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與傳統(tǒng)注塑制品相比师抄，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少教硫、尺寸穩(wěn)定性好叨吮、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前瞬矩，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茶鉴，具有操作簡單、效率高景用、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件涵叮，且能耗少，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念割粮，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求盾碗。然而，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)生大量變形舀瓢，泡孔尺寸分布不均勻廷雅，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷氢伟，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺榜轿，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用。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)的氣體反壓裝置朵锣，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)泡行為的影響谬盐。研究發(fā)現(xiàn)，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)诚些，改善了泡孔的形態(tài)飞傀。丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)方法將PP、發(fā)泡劑(AC)诬烹、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)行塑化砸烦。然后打開氣體反壓裝置，在型腔中分別注入固定的GCP為0绞吁，0.2幢痘，0.4，0.6家破，0.8?MPa的氣體颜说，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡，冷卻后汰聋，取出PP發(fā)泡樣品门粪。GCP對(duì)充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達(dá)到大值烹困。隨著GCP從0增加至0.8?MPa玄妈，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa，注射完成后髓梅，隨著氣體的排出拟蜻，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮女淑，熔體壓力逐漸趨于0?MPa瞭郑。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力鸭你，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境屈张。CP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時(shí)擒权，由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形阁谆，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大碳抄，在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象场绿，泡孔形貌極不規(guī)則剖效，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)焰盗。同時(shí)發(fā)現(xiàn)璧尸，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小熬拒，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變爷光，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布澎粟。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時(shí)蛀序，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)，此時(shí)整體泡孔的變形較小活烙。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)剪切作用徐裸，GCP值越大，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大啸盏，泡孔受到熔體的約束力大重贺，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示回懦∶世眩可知，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%粉怕；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高抒巢，GCP為0.8 MPa時(shí)贫贝，升高至26.7%。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蛉谜，從63.7%下降到45.4%稚晚，這說明GCP可以減小泡孔變形層，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍型诚。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)客燕，如下圖所示，泡孔的平均長度隨著GCP的增加狰贯，整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)也搓，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大赏廓，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度傍妒，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距幔摸，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)颤练，見圖c既忆，隨著GCP的增加，當(dāng)GCP為0.2?MPa時(shí)泡孔直徑略有減小嗦玖，但隨著GCP的進(jìn)一步增大患雇，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大宇挫，使得泡孔的成核臨界能壘升高苛吱，泡孔的成核速率下降，泡孔在充模過程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱捞稿，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長又谋，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大娱局。

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摘要:采用不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性彰亥。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%衰齐，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任斋。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)速率耻涛，但熔體彈性明顯增加废酷，且有應(yīng)變硬化行為，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍抹缕。因此澈蟆，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)泡劑卓研，在不加入成核劑的條件下趴俘，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃奏赘。因此寥闪，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強(qiáng)度，使氣泡核增長時(shí)泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生磨淌。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)量疲憋，拓寬相對(duì)分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)，引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)梁只。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能缚柳，但是會(huì)引起線型聚丙烯成核速率降低埃脏，在制備高泡孔密度的泡沫時(shí)，必須加入納米成核劑喂击。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)剂癌，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翰绊。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能佩谷，但同時(shí)也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升，引起加工困難监嗜，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谐檀，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)裁奇，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下桐猬，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度，并改善聚烯烴發(fā)泡性能刽肠。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)行熔融接枝改性溃肪，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)行了表征音五，同時(shí)測(cè)試了改性聚丙烯的流變行為惫撰。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躺涝，相對(duì)分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5厨钻，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%坚嗜，苯乙烯(St):純度99%:上汉话颍化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%，上海凌峰試劑廠苍蔬。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);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV诱建，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碟绑。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g涂佃、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g蜈敢，混合，加入密煉機(jī)中汽抚，170℃抓狭，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下，熔融反應(yīng)6.0min造烁。然后停止攪拌否过，在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min午笛。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沖洗后苗桂，放入5gPP樣品药磺。關(guān)閉高壓釜，充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa煤伟。高壓釜在油浴中升溫至170℃癌佩，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便锨，保持30min后围辙，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)泡樣品放案。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姚建。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剪切黏度的變化吱殉，通過Cross方程對(duì)兩曲線進(jìn)行擬合掸冤。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友雳，且熔體指數(shù)略有下降稿湿，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)沥阱。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)缎罢，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倍考杉。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46策精，剪切變稀行為有所減弱。2.2儲(chǔ)能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論崇棠，在末端低頻率區(qū)域咽袜，只有長的松弛時(shí)間對(duì)熔體的低頻末端儲(chǔ)能模量有貢獻(xiàn)，所以儲(chǔ)能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示枕稀，改性后PP的儲(chǔ)能模量為未改性PP的2倍询刹，儲(chǔ)能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87，改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)萎坷。損耗角同樣對(duì)熔體彈性的改變很敏感凹联。Fig.4(B)顯示，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升哆档，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蔽挠。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小，熔體彈性行為越明顯瓜浸。Winter和Chambon的研究表明澳淑，在臨界凝膠點(diǎn)比原，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)杠巡。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系量窘，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)生氢拥。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時(shí)蚌铜，由于法向應(yīng)力差的的作用，呈現(xiàn)彈性行為兄一。通過比較法向應(yīng)力差厘线，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出革。由Fig.5可以看到造壮，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高，熔體彈性增強(qiáng)骂束。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)耳璧，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曲線展箱。由于拉伸應(yīng)變速率較大旨枯，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)生混驰。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為攀隔，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倍栖榨，達(dá)到5.6×105Pa·s昆汹。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婴栽。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑满粗，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃愚争、壓力15MPa映皆。從Fig.7A中可以看到，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轰枝，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)捅彻。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)力鞍陨，在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)步淹，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示，改性PP發(fā)泡后贤旷，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)砾脑。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幼驶。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韧衣。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為盅藻，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)畅铭，熔體形變變得均勻氏淑，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硕噩。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時(shí)有很高的成核速率假残，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)行了熔融接枝改性炉擅，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯辉懒。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谍失，使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)眶俩，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)泡快鱼，在不加入任何成核劑的條件下颠印，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料抹竹。

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編者按：目前线罕，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%柒莉。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%闻坚，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架兢孝、座位板窿凤、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾跨蟹。本文作者從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析雳殊，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考。標(biāo)題：微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化丙烯微孔發(fā)泡汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域窗轩，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一夯秃。目前，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%仓洼。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%介陶，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架色建、座位板哺呜、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾箕戳。該技術(shù)在20世紀(jì)80年代初被麻省理工學(xué)院提出某残，通常指孔徑小于10μm、泡孔密度大于109個(gè)/cm3的發(fā)泡材料陵吸，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔玻墅，相對(duì)于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用壮虫。本文中澳厢，筆者將從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考旨指。外注重工藝技術(shù)保護(hù)筆者通過專利數(shù)據(jù)庫檢索后發(fā)現(xiàn)赏酥，截至目前，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)谆构，其中國外有1700余件裸扶，美國、日本搬素、德國三國的相關(guān)專利申請(qǐng)量居前三位呵晨；國內(nèi)相關(guān)專利申請(qǐng)有2400多件，其中企業(yè)占1556件熬尺，其次是科研院所摸屠，從申請(qǐng)人分布地區(qū)來看，廣東粱哼、江蘇季二、浙江等地的專利申請(qǐng)量較高。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟揭措、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)胯舷，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(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣绊含，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell桑嘶。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躬充，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)逃顶。后來讨便，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請(qǐng)共有33件，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設(shè)備結(jié)構(gòu)的研發(fā)以政，旨在提高超臨界流體在聚合物中的溶解性以及控制超臨界流體的流量霸褒。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)盈蛮、設(shè)置旋轉(zhuǎn)擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)的螺旋件等方法改進(jìn)傲霸；在超臨界流體計(jì)量控制上，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲(chǔ)料缸控制發(fā)泡劑計(jì)量眉反、螺桿上添加超臨界流體的計(jì)量泵等解決手段∧乱郏基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%寸五，減少材料消耗并縮短成型周期，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案耿币。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請(qǐng)了較多專利梳杏，其早的相關(guān)專利申請(qǐng)是在1995年，申請(qǐng)的25件相關(guān)專利均為螺桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)淹接，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)十性。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計(jì)量與混合模塊，使熔體/氣體混合物的均化過程獨(dú)立于塑化過程塑悼，獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力劲适，消除了翹曲和縮痕，較適用于汽車內(nèi)飾厢蒜。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機(jī)制造商霞势，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)工藝簡單斑鸦，采用液體發(fā)泡劑愕贡，通過密封螺桿加料段來使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入巷屿。該技術(shù)主要適用于纖維增強(qiáng)發(fā)泡材料固以，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%。阿博格公司的專利申請(qǐng)量不多嘱巾，主要涉及注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)憨琳，其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機(jī)是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)。筆者認(rèn)為浓冒，Trexel栽渴、Demag Ergotech等國外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時(shí)必然面臨較高的專利許可費(fèi)用稳懒。國內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國內(nèi)專利申請(qǐng)人中闲擦，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會(huì)通新材料股份有限公司（下稱會(huì)通新材料）的相關(guān)專利申請(qǐng)量多慢味，這兩個(gè)申請(qǐng)人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主，涉及的技術(shù)均為通過原料選擇來提高發(fā)泡材料的熔體強(qiáng)度和流動(dòng)性墅冷，以獲得泡孔均勻纯路、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品。

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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型寞忿，應(yīng)用方向驰唬，性能要求。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展腔彰，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代叫编，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年的歷史霹抛，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)志搓逾，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能杯拐，提高了汽車的美觀舒適度霞篡。PP以密度小、性價(jià)比高端逼、具有優(yōu)異的耐熱性能朗兵、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性顶滩、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)用余掖。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)。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長礁鲁、投資巨大浊吏、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)救氯，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛找田、更有效、更經(jīng)濟(jì)着憨、更實(shí)用的改性墩衙。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”甲抖。是由 PP樹脂漆改、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)合物准谚，其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型挫剑，且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低、質(zhì)輕柱衔、易涂裝樊破、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)愉棱。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性哲戚、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率奔滑，且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能顺少，提高材料的模量和熱變形溫度朋其。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、儀表板骨架脆炎、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一梅猿。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)。10～25mm的長玻璃纖維增強(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)度秒裕、剛度粒没、韌性，以及尺寸穩(wěn)定性好簇爆、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)。此外爽撒，LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能入蛆，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比硕勿，LG-FPP的密度低哨毁，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，可成型形狀復(fù)雜的部件源武、提高集成汽車零部件的能力扼褪、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)、減少能耗(長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%粱栖，鋁制品的35%～50%)话浇、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品闹究，具有強(qiáng)度高幔崖、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫渣淤、阻燃性能好赏寇、低浮纖、低翹曲价认、低收縮 等特點(diǎn)嗅定。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)用踩，其具有質(zhì)輕渠退、耐熱忙迁、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。隨著汽車輕量化的發(fā)展智什，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑动漾，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%荠锭，卡車旱眯、工程機(jī)械車占20% ，客車证九、商務(wù)車占35%删豺。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料，因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想愧怜，僅適合于需要表面覆皮的高端車呀页，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;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體拥坛，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源蓬蝶，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)壓的作用下猜惋，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡丸氛，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 著摔。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡缓窜、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)外飾件谍咆，如車身門板禾锤、尾門、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條摹察、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等恩掷。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%的減重供嚎，注射壓力降低約30%～50% 螃成，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%查坪，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性寸宏，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偿曙，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活氮凝。在一些部件中，如汽車風(fēng)管望忆、風(fēng)道罩阵，還可實(shí)現(xiàn)隔熱竿秆、降噪的效果，減少后道工序的成本稿壁。 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)性能幽钢，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量傅是，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件匪燕，有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對(duì)于工程塑料來說喧笔，PP帽驯、橡膠改性PP、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收书闸、質(zhì)輕尼变、成本低的優(yōu)勢(shì)，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域浆劲，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差嫌术，而這一性能卻是儀表板、操控臺(tái)和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能牌借，也是汽車外部應(yīng)用部件度气、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一，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走哺，同時(shí)還有利于涂色，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哲虾。通過添加涂層丙躏、無機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料束凑。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料晒旅，因其可塑性強(qiáng)、質(zhì)輕汪诉、回收再利用率高等特性废恋，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，無論是內(nèi)飾件扒寄、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件鱼鼓，都越來越多地用到了塑料。我國汽車保有量達(dá)到1.75億輛该编，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迄本，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)域课竣，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐嘉赎。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展置媳，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公条。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史拇囊，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)用靶橱，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能寥袭，提高了汽車的美觀舒適度。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小抓韩、性價(jià)比高纠永、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性谒拴、剛性尝江、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)英上。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長炭序、投資巨大、技術(shù)要求高苍日，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)惭聂，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效相恃、更經(jīng)濟(jì)辜纲、更實(shí)用的改性。微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體拦耐，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔耕腾。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)上杀糯，可以明顯減輕重量和成型的周期扫俺，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小固翰、平直度高狼纬，沒有縮水，尺寸穩(wěn)定骂际，成型視窗大等特點(diǎn)疗琉，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(shì)，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向歉铝。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件没炒。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，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多送火，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%拳话，卡車、工程機(jī)械車占20% 种吸，客車弃衍、商務(wù)車占35% 。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料坚俗。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想镜盯，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本猖败，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用速缆；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源恩闻，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)艺糜，注入模腔后氣體在擴(kuò)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幢尚，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 破停，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 。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡尉剩、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等真慢，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板理茎、尾門黑界、風(fēng)道等；擠出微發(fā)泡適用于密封條皂林、頂棚等朗鸠；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 式撼，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重童社，注射壓力降低約30%～50% 求厕，鎖模力降低約20% 著隆，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性呀癣，較傳統(tǒng)材料可實(shí)30%的節(jié)能美浦，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)更靈活项栏。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能浦辨，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量沼沈，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件流酬，有利于汽車的輕量化币厕。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)芽腾，既節(jié)約了塑材旦装，又減輕了重量，而且不會(huì)影響零件的任何性能摊滔。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX阴绢、Grand C-MAX、S-MAX艰躺、蒙迪歐和Galaxy等呻袭。上所述，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛腺兴，