嘉興專業(yè)PP物理發(fā)泡廠家

系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型挎塌，應(yīng)用方向勃蜘，性能要求。車用PP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代眶俩，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件颠印。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史止潮，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喇闸，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進了汽車的減重節(jié)能刻蟹，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小介陶、性價比高哺呜、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性玻墅、剛性澳厢、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)用剩拢。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢徐伐。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長角雷、投資巨大勺三、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)刻蚯，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛、更有效逃顶、更經(jīng)濟霸褒、更實用的改性。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性殊轴、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樹脂孽文、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芋哭、碳酸鈣等無機填料的復(fù)合物厢蒜，其主要用于汽車保險杠的注射成型愕贡，且改性PP保險杠具有成本低固以、質(zhì)輕墩虹、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點憨琳【龋滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率下愈，且其抗化學(xué)腐蝕性能強，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能蕾久，提高材料的模量和熱變形溫度腔彰。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(如在前端模塊叫编、儀表板骨架搓逾、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點之一。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)端逼。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顶滩、剛度盐欺、韌性赁豆，以及尺寸穩(wěn)定性好魔种、翹曲度低等優(yōu)勢安拟。此外去扣，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能奔滑，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變脆炎。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比梅猿，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)計靈活性秒裕，可成型形狀復(fù)雜的部件袱蚓、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%)几蜻、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%喇潘，鋁制品的35%～50%)、簡化裝配工序梭稚。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品颖低，具有強度高、熱膨脹系數(shù)低弧烤、耐高溫忱屑、阻燃性能好、低浮纖、低翹曲莺戒、低收縮 等特點粱栖。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)脏毯，其具有質(zhì)輕、耐熱幔崖、耐高溫等優(yōu)點食店。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赏寇，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多吉嫩，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車嗅定、工程機械車占20% 自娩，客車、商務(wù)車占35%渠退。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料忙迁，因為普通微發(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碎乃，不僅增加了制造成本姊扔，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，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源梅誓，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)恰梢，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡梗掰，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 嵌言，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 。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡及穗、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等摧茴，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板拥坛、尾門蓬蝶、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等猜惋。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 丸氛，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 著摔，鎖模力降低約20% 缓窜，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)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能禾锤，并且能改善制品的翹曲變形性私股，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活。在一些部件中恩掷，如汽車風(fēng)管倡鲸、風(fēng)道，還可實現(xiàn)隔熱黄娘、降噪的效果峭状，減少后道工序的成本。 密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能逼争，作為汽車車頂优床，可降低汽車的質(zhì)量，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件誓焦，有利于汽車的輕量化胆敞。耐刮擦PP相對于工程塑料來說，PP杂伟、橡膠改性PP移层、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收、質(zhì)輕赫粥、成本低的優(yōu)勢幽钢，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差傅是，而這一性能卻是儀表板匪燕、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能，也是汽車外部應(yīng)用部件喧笔、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一帽驯，而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料，同時還有利于涂色书闸，因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要尼变。通過添加涂層、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能浆劲，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料嫌术。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料，因其可塑性強牌借、質(zhì)輕度气、回收再利用率高等特性，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛膨报，無論是內(nèi)飾件磷籍、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件适荣，都越來越多地用到了塑料。我國汽車保有量達到1.75億輛院领，對應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要弛矛，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場，是一個前景廣闊的領(lǐng)域比然，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐丈氓。

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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)强法，其中凝膠含量約為10%扒寄，且凝膠的交聯(lián)點之間平均相對分子質(zhì)量達到3.0×105。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比拟烫，具有相近的剪切黏度和熔體流動速率，但熔體彈性明顯增加迄本，且有應(yīng)變硬化行為硕淑，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此嘉赎，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能置媳。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑，在不加入成核劑的條件下公条，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料拇囊。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此靶橱，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度寥袭，使氣泡核增長時泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量关霸，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)传黄，引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能队寇，但是會引起線型聚丙烯成核速率降低膘掰，在制備高泡孔密度的泡沫時，必須加入納米成核劑佳遣。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時识埋，在沒有使用成核劑的條件下，均得到了高泡孔密度的泡沫材料零渐。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能窒舟，但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升，引起加工困難诵盼，并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用辜纲，應(yīng)用上受到限制笨觅。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下耕腾，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度见剩，并改善聚烯烴發(fā)泡性能。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性扫俺，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)苍苞，并且對形成的微交聯(lián)進行了表征，同時測試了改性聚丙烯的流變行為狼纬。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進行了評價羹呵。聚丙烯微孔發(fā)泡實驗部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5疗琉，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500冈欢，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%，苯乙烯(St):純度99%:上河颍化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%凑耻，上海凌峰試劑廠。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機Haake Ｒheocord90型:Thermo Scientific公司(德國);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV柠贤，日本電子公司(日本)香浩。1.2 實驗過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進行:稱取PP粒料100.0g臼勉、不飽和聚酯2.5g邻吭、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g，混合宴霸，加入密煉機中囱晴，170℃，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下瓢谢，熔融反應(yīng)6.0min速缆。然后停止攪拌，在氮氣氣氛下170℃熱處理15min恩闻。反應(yīng)過程大致如Fig.2艺糜。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后，放入5gPP樣品幢尚。關(guān)閉高壓釜破停，充入CO2使釜內(nèi)壓力達到6MPa。高壓釜在油浴中升溫至170℃尉剩，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)真慢。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa，保持30min后理茎，迅速打開閥門泄壓黑界，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品管嬉。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加朗鸠。為了比較2種PP剪切黏度的變化蚯撩，通過Cross方程對兩曲線進行擬合。從Tab.1中可以看到烛占，交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加胎挎，且熔體指數(shù)略有下降，這主要是因為微交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點間的平均相對分子質(zhì)量達到了3.0×105忆家，遠高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)犹菇。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得熔體松弛時間和熔體彈性增加芽卿，所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍揭芍。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46，剪切變稀行為有所減弱卸例。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論称杨，在末端低頻率區(qū)域，只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻币厕，所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示，改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍芽腾，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87旦装，改性后PP的熔體彈性明顯增強。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感摊滔。Fig.4(B)顯示阴绢，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升，而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩艰躺。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小呻袭，熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明腺兴，在臨界凝膠點左电，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)页响。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系篓足，鄭強等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，并認為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生闰蚕。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時栈拖，由于法向應(yīng)力差的的作用，呈現(xiàn)彈性行為没陡。通過比較法向應(yīng)力差涩哟，可知聚合物熔體彈性的大小索赏。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變。由Fig.5可以看到贴彼，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高潜腻，熔體彈性增強。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時锻弓，2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線砾赔，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線。由于拉伸應(yīng)變速率較大青灼，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂暴心，且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為杂拨，瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線专普，大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍，達到5.6×105Pa·s弹沽。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因檀夹。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑策橘，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能炸渡。工藝條件為溫度170℃、壓力15MPa丽已。從Fig.7A中可以看到蚌堵，純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)沛婴。說明純PP的熔體強度不夠吼畏，無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應(yīng)力，在泡孔沒有進入固化和定型階段時嘁灯，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂泻蚊。Fig.7B中顯示，改性PP發(fā)泡后丑婿，可以看到細密的氣泡孔布滿整個橫截面性雄，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2羹奉。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右毅贮，泡孔密度達到1.1×109cm－3。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為尘奏，不僅增加了PP的熔體強度滩褥，同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時，熔體形變變得均勻炫加，使得熔體不容易斷裂瑰煎，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善铺然。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率，具體原因尚需更多的研究酒甸。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進行了熔融接枝改性魄健，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時插勤，沒有使剪切黏度劇烈增加沽瘦，使得在改善發(fā)泡性能的同時，保持了聚丙烯的加工性能农尖。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡析恋，在不加入任何成核劑的條件下，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍盛卡，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料助隧。

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微發(fā)泡注塑，聚丙烯/橡膠/滑石粉復(fù)合材料滑沧，增強增韌聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯作為一種經(jīng)濟高效的熱塑性聚合物并村，具有材料成本低、抗腐蝕性好滓技、比強度高和易于成型加工等優(yōu)點哩牍，已廣泛應(yīng)用于包裝工程、紡織令漂、電子產(chǎn)品以及汽車工業(yè)膝昆。以汽車工業(yè)為例，聚丙烯的年均用量高達255.6百萬噸洗显，研究表明汽車每減重10%就可以將燃料的利用率提高至少6%外潜。因此原环，近年來為了節(jié)省材料和能源挠唆、減少環(huán)境污染進而實現(xiàn)經(jīng)濟社會的健康可持續(xù)發(fā)展，塑料制品的輕量化問題引起了廣大學(xué)者的研究興趣嘱吗，而其中發(fā)泡注塑成型工藝被視為是一種非常有前途的輕量化實現(xiàn)方式玄组。然而，由于聚丙烯的熔體強度低谒麦，導(dǎo)致其發(fā)泡能力非常差俄讹，常規(guī)微發(fā)泡注塑聚丙烯產(chǎn)品存在泡孔尺寸大且分布極其不均勻，嚴重降低了其力學(xué)性能绕德，尤其是沖擊力學(xué)性能患膛。針對上述問題，山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王桂龍和合作者提出了一種利用橡膠和滑石粉的耦合作用改性聚丙烯的新途徑耻蛇，顯著提高了聚丙烯熔體強度和促進了結(jié)晶踪蹬，進而改善了聚丙烯的發(fā)泡能力胞此，終通過微發(fā)泡注塑制備了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的微孔聚丙烯制品。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展跃捣，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代漱牵，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史疚漆，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酣胀，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進了汽車的減重節(jié)能娶聘，提高了汽車的美觀舒適度闻镶。P以密度小、性價比高趴荸、具有優(yōu)異的耐熱性能儒溉、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性发钝、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)用顿涣。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。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長酝豪、投資巨大涛碑、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)孵淘，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛蒲障、更有效、更經(jīng)濟瘫证、更實用的改性揉阎。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，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔背捌。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限毙籽，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上，可以明顯減輕重量和成型的周期毡庆，大大降低機臺的鎖模力坑赡，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小、平直度高么抗，沒有縮水毅否，尺寸穩(wěn)定，成型視窗大等特點蝇刀，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)勢螟加，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。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)展捆探，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑甸昏，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%徐许，卡車施蜜、工程機械車占20% ，客車雌隅、商務(wù)車占35% 翻默。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)量很不理想恰起，僅適合于需要表面覆皮的高端車修械，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)用检盼；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體肯污，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)吨枉，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下蹦渣，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 貌亭，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 柬唯。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)泡等圃庭，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件锄奢，如車身門板、尾門剧腻、風(fēng)道等拘央；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等书在；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等灰伟。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)高50%的減重蕊温，注射壓力降低約30%～50% 袱箱，鎖模力降低約20% 遏乔，循環(huán)周期減少10%～15%义矛，同時還能提高汽車的節(jié)能性，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)高30%的節(jié)能盟萨，并且能改善制品的翹曲變形性凉翻，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能捻激，作為汽車車頂制轰，可降低汽車的質(zhì)量前计，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化垃杖。

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年來綜合性能優(yōu)異男杈、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调俘。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)伶棒，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)彩库。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類肤无。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留骇钦、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宛渐，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眯搭。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑窥翩，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)鳞仙，而且CO2進入聚合物后會引起熔點鳍烁、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化繁扎，可以制備微孔甚至納米泡孔材料幔荒。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制梳玫，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爹梁，可操作窗口窄。因提澎，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姚垃。為了攻克這一難題，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通盼忌、中石化北化院积糯、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位谦纱，在合適物料體系看成、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跨嘉，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)新川慌。趙玲介紹，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約梦重，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型兑燥。基于這一發(fā)泡機制琴拧，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)泡專用料降瞳，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。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率蚓胸，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)泡力崇、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赢织、溫度場和速度場亮靴，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)于置，項目團隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置茧吊，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置八毯，生產(chǎn)效率提高25%搓侄，成品率提高到99%以上，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)话速，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元讶踪、利稅1.09億元。此外泊交，該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件乳讥、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。趙玲表示廓俭，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強云石，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)研乒，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成汹忠。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)飾雹熬、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域宽菜，還可滿足兒童玩具、食品竿报、醫(yī)療铅乡、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仰楚，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域隆判，如新能源汽車動力電池墊片、5G通信微波中繼天線罩僧界、高檔汽車音響振膜侨嘀、防彈衣背板等。

嘉興專業(yè)PP物理發(fā)泡廠家

摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能捂襟，PP屬于結(jié)晶型聚合物咬腕，在溫度低于熔點時，存在結(jié)晶區(qū)葬荷，相態(tài)為固態(tài)涨共，難以發(fā)泡；而溫度達到熔點時宠漩，熔體強度急劇下降举反，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂。目前扒吁，關(guān)于超臨界二氧化碳制備PP微孔發(fā)泡材料的研究主要聚焦于改善PP的發(fā)泡行為火鼻，通過添加納米顆粒或聚合物來調(diào)控PP的結(jié)晶方式雕崩，采用直接合成魁索、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強度，以及改進發(fā)泡方法來獲得PP微孔發(fā)泡材料盼铁。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有良好的力學(xué)性能粗蔚、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料饶火，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS）鹏控，耐熱溫度130 ℃，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃肤寝；此外牧挣，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好，即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀醒陆。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居瀑构、包裝、交通刨摩、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場需求寺晌。超臨界二氧化碳由于無毒、價廉澡刹、不易燃以及在聚合物中相對高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑呻征，因此，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注罢浇。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為陆赋、提高其熔體強度沐祷、改進發(fā)泡方法等方面綜述了近年來用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進展。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物攒岛，在進行固態(tài)發(fā)泡時赖临，由于晶區(qū)的存在，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴散灾锯，因此溶解度低兢榨；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響顺饮，無法得到泡孔均一的發(fā)泡材料吵聪。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)，在高結(jié)晶度聚合物中無法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)兼雄，而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到吟逝。.2 晶區(qū)尺寸結(jié)晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物，是因為其晶區(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低赦肋，有利于泡孔成核澎办。一般而言，晶區(qū)面積小金砍，結(jié)晶密度大可以促進泡孔成核并減小泡孔尺寸局蚀；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核，甚至導(dǎo)致無法發(fā)泡恕稠。張純等研究PP微孔發(fā)泡時發(fā)現(xiàn)琅绅，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核、長大和定型鹅巍。1.3 熔體強度當(dāng)溫度達到熔點千扶，熔體強度急劇下降，導(dǎo)致在熔點以上進行PP發(fā)泡時骆捧，泡孔發(fā)生破裂和聚并澎羞，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃。因此敛苇，要制備泡孔均一分布妆绞、泡孔尺寸小、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品枫攀，需要解決PP在低溫時晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴散括饶、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過程中PP熔體強度低等問題。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為来涨，使PP能在較低的溫度發(fā)泡图焰；二是對PP進行改性，獲得高熔體強度PP（HMSPP）蹦掐；三是改進發(fā)泡方法技羔。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無機納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能僵闯，碳納米纖維、碳納米管藤滥、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來改變PP的結(jié)晶行為鳖粟，在PP發(fā)泡時起異相成核作用。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法超陆，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為牺弹，減小晶體尺寸浦马，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容时呀，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點，從而得到晶體尺寸小晶默、密度高的發(fā)泡材料谨娜。Wang Chuanbao等進一步考察了碳納米纖維含量對納米材料發(fā)泡的影響，結(jié)果表明：當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分數(shù)為5%磺陡，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)趴梢，但泡孔尺寸分布不均一，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域币他；當(dāng)碳納米纖維含量提高時坞靶，PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降，使二氧化碳的溶解度提高蝴悉，泡孔均一彰阴；當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分數(shù)提高到25%時，泡孔結(jié)構(gòu)為均一拍冠，泡孔尺寸小尿这。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)，納米材料的尺寸庆杜、幾何形狀對結(jié)晶行為也有影響射众，并且得到纖維含量越高，泡孔尺寸越小的結(jié)論晃财。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲能模量叨橱，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶。Rizvi等采用機械共混断盛，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系雏逾。結(jié)果表明：PTFE微纖促進了PP結(jié)晶成核與氣泡成核，且PTFE對二氧化碳有親和性郑临，提高了二氧化碳溶解度栖博，PP泡孔密度大幅提高。Luo Yiwei等分別對比了球狀和纖維狀聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復(fù)合材料的發(fā)泡厢洞。結(jié)果表明：球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進了PP的結(jié)晶仇让，提高了PP的結(jié)晶密度典奉，密集的晶體作為泡孔成核劑，減小了泡孔尺寸丧叽，提高了泡孔密度卫玖。提高熔體強度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強度，一種行之有效的方法就是對PP進行改性以得到HMSPP踊淳，從而加寬發(fā)泡溫度范圍假瞬。目前，獲得HMSPP的方法通常有直接合成迂尝、共混擠出脱茉、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等。3.1 直接合成采用傳統(tǒng)的Zeigler-Natta催化劑和茂金屬催化劑能制備高線性和高規(guī)整聚合物垄开，但很難得到支化聚合物琴许。Langston等將對-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑，與茂金屬催化劑結(jié)合溉躲，制備了相對分子質(zhì)量高榜田、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對規(guī)整的長支鏈PP（LCBPP）。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α锻梳，ω-二烯單體制備LCBPP箭券。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP疑枯。用這種方法制備LCBPP的相對分子質(zhì)量分布大于5辩块，且零剪切黏度也有所提高。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過共混提高PP的支化程度神汹，從而提高熔體強度庆捺。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體，從而獲得LCBPP屁魏。其原理是引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基捕獲PP分子主鏈中叔碳上的氫原子滔以，然后通過控制反應(yīng)溫度、單體濃度等使失去氫原子的不穩(wěn)定叔碳自由基與其他自由基反應(yīng)氓拼，形成長支鏈結(jié)構(gòu)你画。Nam等通過加入過氧化物引發(fā)劑和多官能團單體反應(yīng)共混得到LCBPP，通過流變性能證明長支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強度桃漾，并獲得了較好的發(fā)泡性能坏匪。Gotsis使用過氧化二碳酸酯對線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP，熔體強度和拉伸性能都明顯提升撬统，有效抑制泡孔的聚并和破裂适滓。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑，與馬來酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混恋追，得到具有較高模量凭迹、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強度的LCBPP罚屋，能改善發(fā)泡行為。另外在熔融態(tài)時嗅绸，只加入過氧化物和PP脾猛，會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解，為了提高接枝效率鱼鸠，通常會加入給電子體（如苯乙烯猛拴、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)。此外蚀狰，通過緩慢釋放過氧化物的自由基以及超臨界流體作為塑化劑降低操作溫度的方法都可以有效抑制分子鏈的降解愉昆。