余姚專業(yè)泡沫定制廠家
發(fā)布時(shí)間:2022-11-28 01:20:22余姚專業(yè)泡沫定制廠家
隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展儿礼,發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用,因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒(低毒)贪庙、絕熱蜘犁、隔音翰苫、絕緣止邮、緩沖、輕量化等性能奏窑,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)导披。隨著國(guó)民對(duì)于環(huán)保、綠色埃唯、安全撩匕、舒適要求愈加苛刻,對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃墨叛、可(完全)降解止毕、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧,成為國(guó)內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)漠趁。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)扁凛,發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國(guó)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)用闯传,包括新能源汽車動(dòng)力電池墊片等等令境,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)用铅协。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僻造、隔音绝页、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)用隔熱泡沫管材徊都、汽車減震、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)飾材料士复,如地板、頂棚翩活、方向盤判没、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料,這種材料耐候性能較差隅茎,易燃且燃燒過程中釋放大量對(duì)人體有害的有毒氣體澄峰。隨著國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著,對(duì)汽車輕量化提出了更高要求辟犀。特別是在車市持續(xù)萎靡俏竞、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)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堂竟。整車廠魂毁、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。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)及安全性能出嘹。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果席楚,而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題。在暴雨税稼、淺灘烦秩、霧霾等極端條件下,為滿足汽車行駛過程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求郎仆,特斯拉等美國(guó)車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動(dòng)力電池上只祠。例如:特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量、提升安全性扰肌,大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個(gè)電芯抛寝,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。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用曙旭,大大加速硅膠發(fā)泡材料在動(dòng)力電池PACK包上的應(yīng)用推廣盗舰。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下,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)域桂躏,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一钻趋。2018年,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)課題沼头。日常生活中爷绘,當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具书劝、家具用品等塑料制品時(shí),都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味土至、綠色環(huán)保购对,近年來綜合性能優(yōu)異、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”陶因,日益受到熱捧骡苞,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種。聚丙烯作為產(chǎn)量大楷扬、增長(zhǎng)量快解幽、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一,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)烘苹。其中躲株,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)。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年镣衡,由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)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)霜定。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝,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)工作廊鸥。據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹望浩,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類《杷担化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留磨德、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用吆视,已逐漸被禁止和限制使用典挑;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,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全揩环。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候搔弄、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端丰滑,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)倒庵,被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)褒墨,而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降擎宝、結(jié)晶行為改變等一系列變化郁妈,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物绍申,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制噩咪,很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品顾彰;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔,可操作窗口窄胃碾。因此涨享,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。了攻克這一難題仆百,近年來厕隧,團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院俄周、浙江新恒泰吁讨、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系峦朗、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)化建丧、強(qiáng)化和工程化等系列工作,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(chǎng)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(shì):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)制波势,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)泡專用料茶鹃,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;CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率艰亮,氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積闭翩;釜壓發(fā)泡、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(chǎng)迄埃、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)疗韵,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)。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)侄非,項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置蕉汪,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套逞怨、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置者疤,生產(chǎn)效率提高25%,成品率提高到99%以上叠赦;發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)驹马;2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億,利稅1.09億除秀。隨著應(yīng)用市場(chǎng)快速開拓糯累,2019年共推廣新建了13套裝置,市場(chǎng)占有率高和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)册踩。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件泳姐、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文暂吉,“國(guó)外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為胖秒《谢迹”科技查新表明,模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平阎肝,釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國(guó)內(nèi)外新穎性挤渔。
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摘要:長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-LGF)作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料,在滿足汽車零部件性能的同時(shí)盗痒,對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)蚂蕴,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)狀俯邓,詳細(xì)介紹了薄壁注塑骡楼、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實(shí)現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況稽鞭,并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景鸟整。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展朦蕴,汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展篮条。然而,由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重吩抓,通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染涉茧,已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn),其中疹娶,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(jìn)展[1]伴栓。運(yùn)用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法雨饺。在眾多的復(fù)合材料中钳垮,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的價(jià)格、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞额港。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料(PP-SGF)相比饺窿,PPLGF在強(qiáng)度、剛度移斩、翹曲度肚医、耐疲勞、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢(shì)叹哭,因此忍宋,使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低。1 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種风罩,即熔融浸漬、溶液浸漬舵稠、粉末浸漬超升、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]入宦,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(zhǎng)度一般為8mm~15mm室琢,其中玻纖的含量可達(dá)20%~60%乾闰,粒子中玻纖的保留長(zhǎng)度可達(dá)1mm~3mm,如圖1所示,相較于玻纖保留長(zhǎng)度僅為0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料盈滴,PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)涯肩,可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能巢钓、耐蠕變性能等特點(diǎn)病苗,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。此外症汹,如表1所示硫朦,隨著纖維含量的增加,PP-LGF的性能也隨之提高背镇。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(duì)比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件咬展,為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量,中瞒斩、高檔車型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板破婆,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)的主體部件胸囱,同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)祷舀,因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性,目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料旺矾,采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料蔑鹦,在滿足相關(guān)性能的同時(shí),可提升儀表板吸能性能箕宙,同時(shí)可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計(jì)厚度由3mm~3.5mm降低到1.8mm~2.5mm嚎朽,從而降低儀表板骨架重量,推動(dòng)汽車內(nèi)飾輕量化柬帕。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑哟忍、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面陷寝,介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用锅很。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄,在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法凤跑,與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm~3.5mm壁厚的儀表板骨架相比爆安,PP-LGF材料運(yùn)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,整體減重可達(dá)約25%仔引。該工藝的投入成本較低扔仓,重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯褐奥。目前,該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中翘簇,如吉利撬码、大眾、上汽版保、福特等均有應(yīng)用呜笑,一般選擇PPLGF20材料,設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm~2.5mm彻犁。然而叫胁,薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問題,首先是該工藝的模具成本較高袖裕,使用薄壁注塑曹抬,成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì),熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高急鳄。其次谤民,注塑工藝管控和注塑精度要求高,因?yàn)镻P-LGF中長(zhǎng)玻纖分布的各向異性[3]疾宏,采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重张足,尺寸穩(wěn)定性較差。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝坎藐,它是以熱塑性材料為基體为牍,通過將超臨界流體(二氧化碳或氮?dú)猓?溶解到熱熔膠中形成單相溶體,并保持在高壓力下岩馍,然后碉咆,通過開關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔,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]蛀恩,該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明疫铜,1995年由美國(guó)Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化。MuCell 工藝優(yōu)勢(shì)為成型周期短双谆、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好壳咕、翹曲低、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣顽馋。MuCell工藝使用超臨界流體谓厘,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動(dòng)性。泡孔成長(zhǎng)壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段寸谜,縮短成型周期竟稳,同時(shí),可使壓力分布均勻,有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力住练,降低因長(zhǎng)玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲地啰,增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性愁拭。另外讲逛,泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕,微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充岭埠,降低材料密度盏混,產(chǎn)品重量減輕,較同材質(zhì)實(shí)體惜论,重量可降低5%~10%许赃。目前,福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝馆类,骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm混聊,相較于實(shí)心材料重量降低了10%,此外乾巧,長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)句喜。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高,工藝難度大沟于,同時(shí)相關(guān)研究表明咳胃,使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%~8%時(shí),產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右旷太,基本滿足性能要求展懈,減重超過8%,機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降供璧,不能滿足要求存崖。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)睡毒,二者均是在注塑過程中来惧,利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機(jī)發(fā)泡劑,受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體吕嘀,使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)违寞,以降低材料密度,減輕產(chǎn)品重量[6]偶房。其中趁曼,core-back工藝因使用了二次開模,相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡棕洋,發(fā)泡的倍率更高挡闰,產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多,產(chǎn)品的減重比更大。一般來說摄悯,模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實(shí)心材料在5%~8%左右赞季,而core-back工藝可高達(dá)30%~50%,具體根據(jù)退模行程決定奢驯。同物理發(fā)泡工藝一樣申钩,化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí),減少產(chǎn)品翹曲變形瘪阁,提升產(chǎn)品穩(wěn)定性撒遣,而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前管跺,寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝义黎,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%豁跑,此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝廉涕。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴,開模的周期較長(zhǎng)艇拍,模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高狐蜕,而且該工藝的技術(shù)難度較高,后期調(diào)試周期較長(zhǎng)淑倾,產(chǎn)品的綜合成本較高馏鹤。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴,產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯娇哆,減重效果低于薄壁注塑工藝湃累,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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簡(jiǎn)述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡(jiǎn)稱MPP碍讨,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(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米治力,泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在勃黍,MPP具有優(yōu)異的減震宵统、緩沖、隔熱和吸聲等性能覆获,可廣泛應(yīng)用于包裝马澈、交通工具、箱包弄息、體育器材等領(lǐng)域痊班,是傳統(tǒng)EVA、PU摹量、PS發(fā)泡材料涤伐、EPE和EPP的替代物馒胆。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)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?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體凝果,并誘導(dǎo)其成核祝迂、發(fā)泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料器净。發(fā)泡過程清潔無污染型雳,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)掌动,因此可回收循環(huán)使用四啰。丙烯(PP)本身是無毒材料,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料粗恢。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域欧瘪。也可應(yīng)用于兒童拼圖眷射、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫佛掖,EVA泡沫妖碉。PP是半結(jié)晶聚合物,其熔點(diǎn)一般150~170℃芥被。相比于耐溫只有70~80℃的PE欧宜、PS、PU發(fā)泡材料拴魄,MPP的使用溫度可達(dá)120℃冗茸,因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域匹中。MPP集增強(qiáng)夏漱、隔熱和降噪為一體,也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域顶捷,如汽車挂绰、軌道交通,船舶服赎,風(fēng)機(jī)葉片等葵蒂。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫重虑、PET結(jié)構(gòu)泡沫等践付,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用。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)下嚎尤,由于泡孔較小荔仁,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料,更加降低制品重量和體積乏梁。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控次洼,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材,而片材表面不會(huì)穿孔遇骑,可應(yīng)用于微電子器件的包裝卖毁。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板落萎,提高漫反射率亥啦。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞练链。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的翔脱、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用媒鼓。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔届吁,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能,可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域绿鸣。
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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型疚沐,應(yīng)用方向,性能要求潮模。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展亮蛔,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擎厢。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史究流,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)用锉矢,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能梯嗽,提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小沽损、性價(jià)比高灯节、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性绵估、剛性炎疆、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(shì)国裳。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)形入、投資巨大、技術(shù)要求高缝左,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)亿遂,所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛浓若、更有效、更經(jīng)濟(jì)蛇数、更實(shí)用的改性挪钓。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”耳舅。是由 PP樹脂碌上、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、碳酸鈣等無機(jī)填料的復(fù)合物浦徊,其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型馏予,且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低、質(zhì)輕盔性、易涂裝霞丧、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)〈砍觯滑石粉填充改性PP材料具有高剛性蚯妇、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率,且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)暂筝,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硬贯。玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊焕襟、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(diǎn)之一饭豹。LGFPP制品指含有長(zhǎng)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)鸵赖。10~25mm的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度、剛度拄衰、韌性它褪,以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)翘悉。此外茫打,LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變妖混。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比老赤,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(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性制市,可成型形狀復(fù)雜的部件抬旺、提高集成汽車零部件的能力、節(jié)約模具成本(一般長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)祥楣、減少能耗(長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%~80%开财,鋁制品的35%~50%)汉柒、簡(jiǎn)化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品责鳍,具有強(qiáng)度高碾褂、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫薇搁、阻燃性能好斋扰、低浮纖、低翹曲啃洋、低收縮 等特點(diǎn)传货。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強(qiáng)度,從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)宏娄,其具有質(zhì)輕问裕、耐熱、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)孵坚。隨著汽車輕量化的發(fā)展粮宛,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多卖宠,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%巍杈,卡車、工程機(jī)械車占20% 扛伍,客車筷畦、商務(wù)車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料刺洒,因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想鳖宾,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本逆航,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鼎文,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)因俐,注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下拇惋,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 女揭,但目前國(guó)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 蚤假。對(duì)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)泡等吧兔,注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件磷仰,如車身門板、尾門境蔼、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條灶平、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等伺通。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(shí)現(xiàn)50%的減重逢享,注射壓力降低約30%~50% 罐监,鎖模力降低約20% ,循環(huán)周期減少10%~15%瞒爬,同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性弓柱,較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能,并且能改善制品的翹曲變形性侧但,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活矢空。在一些部件中,如汽車風(fēng)管禀横、風(fēng)道屁药,還可實(shí)現(xiàn)隔熱、降噪的效果柏锄,減少后道工序的成本酿箭。 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,作為汽車車頂趾娃,可降低汽車的質(zhì)量缭嫡,同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件,有利于汽車的輕量化抬闷。耐刮擦PP相對(duì)于工程塑料來說械巡,PP、橡膠改性PP饶氏、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)輕有勾、成本低的優(yōu)勢(shì)疹启,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蔼卡,而這一性能卻是儀表板喊崖、操控臺(tái)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)用部件雇逞、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一荤懂,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(shí)還有利于涂色塘砸,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节仿。通過添加涂層、無機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能掉蔬,例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料廊宪。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料矾瘾,因其可塑性強(qiáng)、質(zhì)輕箭启、回收再利用率高等特性壕翩,在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛,無論是內(nèi)飾件傅寡、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件放妈,都越來越多地用到了塑料。我國(guó)汽車保有量達(dá)到1.75億輛荐操,對(duì)應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要芜抒,且汽車塑料的回收將會(huì)形成一個(gè)巨大的市場(chǎng),是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域淀零,學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐挽绩。
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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)泡材料驾中。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料唉堪、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料肩民,也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料唠亚。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一持痰、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型灶搜,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)出來后工窍,被冠以“M”割卖,定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP患雏,幾乎是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP鹏溯。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)的不同淹仑,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)泡劑丙挽,而是采用超臨界CO2,因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍匀借,且非常環(huán)保颜阐。具體的制造方法是,先采用混煉吓肋、壓延凳怨、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)中的模具中蓬坡,合上模具猿棉。加熱壓機(jī)的上下模板磅叛,將PP板材的溫度上升至PP的熔點(diǎn)附近,與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2萨赁,在充分浸漬PP板材后弊琴,將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度,迅速釋放壓機(jī)的壓力杖爽,讓PP板材充分發(fā)泡并降溫敲董,即得到MPP發(fā)泡板材。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)慰安、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會(huì)燃燒腋寨。但不足點(diǎn)也是比較明確的,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)化焕,不僅不連續(xù)萄窜,且效率較低,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撒桨。二查刻、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝,即在高壓釜中凤类,在一定時(shí)間內(nèi)穗泵,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,然后冷卻體系溫度至室溫谜疤,即得到可發(fā)性珠粒佃延。使用時(shí),先在一定的發(fā)泡溫度下夷磕,利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下履肃,得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒。在制備制品時(shí)坐桩,將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱榆浓、減壓,使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合撕攒,形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料,即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型烘浦。由于都是采用物理發(fā)泡劑抖坪,因而發(fā)泡倍率較大。三闷叉、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)的不同位置擦俐,高壓下在擠出機(jī)中熔融形成均勻的溶液,然后在口模處突然泄壓握侧、發(fā)泡蚯瞧、冷卻嘿期,制成板材、片材甚至管材等埋合。在擠出發(fā)泡過程中备徐,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甚颂、發(fā)泡蜜猾、冷卻、形成發(fā)泡材料振诬,不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力蹭睡,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)變硬化的性能赶么,因此發(fā)泡難度較大肩豁。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)泡材料辫呻,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清钥。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)泡并非是主要目的印屁,而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形循捺,特別是在托盤,支架等大型制品的注塑中雄人。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)从橘、精準(zhǔn)的加工工藝、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材础钠,使其在高表面要求恰力、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢(shì),使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件旗吁。
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摘要:采用不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性踩萎。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu),其中凝膠含量約為10%很钓,且凝膠的交聯(lián)點(diǎn)之間平均相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105香府。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比,具有相近的剪切黏度和熔體流動(dòng)速率码倦,但熔體彈性明顯增加企孩,且有應(yīng)變硬化行為,其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍袁稽。因此勿璃,微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑,在不加入成核劑的條件下补疑,得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料歧沪。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此莲组,普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強(qiáng)度诊胞,使氣泡核增長(zhǎng)時(shí)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(qiáng)度:增加聚丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量胁编,拓寬相對(duì)分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)厢钧,引入長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長(zhǎng)支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能嬉橙,但是會(huì)引起線型聚丙烯成核速率降低早直,在制備高泡孔密度的泡沫時(shí),必須加入納米成核劑市框。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(shí)霞扬,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枫振。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能喻圃,但同時(shí)也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升,引起加工困難粪滤,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斧拍,應(yīng)用上受到限制。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)杖小,在保持聚烯烴原有的剪切黏度下肆汹,提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度,并改善聚烯烴發(fā)泡性能予权。本文采用一種自制的不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性昂勉,在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu),并且對(duì)形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征扫腺,同時(shí)測(cè)試了改性聚丙烯的流變行為岗照。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對(duì)改性聚丙烯的發(fā)泡性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。聚丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對(duì)分子質(zhì)量(-Mw)=292050笆环,相對(duì)分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5攒至,齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700~2500,自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%躁劣,苯乙烯(St):純度99%:上荷じぃ化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%,上海凌峰試劑廠习绢。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機(jī)Haake Rheocord90型:Thermo Scientific公司(德國(guó));ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國(guó));掃描電鏡:型-JSM-6360LV,日本電子公司(日本)。1.2 實(shí)驗(yàn)過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1闪萄。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g梧却、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g败去,混合放航,加入密煉機(jī)中,170℃圆裕,轉(zhuǎn)速30r/min的條件下广鳍,熔融反應(yīng)6.0min。然后停止攪拌吓妆,在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min赊时。反應(yīng)過程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后行拢,放入5gPP樣品祖秒。關(guān)閉高壓釜,充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa舟奠。高壓釜在油浴中升溫至170℃竭缝,維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa沼瘫,保持30min后抬纸,迅速打開閥門泄壓,并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品耿戚。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湿故。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。為了比較2種PP剪切黏度的變化溅话,通過Cross方程對(duì)兩曲線進(jìn)行擬合晓锻。從Tab.1中可以看到,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飞几,且熔體指數(shù)略有下降砚哆,這主要是因?yàn)槲⒔宦?lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)間的平均相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到了3.0×105,遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對(duì)分子質(zhì)量(5600)屑墨。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)躁锁,使得熔體松弛時(shí)間和熔體彈性增加,所以改性后PP的特征松弛時(shí)間卻增加為原來的7.4倍卵史。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46战转,剪切變稀行為有所減弱。2.2儲(chǔ)能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論以躯,在末端低頻率區(qū)域槐秧,只有長(zhǎng)的松弛時(shí)間對(duì)熔體的低頻末端儲(chǔ)能模量有貢獻(xiàn)啄踊,所以儲(chǔ)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(chǔ)能模量為未改性PP的2倍刁标,儲(chǔ)能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87颠通,改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)。損耗角同樣對(duì)熔體彈性的改變很敏感膀懈。Fig.4(B)顯示顿锰,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启搂。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小硼控,熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明胳赌,在臨界凝膠點(diǎn)牢撼,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)匈织。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系浪默,鄭強(qiáng)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(rèn)為是由于測(cè)試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生缀匕。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時(shí)纳决,由于法向應(yīng)力差的的作用,呈現(xiàn)彈性行為乡小。通過比較法向應(yīng)力差阔加,可知聚合物熔體彈性的大小。采用定剪切速率掃描法來測(cè)試改性前后PP熔體彈性行為的改變满钟。由Fig.5可以看到胜榔,改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高,熔體彈性增強(qiáng)湃番。2.4 瞬時(shí)拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時(shí)拉伸應(yīng)變速率0.1s-1時(shí)夭织,2種PP的瞬時(shí)拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線,圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線吠撮。由于拉伸應(yīng)變速率較大尊惰,純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動(dòng)區(qū)域前就已經(jīng)斷裂,且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生泥兰。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為弄屡,瞬時(shí)拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線,大瞬時(shí)拉伸黏度是純PP的10倍鞋诗,達(dá)到5.6×105Pa·s膀捷。交聯(lián)點(diǎn)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。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對(duì)聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響削彬。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑全庸,在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能秀仲。工藝條件為溫度170℃、壓力15MPa壶笼。從Fig.7A中可以看到啄育,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)拌消。說明純PP的熔體強(qiáng)度不夠,無法支持發(fā)泡時(shí)氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力安券,在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)墩崩,PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示侯勉,改性PP發(fā)泡后鹦筹,可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個(gè)橫截面,泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)址貌。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铐拐。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右,泡孔密度達(dá)到1.1×109cm-3练对。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為遍蟋,不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度,同時(shí)熔體在承受拉伸應(yīng)力時(shí)螟凭,熔體形變變得均勻虚青,使得熔體不容易斷裂,因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善螺男。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時(shí)有很高的成核速率棒厘,具體原因尚需更多的研究。利用不飽和聚酯對(duì)線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性下隧,得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯奢人。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(shí),沒有使剪切黏度劇烈增加淆院,使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)何乎,保持了聚丙烯的加工性能。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡迫筑,在不加入任何成核劑的條件下宪赶,可以得到發(fā)泡倍率25.6倍,泡孔密度1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料脯燃。