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發(fā)泡塑料發(fā)泡塑料是通過物理或者化學的方式使塑料內部產生微孔結構而得到的一類塑料。這種塑料具有質輕狞山、隔熱全闷、緩沖、絕緣萍启、防腐总珠、價格低廉等優(yōu)點。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成發(fā)泡塑料勘纯，常見的發(fā)泡塑料有聚苯乙烯局服、聚氨酯、聚烯烴驳遵。三大發(fā)泡塑料對比聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡聚丙烯簡介發(fā)泡聚丙烯是以聚丙烯為基礎樹脂制備的發(fā)泡塑料淫奔。與常用發(fā)泡塑料相比，發(fā)泡聚丙烯具有諸多優(yōu)點堤结。發(fā)泡聚丙烯原料由于普通聚丙烯較低的熔體強度無法保證氣泡增長時泡孔壁所承受的拉伸應力唆迁，所以發(fā)泡用聚丙烯需要采用高熔體強度聚丙烯(HMSPP)。提高聚丙烯熔體強度的方法包括物理共混和化學改性兩類方法竞穷。目前生產高熔體強度聚丙烯原料的廠家有巴塞爾(Basell)唐责、北歐化工(Borealis)、陶氏化學来庭、韓國三星妒蔚、埃克森美孚等，具備聚丙烯發(fā)泡技術的廠家有JSP和Kaneka以及BASF肴盏、Berstorff公司科盛。國內很多科研院所對發(fā)泡技術進行了較多研究，部分廠家實現(xiàn)了工業(yè)化生產菜皂，如鎮(zhèn)海煉化贞绵、燕山石化樹脂研究所、武漢富蒂亞恍飘，但產品質量與國外相比仍有較大差距榨崩。發(fā)泡聚丙烯制備工藝發(fā)泡聚丙烯主要有三種制備工藝：高熔體強度聚丙烯發(fā)泡、交聯(lián)聚丙烯發(fā)泡章母、共混體系發(fā)泡工藝母蛛。發(fā)泡聚丙烯制備關鍵發(fā)泡聚丙烯產品具有良好的性能和應用前景，但技術開發(fā)難度大乳怎，聚丙烯發(fā)泡工藝關鍵技術在于通過調整過程溫度來控制聚丙烯發(fā)泡穩(wěn)定性和發(fā)泡倍率彩郊。發(fā)泡聚丙烯應用領域1.食品包裝發(fā)泡聚丙烯具有良好的可降解性，耐油性好蚪缀，這使得它在一次性包裝市場中比難降解的發(fā)泡聚苯乙烯餐具有明顯的優(yōu)勢秫逝。2.保溫隔熱發(fā)泡聚丙烯材料是一種新型的隔熱材料，耐溫能力強询枚，通澄シ可承受溫度范圍在-40～110℃，在短時間內可承受130℃高溫金蜀。3.汽車行業(yè)發(fā)泡聚丙烯材料近年來在汽車行業(yè)領域的應用日趨擴大刷后，可以大幅降低汽車重量，節(jié)省油耗廉油。4.建筑領域防水保護材料惠险、地板緩沖材料、外墻隔熱材料5.電子包裝6.緩沖包裝7.體育用品8.玩具發(fā)泡聚丙烯主要生產企業(yè)發(fā)泡聚丙烯產品具有良好的性能和應用前景抒线，但技術開發(fā)難度很大，目前國內尚未有其相關的渣慕、可工業(yè)化的產品出現(xiàn)嘶炭，核心技術主要掌握在JSP和ANEKA這兩家公司手中。

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摘要:長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質高強的復合材料逊桦，在滿足汽車零部件性能的同時眨猎，對零部件減重具有明顯貢獻，目前在汽車零部件應用上備受青睞强经。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應用和發(fā)展現(xiàn)狀睡陪，詳細介紹了薄壁注塑、物理發(fā)泡、化學發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術概況兰迫，并展望了PP-LGF在儀表板上的應用前景信殊。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來，隨著我國經濟的不斷發(fā)展汁果，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展涡拘。然而，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴重据德，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染鳄乏，已經成為汽車行業(yè)的研究熱點，其中棘利，使用質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展[1]橱野。運用復合材料來部分取代車身結構件及內、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法善玫。在眾多的復合材料中仲吏，長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價格、優(yōu)良的力學性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞蝌焚。與短玻纖增強聚丙烯材料（PP-SGF）相比裹唆，PPLGF在強度、剛度只洒、翹曲度许帐、耐疲勞、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢毕谴，因此成畦，使用PP-LGF生產的汽車零部件可進一步實現(xiàn)重量及成本的降低。1 長玻纖增強聚丙烯材料性能特點長玻纖增強聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種涝开，即熔融浸漬循帐、溶液浸漬、粉末浸漬舀武、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]拄养，而在汽車零部件領域主要應用的為熔融浸漬法。熔融浸漬法生產的PP-LGF粒子的長度一般為8mm～15mm银舱，其中玻纖的含量可達20%～60%瘪匿，粒子中玻纖的保留長度可達1mm～3mm,如圖1所示，相較于玻纖保留長度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料寻馏，PPLGF因其內部纖維構成的三維網絡結構棋弥，可保證產品具有更優(yōu)的力學性能、抗沖擊性能诚欠、耐蠕變性能等特點顽染，更加適合應用于汽車領域對結構性能要求較高的零部件漾岳。此外，如表1所示粉寞，隨著纖維含量的增加尼荆，PP-LGF的性能也隨之提高。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材料性能對比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應用儀表板是汽車內飾中的重要部件仁锯，為提升汽車內飾的感知質量耀找，中、高檔車型普遍會采用軟質儀表板业崖，即在儀表板骨架表面增加軟質表皮層野芒。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件，同時也是電器件和其他功能件的承載結構双炕，因此要求其具有高強度及高剛性狞悲，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料妇斤，在滿足相關性能的同時摇锋，可提升儀表板吸能性能，同時可將現(xiàn)有儀表板骨架的設計厚度由3mm～3.5mm降低到1.8mm～2.5mm站超，從而降低儀表板骨架重量荸恕，推動汽車內飾輕量化。以下將從PP-LGF應用于儀表板上的薄壁注塑死相、物理發(fā)泡融求、化學發(fā)泡三種成型工藝方面，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應用算撮。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產品壁厚減薄生宛，在模具中進行加工的一種成型方法，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比肮柜，PP-LGF材料運用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產品壁厚一般為2.5mm左右陷舅，整體減重可達約25%。該工藝的投入成本較低审洞，重量優(yōu)勢明顯莱睁。目前，該工藝在國內和國外合資品牌中预明，如吉利缩赛、大眾、上汽撰糠、福特等均有應用，一般選擇PPLGF20材料辩昆，設計的產品壁厚一般為2.2mm～2.5mm阅酪。然而，薄壁注塑工藝也存在兩點問題，首先是該工藝的模具成本較高术辐，使用薄壁注塑砚尽，成型模具需要采用熱流道設計，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高辉词。其次必孤，注塑工藝管控和注塑精度要求高，因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性[3]瑞躺，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產品翹曲變形較為嚴重敷搪，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 工藝幢哨，它是以熱塑性材料為基體赡勘，通過將超臨界流體（二氧化碳或氮氣） 溶解到熱熔膠中形成單相溶體，并保持在高壓力下捞镰，然后闸与，通過開關式射嘴射進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)定性從而在產品內部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]岸售，該項技術早期由麻省理工學院發(fā)明践樱，1995年由美國Trexel公司將技術實現(xiàn)全球商品化。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短凸丸、產品尺寸穩(wěn)定性好拷邢、翹曲低、產品輕量化和工藝適用性廣甲雅。MuCell工藝使用超臨界流體解孙，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段抛人，縮短成型周期弛姜，同時，可使壓力分布均勻妖枚，有效降低PPLGF產品內應力廷臼，降低因長玻纖各項異性導致的產品翹曲，增加產品的尺寸穩(wěn)定性绝页。另外荠商，泡孔填充可有效避免產品表面縮痕，微孔結構擴充续誉，降低材料密度莱没，產品重量減輕，較同材質實體酷鸦，重量可降低5%～10%饰躲。目前牙咏，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應用了該工藝，骨架產品設計壁厚2.4mm嘹裂，相較于實心材料重量降低了10%妄壶，此外，長城和大眾也有應用于此項技術寄狼。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高丁寄，工藝難度大，同時相關研究表明泊愧，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時伊磺，產品性能會下降10%左右，基本滿足性能要求拼卵，減重超過8%奢浑，機械性能和耐熱老化性能急劇下降，不能滿足要求腋腮。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%雀彼。2.3 化學發(fā)泡化學發(fā)泡工藝包括模內發(fā)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝（core-back）（如圖2所示），二者均是在注塑過程中即寡，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑徊哑，受熱分解產生的二氧化碳等氣體，使產品形成微孔發(fā)泡結構聪富，以降低材料密度莺丑，減輕產品重量[6]。其中墩蔓，core-back工藝因使用了二次開模梢莽，相較于模內化學發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高奸披，產品中形成的泡孔數(shù)量更多昏名，產品的減重比更大。一般來說阵面，模內化學發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%～8%左右轻局，而core-back工藝可高達30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定样刷。同物理發(fā)泡工藝一樣仑扑，化學發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應用減重的同時，減少產品翹曲變形置鼻，提升產品穩(wěn)定性镇饮，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前箕母，寶馬5系已在儀表板骨架上應用了PP-LGF的core-back工藝盒让，產品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm梅肤，重量降低了約40%司蔬，此外大眾的部分車型也已使用模內化學發(fā)泡工藝邑茄。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴，開模的周期較長俊啼，模具成本也比模內發(fā)泡模具高肺缕，而且該工藝的技術難度較高，后期調試周期較長授帕，產品的綜合成本較高同木。模內發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴，產品的減重效果不是特別明顯跛十，減重效果低于薄壁注塑工藝彤路，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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說到一次性容器你是不是認為紙比塑料更環(huán)保呢芥映？這可不一定洲尊，塑料具有重量輕，不易受水和陽光影響的特點奈偏，適合制作容器坞嘀，但也因為這樣的特點使得塑料不易被大自然分解，容易造成大量垃圾惊来，因此后來出現(xiàn)紙質容器丽涩，但紙質容器也不是沒有缺點，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大裁蚁。首先因為紙張?zhí)焐滤冈ǎ龅剿蜁浕瑳]辦法單獨承裝液體枉证，因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜矮男，所以摸起來感覺滑滑的。但這種復合材質的設計就會造成回收的難題刽严，紙加塑料淋膜的設計當被送到回收廠時昂灵，如果沒有特殊技術是無法將紙與塑料淋膜分離，不能分離就無法重新回收材料再利用舞萄，而被放在自然環(huán)境中也因為是復合材料很難被分解眨补，所以紙杯基本上只能焚燒。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質越單一越容易回收再利用倒脓，現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點撑螺，耐熱，抗腐蝕又安全崎弃，還可以在微波爐內加熱甘晤，只要經過發(fā)泡加工處理含潘，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器，并且材質單一只要回收方式正確就能再利用线婚。發(fā)泡技術是塑料在擠出遏弱，吹塑等加工過程中為了減輕產品的重量，將二氧化碳或氮氣注入到特殊的塑化裝置中塞弊，使氣體與原料充分混合漱逸，讓塑料產生反應形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程，利用發(fā)泡技術生產出來的產品具有輕量化游沿，緩沖吸震饰抒，吸音，保溫等特點诀黍，廣泛應用于包裝袋坑，建筑建材等行業(yè)。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術的發(fā)展已有幾十年的歷史了眯勾，在20世紀20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木枣宫，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的，從那以后的三十年內幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術制成泡沫塑料咒精。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后镶柱，人們對這種微孔新型塑料日益感興趣，并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術模叙。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)可以分為兩種歇拆。一種是物理發(fā)泡劑，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳范咨，氮氣故觅，氨氣等氣體，并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學反應渠啊，而且在氣態(tài)時在塑料中的擴散速度會低于在空氣中的擴散速度输吏。另一種是化學發(fā)泡劑，它是一種當受熱后就會釋放如氮氣替蛉，二氧化碳等的物質贯溅，釋放氣體的速度能夠控制，化學發(fā)泡劑一般有碳酸銨躲查，碳酸氫鈉等它浅。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中镣煮，再經過降壓釋放出氣體姐霍，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔，這種發(fā)泡法由于成本較低，發(fā)泡后對不會留下殘余物镊折，并且對發(fā)泡塑料性能不會改變胯府。另一種是化學發(fā)泡法，這種是利用化學方法產生氣體來使塑料發(fā)泡恨胚，是對加入塑料中的化學發(fā)泡劑進行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡骂因，還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學反應釋放出氣體而進行發(fā)泡。 后一種是機械發(fā)泡与纽，使用機械攪拌的方法使氣體混入材料中侣签，然后經定型過程形成泡孔的泡沫塑料。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后急迂，發(fā)泡劑的分子就會在塑料中形成很多微小氣泡（氣泡核），隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加蹦肴，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大僚碎，隨著塑料產品的成型后溫度和壓力開始降低，氣泡也會停止增長并且慢慢成型阴幌，這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔勺阐。所以不管采用什么發(fā)泡工藝，使用哪種發(fā)泡劑都要經過形成氣泡核矛双，氣泡核膨脹渊抽，氣泡固化成型這個過程。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產品中常用的就是發(fā)泡膜议忽，也就是我們常說的珍珠棉懒闷，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點，如防震栈幸，防潮愤估，韌性好等，來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的速址。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯玩焰，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合，通過管道將其吸入到擠出機入料口芍锚，同時在擠出機中還要加入發(fā)泡劑昔园。在擠出機中需要加溫讓原料熔化，再通過噴淋冷卻降溫以達到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡并炮，然后從機頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜默刚。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開，展平后收成卷渣触，這樣就可切割后包裝產品了羡棵。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機在上面印上需要的圖案或者文字。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀嗅钻，后通過機器壓封成包裝袋皂冰，這樣就可以用于包裝產品了店展。塑料通過發(fā)泡技術能讓其內部形成氣泡，能讓生產出來的產品更加輕便秃流，還能起到包裝保護的功能赂蕴，現(xiàn)在科學家研究出了一種氣泡金屬，也具有這樣的性能舶胀，它就像金屬的氣泡包裝材料概说。這種復合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的，它是一種新型復合材料并不是普通的金屬嚣伐，它比合金鋼要輕70%糖赔，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量，具備防輻射轩端，防彈放典，防火的能力，在遭遇壓力時其內部的氣泡能起到緩沖保護的作用基茵，也許將來我們就能用到這種氣泡金屬奋构。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高，怎么提高可持續(xù)性以及提升效率拱层，推動材料和能源消耗的下降弥臼，以及材料性能的提升，成本降低根灯，有些可以通過輕量化實現(xiàn)径缅，而發(fā)泡技術就是輕量化未來發(fā)展的方向。那些用于包裝箱吕，汽車芥驳，建筑和日用消費品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡，輕量化結構在發(fā)展茬高，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎原材料使用兆旬，各種利用發(fā)泡技術制造出來的塑料產品在我們生活中的使用將越來越廣泛。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱怎栽、隔音丽猬、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能，近年來被廣泛應用在包裝熏瞄、建 筑脚祟、汽車等行業(yè)。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降强饮，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結構由桌，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術難度大，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內外的廣泛關 注行您。文中從制備工藝铭乾、發(fā)泡裝備、性能改進娃循、表征方法等方面綜述了近年來國內外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動態(tài)炕檩，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)泡材料具有質輕捌斧、抗沖緩震笛质、 耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性捞蚂，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比妇押，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 常適合模塑成型洞难，可以生產具有復雜幾何結構以及高 維尺寸精度的制品舆吮。 早實現(xiàn)工業(yè)化生產的珠粒發(fā)泡產品是聚苯乙烯 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)队贱。其中，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE潭袱，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS柱嫌，此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異屯换，是非常環(huán)保的材料编丘，因此 EPP 被廣 泛應用于包裝、建筑彤悔、汽車等行業(yè)嘉抓，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視晕窑，本文從 EPP 的生產工藝抑片、裝備、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)杨赤。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敞斋。如 Fig. 1 所示，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疾牲，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植捎， 這個階段中 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阳柔，穩(wěn)定后經冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒焰枢。聚丙烯發(fā)泡珠粒的生產方法 目前工業(yè)化生產 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，反應釜法也是目前應用廣泛的 EPP 的工業(yè)化生 產工藝;另 一 種 是 以 德 國 Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝，相對于工藝成熟的反應 釜法而言济锄，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛暑椰。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，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內壓力升高拟淮，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)泡珠粒干茉。根據(jù)反應釜 中分散介質的不同，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很泊，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角虫，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解，釜內壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中委造，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中戳鹅，所需壓力約2 ～ 6 MPa。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制昏兆、發(fā)泡倍率高枫虏、泡孔結構 好、可二次發(fā)泡爬虱，缺點是間歇式生產導致成本較高隶债。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產工藝能夠生產 密度低于 0. 045 g /cm3 、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP跑筝。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應釜中死讹， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度曲梗，繼續(xù)保溫一段時間赞警，打開高壓釜放出分散體 到大氣中，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虏两。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌愧旦、離心分離后在空氣中靜置老化，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產工藝定罢。改進生產設備的結構也能在一定程度上改善 EPP 的 性 能笤虫。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實驗設備制備了 EPP，該設備在反應釜下端加裝了一個排料口模引颈，卸壓時 PP 通過排料口模進入 收集裝置中耕皮，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融、結晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響蝙场。結果 表明凌停，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少， 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比售滤，密度降 低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比罚拟，密度增 加台诗。 國內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)，發(fā)泡系統(tǒng)結構分反應釜 與收集釜赐俗，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒拉队。 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。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑阻逮，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粱快，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP。其工藝改進在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內飽和壓力不變叔扼，恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻事哭，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃，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 顆粒中瓜富，所以其關鍵控制條件有反應釜的 溫度鳍咱、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)泡劑的溶解与柑。目前反應釜法的工 藝已經比較成熟谤辜，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用，探索新的生產工藝條件和生產裝備來降低其成本 是今后研究所需解決的問題价捧。擠出法: 擠出法生產 EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個水下切粒裝置丑念，如 Fig. 4 ［14］。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經過擠出機均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡结蟋，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)泡珠粒渠欺。擠出法可連續(xù)生 產、效率高椎眯、珠粒尺寸均勻，缺點是生產過程中的工藝 參數(shù)難以控制胳岂，此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動编整，而當溫度高于熔點后，熔體強度又急劇下降乳丰，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )掌测，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高，一般要用改性的熔 體強度較高的 PP产园，這些缺點限制了擠出法的應用與發(fā) 展汞斧。 德國 Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產線是目前比較成熟的擠出法生產發(fā)泡珠粒的工藝。 采用丁烷作發(fā)泡劑什燕，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料粘勒，可以生產發(fā)泡倍率約 60 倍，直徑為3 ～ 5 mm屎即，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 庙睡。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度事富， 得到更 好 的 泡 孔 結 構，從 而 改 進 EPP 的 性 能乘陪。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑统台，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)，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍啡邑，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料贱勃。實驗表明，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度谤逼，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度贵扰，還 能夠增加氣泡成核點，誘導發(fā)生異相成核森缠，從而得到泡 孔密度拔鹰、體積膨脹比都較大的 EPP。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比贵涵，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 合列肢，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度，缺點是設備成本較高宾茂。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)瓷马，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% ， 3% 跨晴，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP欧聘，研究表 明，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關系端盆，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 增加怀骤。另外，隨著 CO2 注入量的增加焕妙，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加蒋伦，但泡孔密度則是先增大后減小。擠出法生產 EPP 作為連續(xù)焚鹊、高效的生產工藝痕届，是 今后 EPP 生產的發(fā)展方向。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末患，此 外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2 的應用也是今后的發(fā) 展方向研叫，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，增加成核密度璧针，得到微孔的 發(fā)泡材料嚷炉。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，此外其還具有無毒陈莽、不易燃渤昌、化學惰性等 優(yōu)點虽抄，近年來受到了廣泛的關注，是替代傳統(tǒng)化 學發(fā)泡劑的選擇独柑。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同迈窟，對性能的要求 也不同，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能忌栅，建筑 材料則需要良好的隔音车酣、隔熱性能，而汽車部件則需要 更好的剛性等索绪，通常需要對 EPP 的性能進行改進來適 應不同的需求湖员。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產工 藝，二是對 PP 原料進行改性瑞驱。前者主要是通過改進 生產中的工藝流程娘摔、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能，這些手段可以有效地調節(jié) EPP 的結構與 形態(tài)唤反，有利于得到泡孔直徑更小凳寺、發(fā)泡倍率越大的產 品，但由于對材料本身的改變不大彤侍，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 產品的性能肠缨，PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)、物理共混盏阶、熔融支化等晒奕，通過對原料的改 性，不但能夠提高其熔體強度名斟、降低其發(fā)泡難度脑慧、得到 更好的泡孔結構，同時也能有目的地改進 EPP 的力學 性能砰盐，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向漾橙。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性、改善其緩沖性 能楞卡，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產工藝。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內的壓力脾歇，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蒋腮，避免了顆粒在管道中粘 結，此外反應釜內蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹藕各，后者會使顆粒的冷卻速率變緩池摧，顆粒表面與內 部充分冷卻凝固，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性激况。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 作彤，發(fā)泡倍率為30 ～ 60膘魄， 閉孔含量為 90% ，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP竭讳。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法创葡，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響，納米碳酸鈣的比表面積大绢慢，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用灿渴，從而使 EPP 的泡孔密度增 大，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄胰舆。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)骚露、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， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP缚窿。實驗 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結構從而增 強線性聚丙烯的熔體強度棘幸，對比而言，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好倦零，其泡孔的結構尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好误续。