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衢州POE价格

发布时间:2024-02-11 01:04:52
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聚丙烯微孔发泡材料的特殊应用价值:微孔发泡材料的韧性高、疲劳寿命长、比强度高、热稳定性高、介电常数低。除此之外还有质轻、隔热、吸震、隔音、价格低廉等特点。这是因为这种材料中有比塑料中原有的缺陷或微细裂缝小得多的孔径,这种孔径能钝化塑料中原有裂缝的尖端,所以不会降低塑料的强度。因此,在汽车、航天航空和其他各种运输工具等领域有特殊的应用价值。聚丙烯微孔发泡通过研究熔体流动速率和微孔发泡PP性能之间的关系发现,低熔体流动速率的聚丙烯微孔发泡材料具有良好的机械性能。日本Sumitom化学公司利用几种熔体流动速率不同的聚合物共混发泡,制得了一种冲击强度高且具有类似于皮革结构纹理的柔软片材,这种泡沫塑料的发泡倍率在1.1~2.0之间。聚丙烯微孔发泡材料成核剂改性聚丙烯材料:PP是一种不完全结晶的通用塑料,它的结晶速度较慢慢,容易形成尺寸较大的球晶,导致制品的光泽度和透明性差,制品的外观缺乏美感,限制了其在透明包装和日用品等领域的应用。利用成核剂改性聚丙烯,是一种制备透明度高,力学性能优异的聚丙烯材料的简单有效的方法,因此在聚丙烯的改性当中被广泛应用。陈枝晴等研究了聚丙烯的透明性,适量的成核剂和相应的分散剂能提高聚丙烯的透明性;且共聚PP的透明性比均聚PP好。张广平等采用2,2-亚甲基-双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作为聚丙烯的成核剂,研究了成核剂对复合材料力学性能的影响。结果表明:这种成核剂的佳质量分数为0.4%。此时,复合材料的结晶温度提高了11℃~15℃,结晶度增加3%~6%,结晶速率显著增加;材料的模量提高了20%~30%,弯曲强度也提高了10%~20%。纤维增强聚丙烯材料:纤维增强聚丙烯复合材料是目前热塑性塑料市场中增长较快的塑料品种之一,尤其是在汽车用塑料中。为了能够更好的发挥纤维的增强作用,在塑料中纤维长度需要大于LC,既零界长度,LC取值与塑料的种类有直接关系。如果纤维的长度小于LC,其增强效果与一般的粉末填料区别不大。例如,玻纤增强PP中,玻璃纤维的零界长度为3.1 mm;而在另外一种经过化学改性的PP中,LC可能降到0.9mm以下。对于普通的短玻纤增强塑料,制品中的纤维长度一般只有0.2~0.6mm,限制了制成品性能的提高。而在长玻纤增强塑料部件中,玻璃纤维的残留长度可以达到3mm以上,大大提高了制品的物理机械性能。聚丙烯微孔发泡材料应用价值由于长纤维增强热塑性塑料制品中的纤维残留长度较长,它的冲击强度比普通的纤维增强材料高了4倍左右;比强度(17.2%)更是比铝材料(9.8%)都高;此外,这种材料的加工流动性好,制品外观光亮、无塌坑等缺陷,制品的成型收缩率也小。的研究成果表明,长玻纤增强聚丙烯(LFG/PP)和短玻纤增强聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纤维直径和含量相同时,LFG/PP的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度明显高于SFG/PP。

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新材料研习社报道,随着汽车工业的快速发展,轻量、舒适、绿色、环保成为汽车工业发展的主要方向。汽车轻量化技术能够减轻车身重量、降低油耗,是实现节能减排的重要措施之一。目前,汽车零部件更多地采用塑料材料替代笨重、昂贵的金属构件,“以塑代钢”成为解决汽车工业发展要求的佳方案,汽车塑料化程度已经成为衡量汽车设计和制造水平的重要标志。在当前的车用塑料中,聚丙烯是用量、使用频次、增长速度的品种。聚丙烯在汽车工业中用量迅速增长是因为其密度小、体积轻、设计空间广,绿色环保、性能优异及其制造成本低。聚丙烯微孔发泡聚丙烯在汽车外装饰件的应用特点是以塑代钢,减轻汽车自重。聚丙烯是一种由丙烯聚合(均聚PP)或丙烯和乙烯共同聚合(共聚PP)而成的无臭、无毒、半透明的聚合物。聚丙烯按甲基(-CH3)空间排布的位置可分为等规聚丙烯(Isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(Atactic polypropylene)和间规聚丙烯(Syndiotactic polypropylene)三种。聚丙烯具有优良的柔韧性、耐化学腐蚀性、耐热性、介电性能,以及高强度的机械性能和高频绝缘性,且不受湿度的影响,聚丙烯的种类及性能。目前,为了进一步改善聚丙烯的性能,通常采用化学改性(共聚改性、交联改性、接枝改性、添加成核剂等)或物理改性(添加有机或无机助剂等)改变高分子组分与大分子结构、晶体构型或填充、共混、增强等来实现性能优化。改性聚丙烯根据特点和功能可分为长玻纤增强聚丙烯材料、免喷涂聚丙烯材料、聚丙烯微发泡材料、高溶体强度聚丙烯、环保阻燃聚丙烯材料、抗菌聚丙烯、耐刮擦聚丙烯材料,及低气味、低VOC聚丙烯材料等。01 聚丙烯的车用优势性能优势聚丙烯在强度、刚度、硬度、耐热性上均优于聚乙烯;能够在100℃的温度下正常使用,具有良好的尺寸稳定性、热稳定性、较好的力学性能、较高的耐冲击性、机械性质强韧,化学稳定性良好且不受湿度影响。聚丙烯外观透明而轻,密度为0.89~0.91 g/cm3,是目前塑料中轻的品种之一。因此,采用聚丙烯替代传统的金属材料可以进一步实现重量的降低。另外,由于近年聚丙烯改性技术的发展使聚丙烯在汽车工业的发展占据优势。保优势聚丙烯为无毒、无味、无臭的乳白色透明高结晶聚合物,属于环保材质。聚丙烯不仅可回收再利用,而且在聚丙烯主链上含有叔碳原子,在高温和氧化作用下能够产生分子链分解反应,使聚丙烯具有降解特性,大大地降低了白色污染带来的环境问题。成本优势聚丙烯的生产原料来源路径多样,主要有油、煤、甲醇、丙烯等。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增长快的一种原料来源方式。由于我国煤炭资源丰富,且煤炭的价格较为稳定,煤制备聚丙烯成本浮动小。同时,聚丙烯容易加工成型,生产工艺简单,其生产成本远远低于现有的其他塑料材料。02 车用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽车领域应用的核心基材,但由于聚丙烯的性能缺陷,包括收缩率大、容易产生翘曲变形、低温易脆断等,决定其必须通过改性才能满足车用部件的特殊需求。聚丙烯的改性原理是基于车用零件的具体要求,优化基体树脂的结构和组成,采用化学或物理方法来进行改性。长玻纤增强聚丙烯长玻纤增强聚丙烯是采用长度为 10~25 mm的玻璃纤维与基体树脂进行复合而形成的改性聚丙烯复合材料,与普通聚丙烯材料相比,通过玻璃纤维增强的聚丙烯的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高,能够与ABS塑料的相关产品相媲美。长玻纤增强聚丙烯具有更好的耐热性能,且成本远低于ABS塑料;另外,长玻纤增强聚丙烯的高温耐疲劳强度甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙高出10%,同时兼具更优异的抗翘曲特性。普通聚丙烯与长玻纤增强聚丙烯的性能对比。发泡改性聚丙烯发泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料为基体,通过物理或者化学的方式使塑料中间层密布尺寸十到几十微米的封闭微孔结构。发泡改性技术突破了传统聚丙烯的诸多局限,可以减轻制品的质量和成型周期;同时使制品具有内应力、翘曲小的特性,在注塑成型中更平整、笔直和稳定;另一方面,由于微孔的支撑作用,使材料的抗冲击性能和抗压吸能性能更优异,在受到多次连续撞击和挠曲变形后能够很快恢复原始形状。低气味、低VOC聚丙烯低气味、低 VOC 聚丙烯材料的研究是车用塑料发展的一个重要方向,尤其针对处于相对封闭空间的汽车内饰用聚丙烯材料,对聚丙烯提出了绿色、环保的要求。低气味、低 VOC 聚丙烯是通过在填料、加工助剂的选择、成型及后处理工艺等各个环节上来优化以减少小分子的产生,从而控制气味的产生。

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摘要:长玻纤增强聚丙烯材料(PP-LGF)作为一种轻质高强的复合材料,在满足汽车零部件性能的同时,对零部件减重具有明显贡献,目前在汽车零部件应用上备受青睐。文章主要介绍了PP-LGF在汽车仪表板轻量化方面的应用和发展现状,详细介绍了薄壁注塑、物理发泡、化学发泡三种成型工艺实现仪表板轻量化的技术概况,并展望了PP-LGF在仪表板上的应用前景。聚丙烯微孔发泡近年来,随着我国经济的不断发展,汽车工业也得到了快速发展。然而,由此引发的环境问题也日益严重,通过汽车轻量化来降低油耗从而降低环境污染,已经成为汽车行业的研究热点,其中,使用质量更轻的非金属材料替代传统金属材料的研究在近年来也取得了较大进展。运用复合材料来部分取代车身结构件及内、外饰装饰件是汽车轻量化的一种行之有效的方法。在众多的复合材料中,长玻纤增强聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的价格、优良的力学性能和环境友好性而获得更多的青睐。与短玻纤增强聚丙烯材料(PP-SGF)相比,PPLGF在强度、刚度、翘曲度、耐疲劳、缺口冲击强度和尺寸稳定性等方面更具优势,因此,使用PP-LGF生产的汽车零部件可进一步实现重量及成本的降低。1 长玻纤增强聚丙烯材料性能特点长玻纤增强聚丙烯材料的制备工艺主要分为5种,即熔融浸渍、溶液浸渍、粉末浸渍、纤维混编工艺以及薄膜叠层工艺,而在汽车零部件领域主要应用的为熔融浸渍法。熔融浸渍法生产的PP-LGF粒子的长度一般为8mm~15mm,其中玻纤的含量可达20%~60%,粒子中玻纤的保留长度可达1mm~3mm,如图1所示,相较于玻纤保留长度仅为0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料,PPLGF因其内部纤维构成的三维网络结构,可保证产品具有更优的力学性能、抗冲击性能、耐蠕变性能等特点,更加适合应用于汽车领域对结构性能要求较高的零部件。此外,随着纤维含量的增加,PP-LGF的性能也随之提高。长玻纤增强聚丙烯材料在仪表板上的应用仪表板是汽车内饰中的重要部件,为提升汽车内饰的感知质量,中、高档车型普遍会采用软质仪表板,即在仪表板骨架表面增加软质表皮层。仪表板骨架作为仪表板系统的主体部件,同时也是电器件和其他功能件的承载结构,因此要求其具有高强度及高刚性,目前在仪表板骨架上使用为广泛的为PP材料,采用相同密度的PP-LGF材料替代传统PP材料,在满足相关性能的同时,可提升仪表板吸能性能,同时可将现有仪表板骨架的设计厚度由3mm~3.5mm降低到1.8mm~2.5mm,从而降低仪表板骨架重量,推动汽车内饰轻量化。以下将从PP-LGF应用于仪表板上的薄壁注塑、物理发泡、化学发泡三种成型工艺方面,介绍PP-LGF在仪表板轻量化方面的应用。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工艺是直接将产品壁厚减薄,在模具中进行加工的一种成型方法,与传统PP材料注塑的3mm~3.5mm壁厚的仪表板骨架相比,PP-LGF材料运用薄壁注塑工艺制造的仪表板骨架产品壁厚一般为2.5mm左右,整体减重可达约25%。该工艺的投入成本较低,重量优势明显。目前,该工艺在国内和国外合资品牌中,如吉利、大众、上汽、福特等均有应用,一般选择PPLGF20材料,设计的产品壁厚一般为2.2mm~2.5mm。然而,薄壁注塑工艺也存在两点问题,首先是该工艺的模具成本较高,使用薄壁注塑,成型模具需要采用热流道设计,热流道模具的成本要比普通注塑工艺的模具成本高。其次,注塑工艺管控和注塑精度要求高,因为PP-LGF中长玻纤分布的各向异性,采用PP-LGF材料的薄壁注塑产品翘曲变形较为严重,尺寸稳定性较差。2.2 物理发泡物理发泡工艺又称为MuCell 工艺,它是以热塑性材料为基体,通过将超临界流体(二氧化碳或氮气) 溶解到热熔胶中形成单相溶体,并保持在高压力下,然后,通过开关式射嘴射进温度和压力较低的模具型腔,由于温度和压力降低引发分子的不稳定性从而在产品内部形成从十到几十微米不等的封闭气泡微孔[4-5],该项技术早期由麻省理工学院发明,1995年由美国Trexel公司将技术实现全球商品化。MuCell 工艺优势为成型周期短、产品尺寸稳定性好、翘曲低、产品轻量化和工艺适用性广。MuCell工艺使用超临界流体,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔体流动性。泡孔成长压力代替传统注塑中的保压阶段,缩短成型周期,同时,可使压力分布均匀,有效降低PPLGF产品内应力,降低因长玻纤各项异性导致的产品翘曲,增加产品的尺寸稳定性。另外,泡孔填充可有效避免产品表面缩痕,微孔结构扩充,降低材料密度,产品重量减轻,较同材质实体,重量可降低5%~10%。目前,福特新蒙迪欧在仪表板骨架上应用了该工艺,骨架产品设计壁厚2.4mm,相较于实心材料重量降低了10%,此外,长城和大众也有应用于此项技术。MuCell 工艺的缺点是一次性投入高,工艺难度大,同时相关研究表明,使用该工艺对仪表板减重比控制在3%~8%时,产品性能会下降10%左右,基本满足性能要求,减重超过8%,机械性能和耐热老化性能急剧下降,不能满足要求。若使用MuCell 工艺推荐减重比为3%~5%。2.3 化学发泡化学发泡工艺包括模内发泡工艺和二次开模发泡工艺(core-back),二者均是在注塑过程中,利用塑料粒子中加入的碳酸氢钠和碳酸铵类的无机发泡剂,受热分解产生的二氧化碳等气体,使产品形成微孔发泡结构,以降低材料密度,减轻产品重量。其中,core-back工艺因使用了二次开模,相较于模内化学发泡,发泡的倍率更高,产品中形成的泡孔数量更多,产品的减重比更大。一般来说,模内化学发泡的减重比相比于实心材料在5%~8%左右,而core-back工艺可高达30%~50%,具体根据退模行程决定。同物理发泡工艺一样,化学发泡工艺可在PP-LGF材料应用减重的同时,减少产品翘曲变形,提升产品稳定性,而且二次开模发泡工艺能够适用于做外观件。目前,宝马5系已在仪表板骨架上应用了PP-LGF的core-back工艺,产品壁厚由初始1.8mm左右发泡到3.8mm,重量降低了约40%,此外大众的部分车型也已使用模内化学发泡工艺。core-back工艺的缺点是发泡剂较贵,开模的周期较长,模具成本也比模内发泡模具高,而且该工艺的技术难度较高,后期调试周期较长,产品的综合成本较高。模内发泡工艺的缺点是发泡剂较贵,产品的减重效果不是特别明显,减重效果低于薄壁注塑工艺,物理发泡工艺和core-back工艺。

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发泡材料品种众多,大多数热塑性塑料和热固性塑料都能加工成发泡材料。热塑性塑料发泡材料是指以高分子聚合物(塑料、橡胶、弹性体)为基础而其内部具有无数气泡的微孔材料,也可以视为以气体为填料的复合材料。下面介绍热塑性塑料发泡材料的四大成型工艺。一、模压成型聚丙烯微孔发泡模压成型属于较早的发泡工艺类型,所以对模压发泡并没有规范的缩写命名。直到近年来聚丙烯模压发泡材料涌现出来后,被冠以“M”,定义为“MPP”。近年来涌现出MPP,几乎是我国独创的一种发泡PP。其制造工艺是以压机做为发泡的关键设备,原理上与传统的模压发泡没有本质的不同,关键的区别在于发泡剂不是传统的AC化学发泡剂,而是采用超临界CO2,因而发泡倍率可以高达20多倍,且非常环保。具体的制造方法是,先采用混炼、压延、挤出等各类加工工艺将PP 制成不同厚度的薄板,然后将这些薄板剪裁好放置在大型压机中的模具中,合上模具。加热压机的上下模板,将PP板材的温度上升至PP的熔点附近,与此同时从不同方位向模具中注入超临界CO2,在充分浸渍PP板材后,将PP板材的温度降至适于发泡的温度,迅速释放压机的压力,让PP板材充分发泡并降温,即得到MPP发泡板材。MPP产品的制造以及制品的优点在于:在固体形态下浸渍;对PP熔体强度要求较低;发泡过程易于控制;产品泡孔精细、均匀;材料力学性能优;超临界CO2较为环保且不会燃烧。但不足点也是比较明确的,如:浸渍速度慢;必须经历制成薄板的预加工工艺过程;受聚丙烯结晶度的影响很大;靠压机进行生产,不仅不连续,且效率较低,难以大规模工业化;应用领域不十分明确;在发泡PP中属于制造成本较高的工艺。二、可发性珠粒模塑成型可发性珠粒模塑成型工艺,即在高压釜中,在一定时间内,通过高压将物理发泡剂在预定温度下浸渍进入基体树脂的细小粒料之中,然后冷却体系温度至室温,即得到可发性珠粒。使用时,先在一定的发泡温度下,利用水蒸气或热空气使可发性珠粒预发泡一下,得到绿豆大小预发泡的可发性珠粒。在制备制品时,将预发泡的可发性珠粒放入模具中加热、减压,使预发泡的可发性塑料珠粒进一步膨胀并相融合,形成预定形状的发泡材料,即称为可发性珠粒模塑成型。由于都是采用物理发泡剂,因而发泡倍率较大。三、挤出发泡成型将塑料与发泡剂(物理或化学)分别加入挤出机的不同位置,高压下在挤出机中熔融形成均匀的溶液,然后在口模处突然泄压、发泡、冷却,制成板材、片材甚至管材等。在挤出发泡过程中,发泡剂在高压状况下必须与塑料形成均匀的溶液,并在口模处瞬间泄压、发泡、冷却、形成发泡材料,不可能借助固相或者结晶的约束力,故而对塑料的熔体强度要求很高,特别需要熔体在拉伸过程中具有较强的应变硬化的性能,因此发泡难度较大。四、注塑发泡成型注塑发泡材料是发展相对较晚的一种发泡材料,主要因为传统注塑工艺与发泡必备条件之间存在矛盾。当今的注塑发泡材料仅限于发泡倍率很低的制品,甚至于发泡并非是主要目的,而仅仅为了减小注塑制品的收缩率与变形,特别是在托盘,支架等大型制品的注塑中。聚赛龙公司通过配方的优化设计、精准的加工工艺、特殊的螺杆组合及配混工艺研制的可微发泡改性PA6区别于普通可微发泡改性PA材,使其在高表面要求、发泡效率及稳定性上具备优势,使其能够满足大型微发泡汽车注塑件。

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概述聚丙烯微孔发泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 简称MPP,是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔发泡材料(更严格地定义是泡孔尺寸小于10微米,泡孔密度大于10的9次方个/cm3)。由于材料内部大量微米级泡孔的存在,MPP具有优异的减震、缓冲、隔热和吸声等性能,可广泛应用于包装、交通工具、箱包、体育器材等领域,是传统EVA、PU、PS发泡材料、EPE和EPP的替代物。丙烯微孔发泡性能与应用应用超临界二氧化碳技术(supercritical carbon dioxide) 制备MPP,在高温高压下将二氧化碳气体导入聚丙烯材料基体,并诱导其成核、发泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔发泡材料。发泡过程清洁无污染,发泡制品卫生环保。发泡过程PP材料未发生交联,因此可回收循环使用。聚丙烯(PP)本身是无毒材料,是目前婴儿奶瓶和可微波加热餐盒的常用材料。清洁卫生的MPP特别适合于医疗器械、食品等包装材料卫生等级要求较高的领域。也可应用于儿童拼图、玩具等对产品健康要求较高的领域,代替常用的由AC发泡剂制造的交联PE泡沫,EVA泡沫。PP是半结晶聚合物,其熔点一般150~170℃。相比于耐温只有70~80℃的PE、PS、PU发泡材料,MPP的使用温度可达120℃,因此MPP特别适合高温包装、高温保温等领域。MPP集增强、隔热和降噪为一体,也特别适用于对材料轻量化要求较高的领域,如汽车、轨道交通,船舶,风机叶片等。轻质高强的MPP厚板作为结构泡沫使用,代替传统的结构泡沫如PVC/PU互穿结构泡沫、PET结构泡沫等,特别是作为三明治夹芯复合材料的芯材使用。 MPP微米尺度的泡孔赋予材料的特别之处有:(1) 同等发泡倍率(或表观密度)下,由于泡孔较小,微孔发泡材料的机械性能损失较小。这意味着使用MPP可以更加节约材料,更加降低制品重量和体积。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之间可控,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材,而片材表面不会穿孔,可应用于微电子器件的包装。(3) 由于表面大量微米级泡孔的存在,MPP适合作为液晶显示器背光模组的反射板,提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔内气体的对流,从而有效降低了由空气对流引起的热传递。因此高倍率的微孔发泡材料具有较低的、依赖于泡孔结构的长期稳定的低导热系数。(5) 轻质高强的MPP片材适合于作为扬声器振膜使用。6) 同样由于其微米尺度的泡孔,MPP具有极佳的表面保护性能,可应用于液晶面板等防要求较高的包装领域。