡唧取、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向划提。整車廠枫弟、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。汽車輕量化要求更高鹏往，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進一步放大淡诗！在這個領(lǐng)域有哪些新的進展和要求？有哪些新的技術(shù)研發(fā)伊履？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會”開講韩容。

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摘要:長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強的復(fù)合材料，在滿足汽車零部件性能的同時唐瀑，對零部件減重具有明顯貢獻群凶，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀哄辣，詳細介紹了薄壁注塑座掘、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況柔滔，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來萍虽，隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展睛廊，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展。然而杉编，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重超全，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點邓馒，其中嘶朱，使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來也取得了較大進展[1]。運用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)光酣、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法疏遏。在眾多的復(fù)合材料中，長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價格救军、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞财异。與短玻纖增強聚丙烯材料（PP-SGF）相比，PPLGF在強度唱遭、剛度戳寸、翹曲度、耐疲勞拷泽、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢疫鹊，因此袖瞻，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進一步實現(xiàn)重量及成本的降低。1 長玻纖增強聚丙烯材料性能特點長玻纖增強聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種拆吆，即熔融浸漬聋迎、溶液浸漬、粉末浸漬锈拨、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]砌庄，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm～15mm奕枢，其中玻纖的含量可達20%～60%娄昆，粒子中玻纖的保留長度可達1mm～3mm,如圖1所示，相較于玻纖保留長度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料缝彬，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)萌焰，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能谷浅、耐蠕變性能等特點扒俯，更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件。此外一疯，如表1所示撼玄，隨著纖維含量的增加，PP-LGF的性能也隨之提高墩邀。圖1 PP-LGF（左）和PP-SGF（右）中玻纖分布情況Fig. 1 Distribution of glass fiber in PP-LGF (left)and PP-LGF (right)表1 不同玻纖含量PP-LGF材料和PP-SGF材料性能對比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件掌猛，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中眉睹、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板荔茬，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件竹海，同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)慕蔚，因此要求其具有高強度及高剛性，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料斋配，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料孔飒，在滿足相關(guān)性能的同時，可提升儀表板吸能性能许起，同時可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計厚度由3mm～3.5mm降低到1.8mm～2.5mm十偶，從而降低儀表板骨架重量，推動汽車內(nèi)飾輕量化园细。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑惦积、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面猛频，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用狮崩。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄蛛勉，在模具中進行加工的一種成型方法，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比睦柴，PP-LGF材料運用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右诽凌，整體減重可達約25%。該工藝的投入成本較低坦敌，重量優(yōu)勢明顯侣诵。目前，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中狱窘，如吉利杜顺、大眾、上汽蘸炸、福特等均有應(yīng)用躬络，一般選擇PPLGF20材料，設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm搭儒。然而穷当，薄壁注塑工藝也存在兩點問題，首先是該工藝的模具成本較高淹禾，使用薄壁注塑馁菜，成型模具需要采用熱流道設(shè)計，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高铃岔。其次火邓，注塑工藝管控和注塑精度要求高，因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性[3]德撬，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性較差躲胳。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝蜓洪，它是以熱塑性材料為基體，通過將超臨界流體（二氧化碳或氮氣） 溶解到熱熔膠中形成單相溶體坯苹，并保持在高壓力下隆檀，然后，通過開關(guān)式射嘴射進溫度和壓力較低的模具型腔粹湃，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]恐仑，該項技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化为鳄。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短裳仆、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低孤钦、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣歧斟。MuCell工藝使用超臨界流體纯丸，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段静袖，縮短成型周期觉鼻，同時，可使壓力分布均勻队橙，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力坠陈，降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性捐康。另外仇矾，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕，微孔結(jié)構(gòu)擴充吹由，降低材料密度若未，產(chǎn)品重量減輕，較同材質(zhì)實體倾鲫，重量可降低5%～10%粗合。目前，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝乌昔，骨架產(chǎn)品設(shè)計壁厚2.4mm隙疚，相較于實心材料重量降低了10%，此外磕道，長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)供屉。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高，工藝難度大溺蕉，同時相關(guān)研究表明伶丐，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時，產(chǎn)品性能會下降10%左右疯特，基本滿足性能要求哗魂，減重超過8%，機械性能和耐熱老化性能急劇下降漓雅，不能滿足要求录别。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝（core-back）（如圖2所示）邻吞，二者均是在注塑過程中组题，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體抱冷，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)崔列，以降低材料密度，減輕產(chǎn)品重量[6]旺遮。其中峻呕，core-back工藝因使用了二次開模利职，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高瘦癌，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多猪贪，產(chǎn)品的減重比更大。一般來說讯私，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%～8%左右热押，而core-back工藝可高達30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定斤寇。同物理發(fā)泡工藝一樣桶癣，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時，減少產(chǎn)品翹曲變形娘锁，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性牙寞，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前莫秆，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝间雀，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm，重量降低了約40%镊屎，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝惹挟。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴，開模的周期較長缝驳，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高连锯，而且該工藝的技術(shù)難度較高，后期調(diào)試周期較長用狱，產(chǎn)品的綜合成本較高运怖。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯夏伊，減重效果低于薄壁注塑工藝驳规，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝。圖2 二次開模發(fā)泡示意

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生物降解塑料目前已開始應(yīng)用在一次性餐具署海、包裝、農(nóng)業(yè)医男、汽車砸狞、醫(yī)療、紡織等多個領(lǐng)域镀梭，基于行業(yè)發(fā)展趨勢及市場需求刀森，第八元素為客戶提供PLA、PBAT报账、PBS等降解材料研底，點擊以下鏈接埠偿，即可在線采購樣品：系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型，應(yīng)用方向榜晦，性能要求冠蒋。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(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代乾胶，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件抖剿。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(biāo)志识窿，塑料飾件的大量應(yīng)用斩郎，促進了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度喻频。PP以密度小缩宜、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能甥温、耐化學(xué)藥品腐蝕性锻煌、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)用窿侈。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢炼幔。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大史简、技術(shù)要求高乃秀，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圆兵、更有效跺讯、更經(jīng)濟、更實用的改性殉农。延伸性刀脏、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”。是由 PP樹脂超凳、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愈污、碳酸鈣等無機填料的復(fù)合物，其主要用于汽車保險杠的注射成型轮傍，且改性PP保險杠具有成本低暂雹、質(zhì)輕、易涂裝创夜、可循環(huán)使用等優(yōu)點杭跪。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率涧尿，且其抗化學(xué)腐蝕性能強系奉，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，提高材料的模量和熱變形溫度姑廉。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(yīng)用(如在前端模塊缺亮、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點之一庄蹋。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)瞬内。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、剛度限书、韌性虫蝶，以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢倦西。此外能真，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變扰柠。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比粉铐，LG-FPP的密度低，相同部件的質(zhì)量可減輕20%～50%;LGFPP能為設(shè)計人員提供更大的設(shè)計靈活性卤档，可成型形狀復(fù)雜的部件蝙泼、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%)劝枣、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%汤踏，鋁制品的35%～50%)、簡化裝配工序舔腾。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品溪胶，具有強度高、熱膨脹系數(shù)低稳诚、耐高溫哗脖、阻燃性能好、低浮纖扳还、低翹曲才避、低收縮 等特點。

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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱氨距、隔音桑逝、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能，近年來被廣泛應(yīng)用在包裝衔蹲、建筑、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舆驶，低熔體強度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)橱健，所以PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)難度大，目前只有少數(shù)國家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)沙廉，因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注拘荡。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備撬陵、性能改進珊皿、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)，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)輕巨税、抗沖緩震蟋定、耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性草添，與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比驶兜，PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成型性，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远寸，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抄淑。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)，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)驰后。其中肆资，EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS灶芝，此外其耐老化郑原、耐腐蝕性也非常優(yōu)異，是非常環(huán)保的材料监署，因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝颤专、建筑、汽車等行業(yè)钠乏，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速栖秕。鑒于世界各國對EPP材料研究的重視，本文從EPP的生產(chǎn)工藝晓避、裝備簇捍、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)。 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俏拱。如下圖所示暑塑，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(xué)的不穩(wěn)定來形成過飽和體系锅必，這個階段中PP基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分離事格，氣泡開始成核并大量生長惕艳，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:一種是反應(yīng)釜法驹愚，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远搪，相對于工藝成熟的反應(yīng)釜法而言，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛逢捺。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)釜中谁鳍，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使釜內(nèi)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)泡珠粒劫瞳。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同倘潜，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)，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志于，所以為了使發(fā)泡劑更好地溶解涮因，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，發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中恨憎，所需壓力約2～6MPa蕊退。反應(yīng)釜法的優(yōu)點是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高憔恳、泡孔結(jié)構(gòu)好瓤荔、可二次發(fā)泡，缺點是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高钥组。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3输硝、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)釜中程梦，升溫到稍低于發(fā)泡的溫度点把，保溫一段時間后再升溫到發(fā)泡溫度，繼續(xù)保溫一段時間屿附，打開高壓釜放出分散體到大氣中郎逃，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)泡珠粒洗滌挺份、離心分離后在空氣中靜置老化褒翰，這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝。改進生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善EPP的性能匀泊。Hossieny等采用 CO2為發(fā)泡劑用下圖中的實驗設(shè)備制備了 EPP优训，該設(shè)備在反應(yīng)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各聘，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔融揣非、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果表明躲因，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少早敬，增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比忌傻，密度降低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比，密度增加搞监。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)芯勘，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)泡珠粒腺逛。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。丁杰等采用CO2 作發(fā)泡劑衡怀，用下圖中的無水法發(fā)泡裝置制備了小泡孔直徑為 9.55μm棍矛，泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP。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)飽和壓力不變抛杨，恒溫一段時間后再放出珠粒進行冷卻够委，其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃，工藝流程時間約為 2.5 h怖现。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顆粒中茁帽，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的溫度、壓力以及保壓時間等屈嗤，適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時間與增大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解潘拨。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用饶号，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铁追。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，如下圖茫船。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)泡琅束，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。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)算谈、效率高涩禀、珠粒尺寸均勻，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)難以控制然眼，此外由于PP在溫度低于熔點時幾乎不流動艾船，而當(dāng)溫度高于熔點后，熔體強度又急劇下降罪治，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為4℃)丽声，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高，一般要用改性的熔體強度較高的 PP觉义，這些缺點限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展雁社。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝。采用丁烷作發(fā)泡劑晒骇，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原料霉撵，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍磺浙，直徑為3～5mm，密度為15～100kg/m3的EPP徒坡，便由于后期成型蒸汽壓力較大撕氧，而大規(guī)模推廣受到限制。在PP中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度喇完，得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)伦泥，從而改進EPP的性能。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑锦溪，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)不脯，得 到了發(fā)泡倍率為20倍，泡孔密度為108～109cm-3的發(fā)泡材料刻诊。實驗表明防楷，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)泡的工藝難度则涯，還能夠增加氣泡成核點复局，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核，從而得到泡孔密度粟判、體積膨脹比都較大的 EPP亿昏。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，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的溫度档礁，缺點是設(shè)備成本較高龙优。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng)，用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%事秀、3%彤断、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP，研究表明易迹，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系宰衙，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。另外睹欲，隨著CO2 注入量的增加供炼，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窘疮。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)袋哼、高效的生產(chǎn)工藝，是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向闸衫。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涛贯，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，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蔚出，增加成核密度弟翘，得到微孔的發(fā)泡材料虫腋。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)泡劑稀余，此外其還具有無毒悦冀、不易燃、化學(xué)惰性等優(yōu)點睛琳，近年來受到了廣泛的關(guān)注盒蟆，是替代傳統(tǒng)化學(xué)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师骗，對性能的要求也不同茁影，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丧凤、隔熱性能，而汽車部件則需要更好的剛性等步脓，通常需要對EPP的性能進行改進來適 應(yīng)不同的需求愿待。改進EPP性能的方法有2種:一是改進生產(chǎn)工藝，二是對 PP 原料進行改性靴患。前者主要是通過改進生產(chǎn)中的工藝流程仍侥、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(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與形態(tài)鸳君，有利于得到泡孔直徑更小农渊、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品，但由于對材料本身的改變不大或颊，所以對 EPP力學(xué)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)品的性能砸紊，PP 的改性方法主要有化學(xué)交聯(lián)、物理共混囱挑、熔融支化等醉顽，通過對原料的改性，不但能夠提高其熔體強度平挑、降低其發(fā)泡難度游添、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)，同時也能有目的地改進EPP的力學(xué)性能通熄，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向唆涝。為了提高EPP的發(fā)泡倍率與彈性、改善其緩沖性能唇辨，有企業(yè)改進了釜壓生產(chǎn)工藝廊酣。首先在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力，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赏枚，避免了顆粒在管道中粘結(jié)啰扛，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嚎京，后者會使顆粒的冷卻速率變緩，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固隐解，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性鞍帝。此工藝可以制備密度為 0.11～0.30g/cm3 ，發(fā)泡倍率為30～60煞茫，閉孔含量為90% 帕涌，泡孔尺寸為150～300μm的EPP。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法续徽，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響蚓曼，納米碳酸鈣的比表面積大，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用钦扭，從而使 EPP 的泡孔密度增大纫版，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)客情、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯其弊，并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP。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膀斋，對比而言梭伐，HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好仰担。