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石油化丁.
201年第40卷第6期
PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
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でててさ~CC
8进展与述评
聚丙烯发泡材料的研究进展
郭鹏,呂明福
芸,张师军
(中国石化北京化工研究院,北京100013
摘要]概述了聚內烯发泡材料的特点及用途,综述了聚丙烯发泡材料的制备方法、技术难点和发泡机理,着重介绍了间歌法、连
续挤发泡法和超临界流体法3种削条发泡材料的方法,指出了每孙技术的特点及间题,并提出了该领域今后研究的发展方向和
需要解决的问题。
关键词:聚丙烯:发泡;熔体强度;超临界流体
[文编号]1000-8144(2011)06-0679-06L中图分类号」TQ325
[文献标识码」A
Research Progress in Polypropylene Foams
8
(Beijing Research Institute of Chemical industry, SINOPEC, Beijing 10%013, China
Abstract] This paper reviewed the properties and applications of polypropylene foams. The
preparation methods, technical difficulties and foaming mechanism for the foams were discussed. The
advantages and disadvantages of three preparation methods, namely batch, continuous and supercritical
fluid methods, were highlighted. The developing tendency and existing problems for the polypropylene
foams were analyzed
I Keywords] polypropylene; foaming: melt strength; supercritical fluid
聚合物发泡材料是一种以树脂为棊体,内部具150℃;优良的力学性能?,弯曲模量高,静态载荷
有大量气泡的微孔材料,叮以视为以气体为填料的力优于聚乙烯发泡材料,具有良好的耐冲击性能
固/气复合材料。聚合物基体中的气泡显著地影环境友好性出色”,燃烧时无毒气放出,易于回收
响聚合物的形态、结构和性能,因而这种兼具固体具有优良的耐化学腐蚀性。由于其有以上优异
和气体特性的复合材料具有独特的性能。因此,与性能,聚阿烯系列树脂发泡材料广泛应用于包装
通用塑料制品相比,发泡塑料制品具有密度小、比汽车及航空航天等领域
强度高、能量吸收能力强和隔音隔热性能好等特
本文介绍了近年来聚丙烯发泡塑料的最新进
点,在日用品、包装、汽车、运输业及建筑等领域都得展,综述了聚内烯发泡材料的制备方法、技术难点、
釗了广泛的应用。近年来,各国对于泡沫塑料的需发泡机理等方面的研究动态
求量快速增长,主要包括聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯1聚丙烯发泡材料的制备技术
等软质与硬质泡沫塑料三大类。其中,发泡聚苯乙烯
制品废弃物由于不易降解、难回收、易对自然环境1.1技术难点
造成“自色污染”,联合国环保组织建议自2005年
虽然燹丙烯发泡材料性能良好,却很难利用普
起全世界范围内停止牛产和使用发泡聚本乙烯
通聚丙烯进行发泡得到发泡材料。这主要是因为
相比之下,聚丙烯发泡材料以其优良的力学性聚丙烯的结晶特性,且其熔点高达164-170℃
能和环保性能,引起了广泛的关注。聚丙烯发泡
收稿日期]2011-O1-01;修改稿日期:2011-03-05
材料具有:优良的耐热性,使用温度可达130℃
作者简介]郭鹏(1982-),男,江苏省靖江市人,博上,工程师。联
高温ド的制品尺寸稳定,维卡软化点最高可达系人:明福,电话?105920215,电邮um.? hy@ sing0ocm
石油化⊥
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PETROCHEMICAL TECHNOLOGY
2011年第40卷
随加工温度的升高,一方面,聚丙烯达到熔点体体渗透饱和法制备高倍率聚丙烯发泡珠粒(EPP)的
系黏度迅速下降,此时发泡气体逸出,难以保持在方法,并开发了相应的间款式EP制造工艺
树脂中,因而导致发泡过稈难以控制,从而导致泡 Kaneka等公司也采用该工艺生产EPP.并利用珠粒
孔塌陷,尢法得到艮好的发泡制品?;另一方面,聚通过模塑热成型牡产发泡制品。该方法是首先使
内烯结晶时放出较多的热量,使其熔体强度降低,用丝束切割或水下切粒法得到直径0.6~1.0mm
发泡后气泡易破坏,因而得不到独立的、气孔率高的聚丙烯粒子,然后将这些聚丙烯粒子均匀分散在
的发泡体。此外,聚丙烯挤出发泡的加L衛口非常装有液体介质的反应釜中,加入表面活性剂、分散
窄,适宜于通用聚丙烯发泡的衍口温度仅为4~剂、成核剂,升温至聚丙烯软化点与熔点之间的温
6℃“。因此要制备高质量的泡孔均匀细密、发泡度区间,将高压气体(CO2、N2、空气或丁烷等发泡
倍率高的聚内娇发泡制品,必须对聚内烯进行改剂)经长时间淞透至聚丙烯材质中,后经迅速卸压
性,提高其熔体强度,并改善聚丙烯基体的黏弹性
可得到EPP,EPP经洗涤干燥后即可使用
高熔体度聚炣烯( HIMSPP)被认为是制造聚
j粲苯乙烯系列树脂发泡珠粒成形体相比,聚
丙烯发泡材料最有利的基础树脂。日前一般采用4丙烯发泡珠粒经模塑成型而获很的丙烯发泡成
种方法制备 HMSPP:定向聚合法、高能射线辐型体具有耐化学品性、高韧性、高耐热性和良好的
照法、反应挤出法4和机械共混法。1994年压缩回弹性等优异性能,可用于生产汽车保险杠芯
比利时 Montcll公r(现为 BASELL公可)研发成功体以及液晶面板用周转箱。但另ー方面,EPP模内
的直接合法合成 HMSPP技术是聚丙烯发泡领域成型时,为了让发泡粒子在次发泡的同时使该发
的一个重要突破?。
泡粒子相红熔黏,必须使用低压水蒸气加热使模具
1.2发泡方法
内具有更高的压力。因此,必需使用高耐压的金属
聚丙烯发泡材料作为一种微孔聚合物,于20世模具和高冲压的专用成形机,这将导致能源成本
纪80年代日本的JSP公司炇德国BASF公司就己上?
经进行了初步研究。20世纪90年代,微孔聚合物
20世纪90年代中期,BASF公司使用有机发泡
的制备方法主要基于Park等提出的过饱和气体剂,如丁烷或戊烷等开发成功类似的釜式问歇发泡
法。第一步,将超临界流体(如CO2或N2)溶解于聚工艺,但木能得到厂"泛应用。尽管问歇式EP制
合物中,从而形成聚合物/气体饱和体系;随后通过造方法与工と不断完善,但该方法涉及复尔的制备
温度骤升和(或)压力骤降使该体系进人过饱和状工艺,岵贵的微子制造成本和含有助分散剂、表
态,从而引发大量气核进行生长;最后通过迅速降面活性剂的化T废水处理,生产效率较低,制造成
温等方法使微孔结构定型。Pak等在传统泡沫塑本较高。
料物埋发泡方面进行了改进,认为温度、压力和时
2连续挤州发泡法
间等工艺参数需要严格控制,使大量气泡核被同时
连续化的挤出发泡工艺是提高发泡材料制备
引发成为可能,同时抑制发泡过程中已形成的气泡效卒的有效方法。199