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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音捞奕、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能牺堰，近年來被廣泛應用在包裝、建 筑颅围、汽車等行業(yè)伟葫。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)院促，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大筏养，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)斧抱，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注。文中從制備工藝撼玄、發(fā)泡裝備夺姑、性能改進墩邀、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)掌猛，并對該領域 今后的研究方向進行了展望。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕眉睹、抗沖緩震荔茬、 耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性竹海，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比慕蔚，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 常適合模塑成型斋配，可以生產(chǎn)具有復雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品孔飒。 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)艰争。其中坏瞄，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS甩卓，此外其耐老化鸠匀、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異，是非常環(huán)保的材料逾柿，因此 EPP 被廣 泛應用于包裝缀棍、建筑、汽車等行業(yè)机错，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速爬范。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝弱匪、裝備坦敌、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痢法。如 Fig. 1 所示狱窘，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财搁， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離蘸炸，氣泡開始成核并大量生長，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒尖奔。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:一種是以日 本的 JSP 株式會社與 Kaneka 公司為代表的反應釜 法搭儒，反應釜法也是目前應用廣泛的 EPP 的工業(yè)化生 產(chǎn)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穷当，相對于工藝成熟的反應 釜法而言，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛淹禾。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馁菜，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)泡珠粒铃岔。根據(jù)反應釜 中分散介質(zhì)的不同汪疮，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(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毁习，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解智嚷，釜內(nèi)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 顆粒中纺且，所需壓力約2 ～ 6 MPa盏道。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高载碌、泡孔結(jié)構(gòu) 好猜嘱、可二次發(fā)泡，缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高嫁艇。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn) 密度低于 0. 045 g /cm3 朗伶、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應釜中裳仆， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度腕让，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度，繼續(xù)保溫一段時間歧斟，打開高壓釜放出分散體 到大氣中纯丸，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 滌静袖、離心分離后在空氣中靜置老化觉鼻，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝。改進生產(chǎn)設備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善 EPP 的 性 能队橙。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實驗設備制備了 EPP坠陈，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 收集裝置中捐康，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融仇矾、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響。結(jié)果 表明解总，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少贮匕， 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花枫，密度增 加刻盐。 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)掏膏，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應釜 與收集釜，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒敦锌。 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馒疹。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑，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乙墙，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP颖变。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，恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻伶丐，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃悼做，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 顆粒中疯特，所以其關(guān)鍵控制條件有反應釜的 溫度哗魂、壓力以及保壓時間等，適當?shù)匮娱L保壓時間與增 大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解漓雅。目前反應釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟录别，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用，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邻吞。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组题，如 Fig. 4 ［14］。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)泡抱冷，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)泡珠粒崔列。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)、效率高旺遮、珠粒尺寸均勻赵讯，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制，此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動耿眉，而當溫度高于熔點后边翼，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 ℃ )鸣剪，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高组底，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) 展筐骇。 德國 Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產(chǎn)線是目前比較成熟的擠出法生產(chǎn)發(fā)泡珠粒的工藝债鸡。 采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料铛纬，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍厌均，直徑為3 ～ 5 mm，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 饺鹃。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度莫秆， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)间雀，從 而 改 進 EPP 的 性 能。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑镊屎，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)惹挟，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料缝驳。實驗表明连锯，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)泡的工藝難度用狱，還 能夠增加氣泡成核點运怖，誘導發(fā)生異相成核，從而得到泡 孔密度夏伊、體積膨脹比都較大的 EPP摇展。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 合溺忧，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度咏连，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)鲁森，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 祟滴， 3% ，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP歌溉，研究表 明垄懂，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系，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 增加痛垛。另外草慧，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榜晦，但泡孔密度則是先增大后減小冠蒋。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)、高效的生產(chǎn)工藝乾胶，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向抖剿。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) 展方向识窿，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斩郎，增加成核密度，得到微孔的 發(fā)泡材料喻频。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)泡劑缩宜，此外其還具有無毒、不易燃、化學惰性等 優(yōu)點锻煌，近年來受到了廣泛的關(guān)注妓布，是替代傳統(tǒng)化 學發(fā)泡劑的選擇。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同宋梧，對性能的要求 也不同匣沼，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捂龄、隔熱性能释涛，而汽車部件則需要 更好的剛性等，通常需要對 EPP 的性能進行改進來適 應不同的需求倦沧。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產(chǎn)工 藝唇撬，二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進 生產(chǎn)中的工藝流程展融、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能窖认，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愈污、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品耀态，但由于對材料本身的改變不大轮傍，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(chǎn)品的性能暂雹，PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)、物理共混创夜、熔融支化等杭跪，通過對原料的改 性，不但能夠提高其熔體強度驰吓、降低其發(fā)泡難度涧尿、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 性能檬贰，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向姑廉。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性、改善其緩沖性 能翁涤，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產(chǎn)工藝桥言。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內(nèi)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葵礼，避免了顆粒在管道中粘 結(jié)号阿，此外反應釜內(nèi)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鸳粉，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固扔涧，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 ，發(fā)泡倍率為30 ～ 60枯夜， 閉孔含量為 90% 弯汰，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法湖雹，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響蝙泼，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劝枣，從而使 EPP 的泡孔密度增 大汤踏，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)舔腾、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯溪胶， 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稳诚，對比而言哗脖，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好扳还。

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聚丙烯(PP)樹脂具有原料來源豐富才避、質(zhì)量輕、性價比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性氨距、耐化學腐蝕性桑逝、易于回收等特點，是世界上應用廣俏让、產(chǎn)量增長快的樹脂之一楞遏。聚丙烯微孔發(fā)泡注塑發(fā)泡聚丙烯（Expanded Injection PP，EIPP）是減重注塑技術(shù)中新的技術(shù)首昔。其主要原理是在注塑材料中添加發(fā)泡劑寡喝，當材料填滿型腔后，模具打開一定的距離（1～3mm）勒奇，形成一個具有兩側(cè)致密表皮和微孔發(fā)泡芯部的產(chǎn)品预鬓。EIPP成型零件的優(yōu)點1. 比普通同等壁厚零件減重約20% ，能大幅降低材料成本赊颠。2. 內(nèi)應力和翹曲變形較小格二，尺寸穩(wěn)定性高。3. 表面致密巨税，可進行噴漆蟋定、涂層等處理。4. 絕熱草添、吸聲驶兜、緩沖性較好。EIPP技術(shù)的典型應用目前主要的應用是汽車內(nèi)飾件，如門板抄淑。目前國內(nèi)國外均有投產(chǎn)屠凶。影響EIPP成型質(zhì)量主要因素PP配方用注塑的方法，想做出非常好的發(fā)泡效果肆资，采用純PP原料是很困難的矗愧。由于PP的結(jié)晶性，適合發(fā)泡的窗口很窄郑原，所以要做適當?shù)母男园隆Ｅ浞街行枰m當添加各種組份，如增韌劑犯犁、填料属愤、成核劑、穩(wěn)定劑等等酸役。既要增加PP材料的熔體強度住诸，又要保證耐熱、耐候涣澡、耐氣熏贱呐、耐劃傷的基本要求，同時防止發(fā)粘入桂、氣味和VOC等奄薇。模具設計EIPP 工藝由于需要在薄壁型腔內(nèi)完成高速填充和發(fā)泡工藝，很容易出現(xiàn)表面缺陷事格，常見的問題包括：流痕惕艳、凹陷、銀紋驹愚、氣泡、拉斷等等劣纲。這些都需要精心的模具設計逢捺。通過改變?nèi)垠w流動路徑，改變加強筋的位置癞季，調(diào)整皮紋的樣式等多種方式劫瞳，來獲得的注射效果。注塑工藝绷柒、穩(wěn)定的注塑機臺對制品質(zhì)量至關(guān)重要志于。一般來說，發(fā)泡劑需要自動稱量废睦，自動輸送到螺桿伺绽。模具中的充氣量由壓力傳感器控制。壓力若控制不好，表面的發(fā)泡劑會在流動過程中自行發(fā)泡奈应，造成表面銀紋澜掩。為保證材料注塑溫度的穩(wěn)定，注塑機螺桿和模具熱流道經(jīng)過溫控平衡杖挣。同樣地肩榕，模具溫度也必須控制嚴格。綜上所述惩妇，注塑發(fā)泡是一個系統(tǒng)工程株汉，只有將配方、模具設計和注塑工藝等幾個方面要有機的結(jié)合起來歌殃，才能做出好的EIPP產(chǎn)品郎逃。

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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)挺份，其中凝膠含量約為10%褒翰，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匀泊，具有相近的剪切黏度和熔體流動速率优训，但熔體彈性明顯增加，且有應變硬化行為各聘，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍揣非。因此，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能躲因。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑早敬，在不加入成核劑的條件下，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料大脉。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃搞监。因此，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度镰矿，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)生琐驴。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，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)秤标，引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)绝淡。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能，但是會引起線型聚丙烯成核速率降低苍姜，在制備高泡孔密度的泡沫時牢酵，必須加入納米成核劑。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)泡材料時衙猪，在沒有使用成核劑的條件下馍乙，均得到了高泡孔密度的泡沫材料布近。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，但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升潘拨，引起加工困難吊输，并由于三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用，應用上受到限制铁追。近年來一些學者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)季蚂，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度琅束，并改善聚烯烴發(fā)泡性能扭屁。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，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)涩禀，并且對形成的微交聯(lián)進行了表征料滥，同時測試了改性聚丙烯的流變行為。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)泡性能進行了評價艾船。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葵腹，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500屿岂，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%践宴，苯乙烯(St):純度99%:上海化學試劑廠;二氧化碳:純度99%爷怀，上海凌峰試劑廠阻肩。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，日本電子公司(日本)运授。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烤惊。聚丙烯改性按以下步驟進行:稱取PP粒料100.0g、不飽和聚酯2.5g吁朦、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g柒室，混合，加入密煉機中喇完，170℃伦泥，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下，熔融反應6.0min锦溪。然后停止攪拌，在氮氣氣氛下170℃熱處理15min府怯。反應過程大致如Fig.2刻诊。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后，放入5gPP樣品牺丙。關(guān)閉高壓釜则涯，充入CO2使釜內(nèi)壓力達到6MPa复局。高壓釜在油浴中升溫至170℃，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)粟判。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa亿昏，保持30min后，迅速打開閥門泄壓档礁，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品角钩。結(jié)果與討論2.1復數(shù)黏度2種PP樣品的復數(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黏度增加呻澜。為了比較2種PP剪切黏度的變化递礼，通過Cross方程對兩曲線進行擬合。從Tab.1中可以看到羹幸，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脊髓，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栅受，遠高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)将硝。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，使得熔體松弛時間和熔體彈性增加屏镊，所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍依疼。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闸衫。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論涛贯，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蔚出，所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示弟翘，改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87骄酗，改性后PP的熔體彈性明顯增強稀余。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感。Fig.4(B)顯示趋翻，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升睛琳，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。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小踏烙，熔體彈性行為越明顯师骗。Winter和Chambon的研究表明，在臨界凝膠點讨惩，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)辟癌，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系荐捻，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)象黍少，并認為是由于測試的非平衡態(tài)導致了這一情況的發(fā)生寡夹。2.3 法向應力差聚合物熔體受到剪切作用時，由于法向應力差的的作用厂置，呈現(xiàn)彈性行為菩掏。通過比較法向應力差，可知聚合物熔體彈性的大小昵济。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智绸。由Fig.5可以看到，改性后PP的法相應力差明顯提高砸紊，熔體彈性增強传于。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應變速率接近發(fā)泡時拉伸應變速率0.1s－1時，2種PP的瞬時拉伸黏度隨應變變化的曲線醉顽，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線沼溜。由于拉伸應變速率較大，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)斷裂游添，且沒有應變硬化現(xiàn)象發(fā)生系草。而改性PP有明顯的應變硬化行為，瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線唆涝，大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍找都，達到5.6×105Pa·s。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應變硬化行為的原因廊酣。2.5 發(fā)泡行為應變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響能耻。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑，在反應釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能亡驰。工藝條件為溫度170℃晓猛、壓力15MPa。從Fig.7A中可以看到凡辱，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戒职，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)。說明純PP的熔體強度不夠透乾，無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應力洪燥，在泡孔沒有進入固化和定型階段時，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂乳乌。Fig.7B中顯示捧韵，改性PP發(fā)泡后，可以看到細密的氣泡孔布滿整個橫截面汉操，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)纫版。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。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右客情，泡孔密度達到1.1×109cm－3其弊。微交聯(lián)使得改性PP具有應變硬化行為，不僅增加了PP的熔體強度膀斋，同時熔體在承受拉伸應力時梭伐，熔體形變變得均勻，使得熔體不容易斷裂仰担，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善糊识。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摔蓝。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進行了熔融接枝改性赂苗，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贮尉，沒有使剪切黏度劇烈增加拌滋，使得在改善發(fā)泡性能的同時，保持了聚丙烯的加工性能猜谚。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡败砂，在不加入任何成核劑的條件下，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍魏铅，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料昌犹。

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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP，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微米览芳，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)斜姥。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震沧竟、緩沖铸敏、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應用于包裝屯仗、交通工具搞坝、箱包、體育器材等領域魁袜，是傳統(tǒng)EVA桩撮、PU、PS發(fā)泡材料峰弹、EPE和EPP的替代物店量。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體鞠呈，并誘導其成核融师、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料蚁吝。發(fā)泡過程清潔無污染旱爆，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保舀射。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用怀伦。丙烯（PP）本身是無毒材料脆烟，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械房待、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域邢羔。也可應用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域桑孩，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫拜鹤，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物流椒，其熔點一般150~170℃敏簿。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS镣隶、PU發(fā)泡材料极谊，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝安岂、高溫保溫等領域轻猖。MPP集增強、隔熱和降噪為一體域那，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域咙边，如汽車、軌道交通次员，船舶败许，風機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用淑蔚，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫市殷、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用刹衫。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)下醋寝，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小带迟。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料音羞，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控仓犬，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材嗅绰，而片材表面不會穿孔，可應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窘面，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板翠语，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流民镜，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞啡专。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)定的低導熱系數(shù)制圈。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔畔况，MPP具有極佳的表面保護性能鲸鹦，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域。