安徽靠譜PP物理發(fā)泡廠家
發(fā)布時(shí)間:2022-11-08 01:20:54安徽靠譜PP物理發(fā)泡廠家
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)用役衡,因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒(低毒)茵休、絕熱、隔音手蝎、絕緣榕莺、緩沖、輕量化等性能柑船,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(jī)帽撑。隨著國民對(duì)于環(huán)保、綠色鞍时、安全、舒適要求愈加苛刻,對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃逆巍、可(完全)降解及塘、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(diǎn)锐极。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學(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(qiáng)化》項(xiàng)目斬獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)笙僚,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)用灵再,包括新能源汽車動(dòng)力電池墊片等等肋层,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(diǎn)發(fā)泡材料具有較好防震緩沖翎迁、隔音栋猖、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)用隔熱泡沫管材汪榔、汽車減震蒲拉、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)飾材料痴腌,如地板雌团、頂棚、方向盤士聪、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料锦援,這種材料耐候性能較差,易燃且燃燒過程中釋放大量對(duì)人體有害的有毒氣體剥悟。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著灵寺,對(duì)汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡懦胞、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下替久,輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠躏尉、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局蚯根。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動(dòng)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胀糜,而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題颅拦。在暴雨、淺灘教藻、霧霾等極端條件下距帅,為滿足汽車行駛過程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求,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(dòng)力電池上括堤。例如:特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量碌秸、提升安全性绍移,大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個(gè)電芯,可在一定時(shí)間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控讥电。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用蹂窖,大大加速硅膠發(fā)泡材料在動(dòng)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)激烈的情況下恩敌,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)域瞬测,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年纠炮,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(diǎn)課題月趟。日常生活中,當(dāng)人們購買兒童玩具恢口、家具用品等塑料制品時(shí)孝宗,都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保弧蝇,近年來綜合性能優(yōu)異碳褒、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”,日益受到熱捧看疗,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種沙峻。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快两芳、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一摔寨,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(diǎn)與難點(diǎn)。其中怖辆,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)是复。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年,由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)竖螃。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝淑廊,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?zhǔn)健毖邪l(fā)工作。據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹特咆,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類季惩。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留腻格、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)画拾;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用,已逐漸被禁止和限制使用菜职;一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高或價(jià)格昂貴青抛,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候酬核、火災(zāi)危險(xiǎn)蜜另、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端适室,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)蚕钦,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)亭病,而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)鹅很、表面張力和粘度下降嘶居、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促煮。聚丙烯是結(jié)晶聚合物邮屁,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)品菠齿;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔佑吝,可操作窗口窄。因此绳匀,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芋忿。了攻克這一難題,近年來疾棵,團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通戈钢、中石化北化院、浙江新恒泰是尔、鎮(zhèn)海煉化等單位殉了,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)化拟枚、強(qiáng)化和工程化等系列工作薪铜,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(shí)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(dòng)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(jī)制,開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強(qiáng)的CO2溶解擴(kuò)散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料恩溅,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/添加劑隔箍;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(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積脚乡;釜壓發(fā)泡蜒滩、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(jì)保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場每窖,成功實(shí)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)帮掉。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù),項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置窒典,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造蟆炊;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置瀑志,生產(chǎn)效率提高25%涩搓,成品率提高到99%以上污秆;發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn);2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億昧甘,利稅1.09億良拼。隨著應(yīng)用市場快速開拓,2019年共推廣新建了13套裝置充边,市場占有率高和競爭力強(qiáng)庸推。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利8件浇冰;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文贬媒,“國外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為≈庀埃”科技查新表明际乘,模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性漂佩。
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塑料化工研究發(fā)展至今脖含,已合成出上千種高分子材料,其中具有工業(yè)價(jià)值的僅百余種投蝉,塑料常用的樹脂原料90%以上集中在五大通用樹脂(PE养葵、PP、PVC墓拜、PS港柜、ABS),目前再繼續(xù)合成大批新的高分子材料難度很大咳榜,既不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)夏醉。在聚乙烯、聚丙烯塑料改性是目前高分子材料未來發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域涌韩,龍樸君整理了這部分的相關(guān)信息畔柔,供大家參考。深入研究聚合物組成臣樱、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系靶擦,并在此基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)有的塑料進(jìn)行改性,以制造適用的塑料新材料雇毫,已成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑之一玄捕,全球的改性塑料行業(yè)也因此在近年內(nèi)獲得了長足的發(fā)展。關(guān)于改性的基礎(chǔ)知識(shí)在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上棚放,通過物理枚粘、化學(xué)、機(jī)械等方式飘蚯,經(jīng)過填充馍迄、共混福也、增強(qiáng)等加工方法,改善塑料的性能或增加功能攀圈,對(duì)塑料的阻燃性暴凑、強(qiáng)度、抗沖擊性赘来、韌性等機(jī)械性能得到改善和提高现喳,使得塑料能適用在特殊的電、磁撕捍、光拿穴、熱等環(huán)境條件下。從原料樹脂的生產(chǎn)到多種規(guī)格及品種的改性塑料母料的生產(chǎn)忧风,改性技術(shù)廣泛應(yīng)用于幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程中。如塑料的外觀球凰、透明性狮腿、密度、精度呕诉、加工性缘厢、機(jī)械性能、化學(xué)性能甩挫、電磁性能贴硫、耐腐蝕性能、耐老化性伊者、耐磨性英遭、硬度、熱性能亦渗、阻燃性挖诸、阻隔性等方面。為了降低塑料制品的成本法精、改善性能多律、提高功能,都離不開塑料改性技術(shù)搂蜓。如何進(jìn)行聚乙烯的改性狼荞?1、不同密度的聚乙烯的共混改性由于市場上的專用原料較少和供應(yīng)的不平衡帮碰,促進(jìn)了共混改性技術(shù)的發(fā)展相味。根據(jù)不同的吹塑中空制品的性能要求,可以通過調(diào)整低收毫、高密度聚乙烯在配方中的不同比例來滿足要求攻走。一般說來殷勘,小型制品、要求較軟的制品昔搂、盛放化學(xué)藥品玲销、洗滌劑之類的容器,低密度聚乙烯的比例應(yīng)該高些摘符,高密度聚乙烯的比例應(yīng)該低些贤斜。當(dāng)然,并不是所有的低逛裤、高密度聚乙烯都能用于吹塑中空制品瘩绒,應(yīng)該從市場上選擇能用于吹塑的塑料材料,并通過改進(jìn)配方設(shè)計(jì)带族,使制品的性能價(jià)格比達(dá)到優(yōu)锁荔。2、不同分子量的高密度聚乙烯共混改性對(duì)于同為高密度聚乙烯材料來說蝙砌,即使同為可用于吹塑成型的阳堕,可能在密度上相差無幾,但從分子量上來說择克,差別可能較大恬总。樹脂牌號(hào)手冊(cè)上一般對(duì)材料的分子量都沒有標(biāo)出,而從融體指數(shù)上大致可以看出肚邢。在擠出吹塑中空制品時(shí)壹堰,隨著所用吹塑級(jí)的分子量的提高,熔體強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)提高骡湖,同時(shí)制品的機(jī)械性能也會(huì)提高贱纠。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)分子量提高到一定程度后勺鸦,熔體強(qiáng)度和擠出速率反而有下降的趨勢并巍。出現(xiàn)這種情況后,對(duì)制品的正常生產(chǎn)將造成不同程度的負(fù)面影響换途,有時(shí)甚至?xí)l(fā)安全事故懊渡。制品加工時(shí),出現(xiàn)分子量提高军拟,熔體強(qiáng)度和擠出速率下降的情況剃执,這與擠出機(jī)螺桿和進(jìn)料段設(shè)計(jì)有較大的關(guān)系。雖然在設(shè)備上改進(jìn)可以取得較為明顯的效果懈息,但從材料配方上進(jìn)行改進(jìn)更能取得當(dāng)期實(shí)效和減少設(shè)備改造的投資肾档。將不同分子量、不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的聚乙烯按比例共混,對(duì)于改善材料的分子量分布和材料內(nèi)微量添加劑元素的分布大有好處怒见。將它用于擠出吹塑, 往往容易收到較好的效果俗慈。從制品的化學(xué)性能,機(jī)械性能及生產(chǎn)中的各項(xiàng)工藝性出發(fā)遣耍,可以比較自由的設(shè)計(jì)出各種不同的配方闺阱,來滿足各種不同的要求,往往還可達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的舵变。3酣溃、不同品種塑料的共混改性在工廠的現(xiàn)場生產(chǎn)當(dāng)中,往往由于種種原因的限制纪隙,還會(huì)有許多不同的要求赊豌。比如說采用一些分子量較低的材料來代替分子量較高的塑料原料,不但是市場供應(yīng)狀況的限制绵咱,還有可能是制造成本的要求碘饼,比如,在HDPE中加人一定量的PP麸拄,就能有效的改善的剛性派昧,而且不會(huì)影響的沖擊強(qiáng)度。加入的比例需要根據(jù)產(chǎn)品的要求來確定拢切。4、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù)在加工塑料制品時(shí)秆吵,適當(dāng)?shù)募尤敫鞣N不同的填充劑淮椰,不但可以提高塑料制品的剛度和硬度,同時(shí)也可以大幅度的降低原料成本纳寂。單就降低成本這點(diǎn)出發(fā)主穗,對(duì)許多附加值低的產(chǎn)品來說,就值得作深入的研究毙芜。就近幾年來塑料制品加工廠填充改性的情況來看忽媒,技術(shù)層次普遍較低。
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與傳統(tǒng)注塑制品相比腋粥,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕晦雨、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好隘冲、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)闹瞧。目前,欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一展辞,具有操作簡單奥邮、效率高、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件,且能耗少洽腺,符合節(jié)約材料脚粟,降低成本這一發(fā)展理念,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求蘸朋。然而核无,欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形,泡孔尺寸分布不均勻度液,所得制品表面存在大量的氣痕厕宗、銀紋等缺陷,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺堕担,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用已慢。國家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置,利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對(duì)微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響霹购。研究發(fā)現(xiàn)佑惠,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(diǎn),改善了泡孔的形態(tài)齐疙。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP膜楷、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(jìn)行塑化贞奋。然后打開氣體反壓裝置赌厅,在型腔中分別注入固定的GCP為0,0.2轿塔,0.4特愿,0.6,0.8 MPa的氣體勾缭,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡揍障,冷卻后,取出PP發(fā)泡樣品俩由。GCP對(duì)充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后毒嫡,熔體壓力瞬間達(dá)到值。隨著GCP從0增加至0.8 MPa幻梯,熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa兜畸,注射完成后,隨著氣體的排出礼旅,熔體壓力瞬間下降膳叨,隨著冷卻收縮,熔體壓力逐漸趨于0 MPa痘系。由此可知菲嘴,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。 GCP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時(shí)龄坪,由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率昭雌,泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形,導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大健田,在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形烛卧,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象,泡孔形貌極不規(guī)則妓局,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小总放,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)好爬,隨著GCP的增大局雄,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小,熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變存炮,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大炬搭,泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時(shí)穆桂,皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)宫盔,此時(shí)整體泡孔的變形較小。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動(dòng)剪切作用享完,GCP值越大灼芭,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般又,泡孔不易發(fā)生變形姿鸿。GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示〉乖矗可知,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(gè)樣品厚度的10.9%句狼;隨著GCP的增大笋熬,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高,GCP為0.8 MPa時(shí)腻菇,升高至26.7%胳螟。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,從63.7%下降到45.4%筹吐,這說明GCP可以減小泡孔變形層糖耸,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)丘薛,如下圖所示嘉竟,泡孔的平均長度隨著GCP的增加,整體呈現(xiàn)減小的趨勢,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大舍扰,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小倦蚪,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,即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距边苹,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小陵且。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì),見圖c个束,隨著GCP的增加慕购,當(dāng)GCP為0.2 MPa時(shí)泡孔直徑略有減小,但隨著GCP的進(jìn)一步增大茬底,泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm沪悲。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大,使得泡孔的成核臨界能壘升高桩警,泡孔的成核速率下降可训,泡孔在充模過程中受到流動(dòng)場的影響減弱,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長捶枢,因此熔體壓力越大握截,泡孔直徑越大。GCP提高了充模時(shí)的熔體壓力烂叔,有效地降低了泡孔的變形谨胞,且隨著GCP的升高,泡孔直徑增大蒜鸡,泡孔密度下降胯努,發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa逢防,熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa叶沛,使充模過程中受流動(dòng)影響的泡孔數(shù)減小,減小了泡孔受到的流動(dòng)剪切力忘朝。隨著GCP的增大灰署,泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%,變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304局嘁,泡孔的平均長度增大溉箕。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌,減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動(dòng)時(shí)的阻力悦昵,提高了注塑充模階段的熔體壓力肴茄,使得臨界成核點(diǎn)后移,泡孔的成核長大在充模后進(jìn)行但指,進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌寡痰。
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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展抗楔,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氓癌。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史谓谦,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志,塑料飾件的大量應(yīng)用贪婉,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能反粥,提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小疲迂、性價(jià)比高才顿、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性尤蒿、剛性郑气、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。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢腰池。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長尾组、投資巨大、技術(shù)要求高示弓,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)讳侨,所以現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效奏属、更經(jīng)濟(jì)跨跨、更實(shí)用的改性。丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體囱皿,制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔勇婴。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限,在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上嘱腥,可以明顯減輕重量和成型的周期耕渴,大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力,并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小齿兔、平直度高萨螺,沒有縮水,尺寸穩(wěn)定愧驱,成型視窗大等特點(diǎn),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(dú)具優(yōu)勢椭盏,成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向组砚。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)展掏颊,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑糟红,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多艾帐,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%,卡車盆偿、工程機(jī)械車占20% 柒爸,客車、商務(wù)車占35% 事扭。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料捎稚。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想,僅適合于需要表面覆皮的高端車求橄,不僅增加了制造成本今野,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體罐农,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源条霜,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(kuò)散內(nèi)壓的作用下涵亏,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡宰睡,且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ,但目前國內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80~350μm 气筋。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡拆内、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件裆悄,如車身門板矛纹、尾門、風(fēng)道等光稼;擠出微發(fā)泡適用于密封條或南、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等艾君。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%~20% 采够,較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)高50%的減重,注射壓力降低約30%~50% 冰垄,鎖模力降低約20% 蹬癌,循環(huán)周期減少10%~15%,同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性虹茶,較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)高30%的節(jié)能逝薪,并且能改善制品的翹曲變形性,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活蝴罪。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能董济,作為汽車車頂,可降低汽車的質(zhì)量要门,同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件虏肾,有利于汽車的輕量化廓啊。動(dòng)機(jī)罩福特微發(fā)泡發(fā)動(dòng)機(jī)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,形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)封豪,既節(jié)約了塑材谴轮,又減輕了重量,而且不會(huì)影響零件的任何性能吹埠。目前已應(yīng)用車型有:C-MAX第步、Grand C-MAX、S-MAX藻雌、蒙迪歐和Galaxy等雌续。綜上所述,聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛胯杭,但需要注意:. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗(yàn)證的技術(shù)驯杜、有廣范的市場、但在中國應(yīng)用尚新做个。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鸽心、更省料的產(chǎn)品設(shè)計(jì))。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機(jī)——高端應(yīng)用和節(jié)省成本居暖。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顽频。
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發(fā)泡材料品種眾多,大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料太闺。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料糯景、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料省骂,也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料蟀淮。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一钞澳、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型怠惶,所以對(duì)模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后轧粟,被冠以“M”策治,定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP兰吟,幾乎是我國獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP通惫。其制造工藝是以壓機(jī)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)的不同混蔼,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)泡劑讽膏,而是采用超臨界CO2,因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍拄丰,且非常環(huán)保府树。具體的制造方法是,先采用混煉料按、壓延奄侠、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(jī)中的模具中载矿,合上模具垄潮。加熱壓機(jī)的上下模板,將PP板材的溫度上升至PP的熔點(diǎn)附近闷盔,與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2弯洗,在充分浸漬PP板材后,將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度逢勾,迅速釋放壓機(jī)的壓力牡整,讓PP板材充分發(fā)泡并降溫,即得到MPP發(fā)泡板材溺拱。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點(diǎn)在于:在固體形態(tài)下浸漬;對(duì)PP熔體強(qiáng)度要求較低;發(fā)泡過程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細(xì)逃贝、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會(huì)燃燒。但不足點(diǎn)也是比較明確的迫摔,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(jī)進(jìn)行生產(chǎn)沐扳,不僅不連續(xù),且效率較低句占,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沪摄。二、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝纱烘,即在高壓釜中杨拐,在一定時(shí)間內(nèi),通過高壓將物理發(fā)泡劑在預(yù)定溫度下浸漬進(jìn)入基體樹脂的細(xì)小粒料之中凹炸,然后冷卻體系溫度至室溫戏阅,即得到可發(fā)性珠粒。使用時(shí)啤它,先在一定的發(fā)泡溫度下奕筐,利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下,得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒变骡。在制備制品時(shí)离赫,將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱、減壓塌碌,使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合渊胸,形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料,即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型台妆。由于都是采用物理發(fā)泡劑翎猛,因而發(fā)泡倍率較大胖翰。三、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(jī)的不同位置切厘,高壓下在擠出機(jī)中熔融形成均勻的溶液萨咳,然后在口模處突然泄壓、發(fā)泡疫稿、冷卻培他,制成板材、片材甚至管材等遗座。在擠出發(fā)泡過程中舀凛,發(fā)泡劑在高壓狀況下必須與塑料形成均勻的溶液,并在口模處瞬間泄壓途蒋、發(fā)泡猛遍、冷卻、形成發(fā)泡材料碎绎,不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力螃壤,故而對(duì)塑料的熔體強(qiáng)度要求很高,特別需要熔體在拉伸過程中具有較強(qiáng)的應(yīng)變硬化的性能筋帖,因此發(fā)泡難度較大奸晴。四、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對(duì)較晚的一種發(fā)泡材料日麸,主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾寄啼。當(dāng)今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品,甚至于發(fā)泡并非是主要目的代箭,而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形,特別是在托盤嗡综,支架等大型制品的注塑中乙帮。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)的加工工藝极景、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材察净,使其在高表面要求、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢盼樟,使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件氢卡。
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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音晨缴、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能译秦,近年來被廣泛應(yīng)用在包裝、建筑、汽車等行業(yè)筑悴。PP在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降们拙,低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu),所以PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)難度大阁吝,目前只有少數(shù)國家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)睛竣,因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。文中從制備工藝求摇、發(fā)泡裝備、性能改進(jìn)殊者、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(dòng)態(tài),并對(duì)該領(lǐng)域今后的研究方向進(jìn)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)輕摔刁、抗沖緩震海蔽、耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性党窜,與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比,PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成型性矾削,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豁护。早實(shí)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)哼凯,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中楚里,EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS班缎,此外其耐老化、耐腐蝕性也非常優(yōu)異虱疏,是非常環(huán)保的材料苏携,因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝、建筑、汽車等行業(yè)装蓬,特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速著拭。鑒于世界各國對(duì)EPP材料研究的重視,本文從EPP的生產(chǎn)工藝牍帚、裝備儡遮、性能改進(jìn)以及表征手段等方面介紹了近年來EPP的研究進(jìn)展與動(dòng)態(tài)。 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機(jī)理 PP 珠粒發(fā)泡的機(jī)理為過飽和氣體法暗赶。如下圖所示鄙币,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蹂随,這個(gè)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绩衷,穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒激率。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乒躺,相對(duì)于工藝成熟的反應(yīng)釜法而言,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛宪肖。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,升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使釜內(nèi)壓力升高健爬,在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時(shí)間后打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒控乾。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同,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)娜遵,PP顆粒會(huì)堆積在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個(gè)顆粒中,所以為了使發(fā)泡劑更好地溶解慨仿,釜內(nèi)壓力一般需要在10MPa以上;后者是先將PP顆粒分散在水中镰吆,發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中跑慕,所需壓力約2~6MPa摧找。反應(yīng)釜法的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高牢硅、泡孔結(jié)構(gòu)好蹬耘、可二次發(fā)泡,缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高减余。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3位岔、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)釜中妙黍,升溫到稍低于發(fā)泡的溫度瞧剖,保溫一段時(shí)間后再升溫到發(fā)泡溫度抓于,繼續(xù)保溫一段時(shí)間浇借,打開高壓釜放出分散體到大氣中捉撮,放出物料的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫Ρ3衷诜懦鑫锪锨暗膲毫Α:髮⒌玫降陌l(fā)泡珠粒洗滌妇垢、離心分離后在空氣中靜置老化巾遭,這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝闯估。改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善EPP的性能涨薪。Hossieny等采用 CO2為發(fā)泡劑用下圖中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備了 EPP刚夺,該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模,卸壓時(shí)PP通過排料口模進(jìn)入收集裝置中创橄,實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔融、結(jié)晶行為以及口模長度對(duì)發(fā)泡倍率的影響莽红。結(jié)果表明妥畏,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少,增加飽和壓力會(huì)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(huì)減小其體積膨脹比咖熟,密度增加馍管。國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)确沸,發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜與收集釜罗捎,資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8~60倍的發(fā)泡珠粒桨菜。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(shí)間也是研究的重點(diǎn)方向豁状。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倒得,泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP泻红。其工藝改進(jìn)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(shí)間后再放出珠粒進(jìn)行冷卻谊路,其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃缠劝,工藝流程時(shí)間約為 2.5 h惨恭。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顆粒中喉恋,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(shí)間等琴昆,適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時(shí)間與增大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解氓鄙。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) 用抖拦,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态罪。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(gè)水下切粒裝置复颈,如下圖。PP顆粒與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機(jī)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)泡珠粒衅谷。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)、效率高在验、珠粒尺寸均勻肢执,缺點(diǎn)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(diǎn)時(shí)幾乎不流動(dòng)译红,而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后,熔體強(qiáng)度又急劇下降兴溜,所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為4℃)侦厚,擠 出法對(duì) PP 的熔體強(qiáng)度要求較高,一般要用改性的熔體強(qiáng)度較高的 PP拙徽,這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展刨沦。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)泡劑膘怕,高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原料想诅,可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍,直徑為3~5mm岛心,密度為15~100kg/m3的EPP来破,便由于后期成型蒸汽壓力較大,而大規(guī)模推廣受到限制忘古。在PP中加入無機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度徘禁,得到更好的泡孔結(jié)構(gòu),從而改進(jìn)EPP的性能髓堪。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑送朱,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)娘荡,得 到了發(fā)泡倍率為20倍,泡孔密度為108~109cm-3的發(fā)泡材料驶沼。實(shí)驗(yàn)表明炮沐,納米粘土的加入不但能夠顯著改善LPP的熔體強(qiáng)度,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度回怜,還能夠增加氣泡成核點(diǎn)大年,誘導(dǎo)發(fā)生異相成核,從而得到泡孔密度鹉戚、體積膨脹比都較大的 EPP鲜戒。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抹凳,缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高遏餐。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%赢底、3%失都、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP,研究表明幸冻,擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系粹庞,此外終的泡孔密度與發(fā)泡倍率會(huì)隨著釋壓速率的增大而增加。另外洽损,隨著CO2 注入量的增加庞溜,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碑定。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)流码、高效的生產(chǎn)工藝,是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向延刘。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(qiáng)度的PP漫试,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(shí)間碘赖,增加成核密度驾荣,得到微孔的發(fā)泡材料。其中超臨界CO2的實(shí)現(xiàn)條件(tc=30.98℃普泡,pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑播掷,此外其還具有無毒、不易燃撼班、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)叮趴,近年來受到了廣泛的關(guān)注,是替代傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)泡劑的選擇权烧。丙烯發(fā)泡珠粒改性 PP 泡沫材料由于使用場合的不同眯亦,對(duì)性能的要求也不同伤溉,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妻率、隔熱性能乱顾,而汽車部件則需要更好的剛性等,通常需要對(duì)EPP的性能進(jìn)行改進(jìn)來適 應(yīng)不同的需求宫静。改進(jìn)EPP性能的方法有2種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工藝走净,二是對(duì) PP 原料進(jìn)行改性。前者主要是通過改進(jìn)生產(chǎn)中的工藝流程孤里、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進(jìn) EPP 的性能伏伯,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捌袜、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品说搅,但由于對(duì)材料本身的改變不大,所以對(duì) 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(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能虏等,PP 的改性方法主要有化學(xué)交聯(lián)弄唧、物理共混、熔融支化等霍衫,通過對(duì)原料的改性候引,不但能夠提高其熔體強(qiáng)度、降低其發(fā)泡難度敦跌、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)澄干,同時(shí)也能有目的地改進(jìn)EPP的力學(xué)性能,所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向柠傍。為了提高EPP的發(fā)泡倍率與彈性麸俘、改善其緩沖性能,有企業(yè)改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝携兵。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(shí)使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加搂誉,避免了顆粒在管道中粘結(jié)徐紧,此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進(jìn)一步膨脹,后者會(huì)使顆粒的冷卻速率變緩炭懊,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固并级,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 侮腹,發(fā)泡倍率為30~60嘲碧,閉孔含量為90% ,泡孔尺寸為150~300μm的EPP父阻。將 PP 與無機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法愈涩,丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對(duì) EPP 的影響望抽,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履婉,從而使 EPP 的泡孔密度增大煤篙,泡孔直徑減小;但同時(shí)也會(huì)使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)毁腿、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯辑奈,并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP。實(shí)驗(yàn) 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(qiáng)線性聚丙烯的熔體強(qiáng)度已烤,對(duì)比而言鸠窗,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)泡倍率都較好胯究。