發(fā)泡材料

聚合物發(fā)泡材料具有密度小、比強(qiáng)度高、良好的隔熱保溫性以及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。聚合物發(fā)泡材料的應(yīng)用從建筑、汽車(chē)到各種家庭生活用品，再到食品包裝等各個(gè)領(lǐng)域，與我們的生活息息相關(guān)。

一、聚丙烯，發(fā)泡材料的遲來(lái)者

在過(guò)去的50多年，聚合物基發(fā)泡材料市場(chǎng)主要由無(wú)定型聚合物，比如聚氨酯（PU），聚苯乙烯（PS），聚氯乙烯（PVC）等主導(dǎo)。聚丙烯是聚合物發(fā)泡材料市場(chǎng)的一個(gè)遲來(lái)者，這主要是由其微觀分子結(jié)構(gòu)中線(xiàn)性半結(jié)晶結(jié)構(gòu)所決定，這種結(jié)構(gòu)的聚合物在熔融發(fā)泡過(guò)程中缺少獲得均勻、可控泡孔結(jié)構(gòu)應(yīng)有的拉伸流變性能。

為了解決PP的發(fā)泡問(wèn)題，必須改善PP的熔體強(qiáng)度。

圖1. 高熔體強(qiáng)度PP在汽車(chē)中的應(yīng)用領(lǐng)域

如上圖，高熔體強(qiáng)度PP的應(yīng)用領(lǐng)域有一次性快餐盒，汽車(chē)零部件如：車(chē)門(mén)減震板、遮陽(yáng)板、工具盒隔熱板等。

二、制備高熔體強(qiáng)度聚丙烯的4種方法

目前主要有下列4種方法，即采用高熔體強(qiáng)度PP(HMSPP)、PP部分交聯(lián)、PP共混改性、PP/無(wú)機(jī)物復(fù)合材料。

1、采用HMSPP

分子中含有支鏈結(jié)構(gòu)的PP即為HMSPP。HMSPP的熔體強(qiáng)度一般是普通PP的1.5-15倍。長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)改變了普通PP所具有的應(yīng)變軟化的特征，改善了PP在加工過(guò)程中的缺陷。采用HMSPP進(jìn)行發(fā)泡成型研究，發(fā)現(xiàn)HMSPP可以有效阻止氣體流失，減少泡孔合并，提高PP泡沫塑料的體積膨脹率。

圖2. HMSPP的熔體粘度隨溫度的變化比線(xiàn)性PP容易控制

進(jìn)行擠出發(fā)泡時(shí)，HMSPP所得制品與線(xiàn)性PP相比，泡孔密度小，泡孔合并現(xiàn)象少。用不同分子量的馬來(lái)酸酐對(duì)PP進(jìn)行接枝然后進(jìn)行后處理，發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)，PP的分子量越高，接枝后PP的熱穩(wěn)定性越好，熔體強(qiáng)度提高。

由于具有支鏈結(jié)構(gòu)的HMSPP的熔體強(qiáng)度高，在發(fā)泡過(guò)程中泡孔不易合并或塌陷，開(kāi)孔率低，泡孔結(jié)構(gòu)好，因此對(duì)其開(kāi)發(fā)利用具有很大意義。

2、PP部分交聯(lián)

交聯(lián)就是高分子鏈之間通過(guò)支鏈連結(jié)成一個(gè)三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。PP經(jīng)過(guò)適當(dāng)交聯(lián)之后，熔體強(qiáng)度會(huì)有顯著提高，交聯(lián)的方法有輻射交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)兩種。

3、PP共混改性

PP與其它聚合物共混改性可以獲得良好的發(fā)泡性能，此技術(shù)受到了足夠重視，發(fā)展很快，是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。

圖3：發(fā)泡PP強(qiáng)力夾

4、PP/無(wú)機(jī)物復(fù)合材料

PP與無(wú)機(jī)物共混后，其熔體強(qiáng)度提高?；貜?fù)“PP”查看更多

三、HMSPP的具體方法

在線(xiàn)性聚丙烯中加入HMSPP是提高聚丙烯材料發(fā)泡性能最簡(jiǎn)單的方法。

HMSPP具有長(zhǎng)鏈支化結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)材料的加入能夠明顯提高線(xiàn)性聚丙烯材料的流變性能，為制備微發(fā)泡聚丙烯材料提供了可能。聚丙烯發(fā)泡材料具有較寬范圍的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性等傳統(tǒng)發(fā)泡材料所不具備的優(yōu)勢(shì)。因此，聚丙烯發(fā)泡材料具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

圖3. 高熔體強(qiáng)度PP的制備方法

如上圖，HMSPP的分子設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

1.提高重均分子量與加寬分子量分布的摻混法。

2.導(dǎo)入長(zhǎng)支化結(jié)構(gòu)的柱式反應(yīng)器法（電子束輻照、過(guò)氧化物處理、反應(yīng)擠出）及內(nèi)反應(yīng)器聚合法（直接共聚、大分子化）。

3.交聯(lián)法。

其中反應(yīng)擠出即通過(guò)螺桿擠出機(jī)將聚丙烯與反應(yīng)性單體熔融接枝來(lái)制備HMSPP。該方法由于其操作簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì) , 適合工業(yè)化生產(chǎn)而成為目前采用的主要方法之一。

四、全球HMSPP生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀

目前，這種長(zhǎng)鏈支化結(jié)構(gòu)的HMSPP生產(chǎn)技術(shù)被國(guó)際上少數(shù)幾家大公司所壟斷，售價(jià)較高，而我國(guó)在這方面無(wú)論研究還是生產(chǎn)均存在加大差距。因此，研制一種性能優(yōu)異、外觀良好的國(guó)產(chǎn)化的HMSPP已成為當(dāng)務(wù)之急?；貜?fù)“PP”查看更多

來(lái)源：相容化技術(shù)論壇佳易容

發(fā)泡材料主要有EPE、EPP、EPS、EPU等，應(yīng)用于食品飲料包裝、電器包裝、家居建材、體育防護(hù)用品、汽車(chē)等領(lǐng)域。EPP發(fā)泡聚丙烯更是發(fā)泡材料中的一顆明星，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零部件、包裝箱、玩具等制品。我們建有發(fā)泡產(chǎn)業(yè)鏈交流群，群中有原料廠家撫順石化、JSP、巴陵石化等，改性廠家無(wú)錫會(huì)通、中廣核俊爾、昊智新材料等，制品廠家富順新材、華祥汽車(chē)、深圳好米等，設(shè)備廠家德國(guó)庫(kù)爾特、東莞巴赫、斐柯機(jī)械等業(yè)界朋友，歡迎掃碼加入：

2018國(guó)際聚合物先進(jìn)發(fā)泡技術(shù)研討會(huì)

時(shí)間：2018年7月19～20日

地點(diǎn)：無(wú)錫希爾頓逸林酒店

主要議題：

發(fā)泡專(zhuān)用原料開(kāi)發(fā)及性能評(píng)價(jià)專(zhuān)題

注塑發(fā)泡技術(shù)專(zhuān)題

擠出發(fā)泡技術(shù)專(zhuān)題

徐小姐：18617020032（同微信）ab020@polytpe.com