化学微发泡聚丙烯材料研究进展
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发泡聚丙烯(PP)文件夹的使用性能及配方探究08206020118 08高分子一班李兆峰想过我们经常使用的用以整理资料的塑料文件夹是什么材料的吗?塑料文件夹具有质量轻,机械强度高,不易折断且韧性好,优良的耐热性、卫生性、隔热性和良好的环境效应等优点——这些都是发泡聚丙烯(PP)片材的优良性能。
一、相比于其它泡沫塑料,发泡PP的优良性能(1)聚丙烯(PP)刚性优于聚乙烯(PE),PP弯曲模量大约为1.52Gpa,PE仅为207Mpa,发泡PP的弯曲强度明显优于发泡PE,密度大于0.45g/cm3的pp发泡片具有良好的弯曲回弹性,不易变形,在文件夹领域具有广阔的是用前景。
(2)聚丙烯的玻璃化温度低于室温,抗冲击性能优于PS,而且相比PS泡沫的难回收性,聚丙烯泡沫是一种环境友好的材料。
(3)聚丙烯有较高的热变形温度,可以在一些高温领域中应用。
发泡聚丙烯通常能耐130℃的高温,比聚乙烯泡沫的最高使用温度80℃高得多。
封闭式泡孔结构使其热导率不会因潮湿而受影响,因此可用作保温材料。
(4)良好的低温特性:制品即使在-30℃时也表现出很好的性能。
(5) 能量吸收:由于PP发泡制品具有很好的吸收能量特性,具有优异的抗压吸能性能。
广泛应用于汽车保险杠能量处理系统及其他防冲撞吸能部件。
(6)尺寸形状恢复稳定性:PP发泡制品受多次连续撞击和挠曲变形后会很快恢复原始形状,而不产生永久形变。
(7)质量轻且能够反复使用:PP发泡制品的密度能够达到很低水平,因此能大幅度降低重量,同时PP发泡制品柔韧性好,可反复使用,不易破碎;易回收再利用,易分解,制品不含对人体有毒有害的成分,燃烧不产生有毒物质。
(8)具有良好的表面保护性和隔音性能:PP发泡制品是半硬质成形,具有适度的硬度、柔软性,不会擦伤、碰伤与其接触的物体,具有较好的表面保护性。
二、配方探究(1)发泡剂:最常用AC,分解温度为210℃。
(2)发泡助剂:常用 ZnO等金属氧化物。
聚丙烯树脂不同于以往的发泡塑料,其性能更加优越,却质量更轻,来源也非常丰富,回收的难度更低,耐腐蚀性能更强,因此在汽车、视频以及建筑等领域有着广泛的应用,但在生产中依然有很多问题需要注意,污染和职业危害性就是其中非常严重的隐患,需要格外注意。
本文根据青海省化工设计研究院有限公司年产3万吨聚丙烯发泡材料生产项目中的规划,对目前聚丙烯发泡材料生产中的污染和职业危害性进行了总结。
1 聚丙烯发泡材料的优势(1)节能环保 聚丙烯的环境友好性非常突出,在燃烧时不会放出任何有毒气体[1]。
废弃后比较容易回收,是一种可降解材料,符合目前环保材料的标准。
聚丙烯的生产废料以及在使用后留下的废弃物,只需要经过清洗和干燥,就可以进行回收利用,节约了大量的资源,即便是没能及时回收,也不会造成对周边环境的污染,直接燃烧就可以处理,只会产生水和二氧化碳,不会产生大量的污染物。
(2)符合国家政策 近年来国家对传统制造业的转型和改革非常重视[2]。
聚丙烯作为一种性能优越且符合环保要求的材料,成为国家优先发展的一种材料,很多相关政府部门出台了文件对聚丙烯的生产和发展提出了支持,指出聚丙烯的应用符合塑料加工从传统向新兴过度的需求。
2 聚丙烯发泡材料生产污染青海省化工设计研究院有限公司年产3万吨聚丙烯发泡材料生产项目中,主要总结了以下几种污染来源:(1)噪声污染 聚丙烯生产过程中难免对出现一些噪声污染[3]。
主要是一些生产设备,会随着工作出现噪声,例如大量的搅拌设备、泵等,一些设备的噪声甚至会超过国家关于工业生产噪声的标准,这些噪声不仅对工作人员造成严重的危害,对附近的环境也会造成一定的影响。
(2)废水废气 废水主要包括生产过程中产生的废水、厂房冲洗过程中产生的废水以及工作人员造成的生活污水,由于聚丙烯的市场需求比较大,所以通常聚丙烯生产的规模也非常大,设计到的设备和工作人员非常多,产生的废水也比较多。
根据数据显示,一家聚丙烯生产企业每年产生废水大概在七万吨以上。
聚丙烯挤出发泡工艺技术聚丙烯挤出发泡工艺技术指的是通过挤出机将聚丙烯熔融后,加入发泡剂,然后通过模具挤出成型。
聚丙烯是一种常见的塑料材料,具有优良的物理性能和成型性能,所以广泛应用于各行各业。
发泡技术则是为了改善聚丙烯的密度和吸音性能,提高其综合性能而开发的一种技术。
下面将介绍聚丙烯挤出发泡工艺技术的过程和优势。
聚丙烯挤出发泡工艺技术主要包括以下几个步骤:首先是将聚丙烯颗粒经过熔融机熔融。
熔融机可以通过电加热方式将聚丙烯颗粒加热到一定温度,使其熔化成为熔融聚丙烯。
然后,将发泡剂加入熔融聚丙烯中,通过混合机均匀搅拌。
发泡剂的添加可以根据需求选择不同的种类和含量,以达到不同的发泡效果。
接下来,将聚丙烯熔融发泡料送入挤出机的螺杆筒中。
螺杆筒会将发泡料推到机头端,然后通过模具挤出成型。
最后,待挤出的发泡聚丙烯冷却后,即可得到所需的发泡聚丙烯制品。
聚丙烯挤出发泡工艺技术的优势主要体现在以下几个方面:首先,聚丙烯材料本身具有优良的物理性能和成型性能,发泡后能够保持这些优点的同时,又增加了一定的低密度特性,使其广泛应用于各种领域。
其次,聚丙烯挤出发泡工艺技术可以根据需要进行发泡剂的选择和添加,从而制备出不同密度和性能的发泡聚丙烯制品,满足不同行业和产品的需求。
再次,聚丙烯挤出发泡工艺技术具有工艺简单、成本低廉的优势,相比于其他发泡工艺,具有较高的经济性和适用性。
总之,聚丙烯挤出发泡工艺技术是一种应用广泛、经济实用的工艺技术。
通过这种技术可以制备出密度低、性能优良的发泡聚丙烯制品,适用于各种领域。
随着科技的不断进步,聚丙烯挤出发泡工艺技术也会不断改进和完善,为各行各业提供更优质的产品和解决方案。
EPP聚丙烯塑料发泡材料聚丙烯塑料发泡材料(Expanded Polypropylene Foam,EPP)是一种具有轻质、高强度、吸能缓冲、热绝缘等优良性能的塑料发泡材料。
EPP的制造过程中,通过物理或化学的方法在聚丙烯基材中加入发泡剂,并在加热条件下将其膨胀形成泡沫结构。
EPP材料主要应用于汽车、航空航天、包装、体育用品等领域。
首先,EPP材料具有轻质的特点。
EPP的密度通常在0.02-0.05g/cm³之间,比普通聚丙烯材料轻很多。
因此,EPP制成的产品重量轻,可以减轻整个产品的重量负担,提高产品的携带性和运输效率。
同时,EPP的轻质特点也使其在空气动力学设计中有很大的应用潜力,在航空航天领域可以减少飞行器的燃油消耗。
其次,EPP材料具有高强度和吸能缓冲的优势。
EPP的泡沫结构可以有效地吸收冲击力,减少对产品的损伤。
因此,EPP被广泛应用于汽车保险杠、安全气囊、头盔等安全防护设备中。
EPP材料的高强度也使其在车身零部件、座椅、行李架等汽车零部件中得到广泛应用,提高整车结构的强度和刚度。
此外,EPP材料具有优异的热绝缘性能。
EPP的泡沫结构使其具有较低的导热系数,可以有效地隔热。
因此,EPP被广泛应用于冷冻食品包装、建筑保温材料等领域。
在汽车领域,EPP材料也被用作发动机舱内部的隔热材料,避免发动机高温对车内空调系统的干扰。
此外,EPP材料还具有优异的耐化学性能和耐老化性能。
EPP材料能够抵抗酸碱、有机溶剂等腐蚀性介质的侵蚀,同时也能够抵御紫外线的照射和循环负荷的作用。
因此,EPP材料被广泛应用于户外用品、游泳辅助器材等需要高耐候性和抗老化性能的产品领域。
总的来说,EPP聚丙烯塑料发泡材料是一种具有轻质、高强度、吸能缓冲、热绝缘等优良性能的塑料发泡材料。
其各项性能使其在汽车、航空航天、包装、体育用品等领域得到广泛应用。
随着人们对轻量化、安全性和环保性的要求不断增加,EPP材料的应用前景将更加广阔。
EPP发泡技术范文EPP(Expanded Polypropylene)是一种先进的发泡技术,被广泛应用于各个领域,包括汽车制造、电子电器、运动器材和包装等。
本文将详细介绍EPP发泡技术的原理、应用和未来发展趋势。
一、EPP发泡技术的原理EPP发泡技术是在聚丙烯(Polypropylene)基础上进行的一种发泡处理。
聚丙烯是一种由丙烯单体聚合而成的热塑性塑料,它具有优秀的物理性能、耐热性和抗化学腐蚀性。
EPP发泡技术通过在聚丙烯中加入发泡剂,并在高温下进行加热处理,使发泡剂分解产生气泡,从而形成具有闭孔结构的泡沫材料。
二、EPP发泡技术的应用1.汽车制造领域2.电子电器领域3.运动器材领域4.包装领域三、EPP发泡技术的未来发展趋势1.绿色环保化随着环保意识的提高,EPP发泡技术将更加注重环境保护。
未来,研究人员将致力于开发更环保的发泡剂和更高效的生产工艺,以减少对环境的影响。
2.材料性能的提升未来,EPP发泡材料的力学性能和耐老化性能将得到进一步提升。
研究人员将不断改进材料的配方和结构设计,以满足不同领域对材料性能的高要求。
3.工艺改进与自动化未来,EPP发泡技术的生产工艺将更加高效和自动化。
研究人员将继续改进发泡设备和工艺参数控制系统,以提高生产效率和降低生产成本。
4.多功能化与集成化未来,EPP发泡材料将朝着多功能化和集成化方向发展。
研究人员将通过改进发泡材料的配方和工艺,使其具备更多的功能,例如导电、阻燃和自动调温等。
综上所述,EPP发泡技术是一种具有广泛应用前景的先进技术。
随着科技的不断进步和需求的不断增长,EPP发泡技术将不断发展,并在更多领域展现出巨大潜力。
高熔体强度聚丙烯的研究简介1 PP概述聚丙烯(PP),分子量一般为10~50万。
1957年由意大利蒙特卡迪尼(Mont-ecati ni)公司实现工业化生产。
聚丙烯为白色蜡状材料,外观与聚乙烯相近,但密度比聚乙烯小,透明度大些,软化点在165℃左右,热性能好,在通用树脂中是唯一能在水中煮沸,并能在130℃下消毒的品种,脆点-10~20℃,具有优异的介电性能。
溶解性能及渗透性与PE相近。
作为一种通用塑料,聚丙烯具有较好的综合性能,聚丙烯的成型收缩率较聚乙烯小,具有良好的耐应力开裂性。
因而被广泛应用于制造薄膜、电绝缘体、容器、包装品等,还可用作机械零件如法兰、接头、汽车零部件、管道等,聚丙烯还可以拉丝成纤维。
在近年来所举的通用塑料工程塑料化技术中,聚丙烯作为首选材料不断地引起了人们的重视。
但PP也存在低温脆性、机械强度和硬度较低以及成型收缩率大、易老化、而热性差等缺点。
因此在应用范围上,尤其是作为结构材料和工程塑料应用受到很大的限制。
为此,从70年代中期国内外就采用化学或物理改性方法对PP进行了大量的研究开发特别是针对提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面进行了多种增强增韧改性研究开发。
常见的改性方法有共聚改性、共混改性和添加成核剂等。
1.1 PP生产方法和种类中国聚丙烯的工业生产始于20世纪70年代,经过30多年的发展,生产技术、工艺也趋于多样化,已经基本上形成了淤浆法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工艺并举,大中小型生产规模共存的生产格局。
中国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主,中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。
由最初的浆液工艺发展到目前广泛使用的液相本体法和气相法,液相本体法因其不使用稀释剂、流程短、能耗低,现已显示出后来居上的优势。
(1)淤浆法:在稀释剂(如己烷)中聚合,是最早工业化的方法;(2)液相本体法:在70℃和3MPa的条件下,在液体丙烯中聚合;(3)气相法:在丙烯呈气态条件下聚合。
聚丙烯工艺技术进展及其国内应用情况摘要随着聚丙烯工艺技术的发展,在聚丙烯化工生产过程中,可以有效降低聚丙烯工艺的原料和能耗,提高聚丙烯的生产效率,提高生产效率。
在此背景下,需要不断研究聚丙烯工艺技术的优化设计,以进一步促进聚丙烯化工生产工艺生产效率的提高。
同时,在研究聚丙烯化工工艺优化设计的过程中,要注意对现有聚丙烯化工生产工艺的总结,本文主要结合目前聚丙烯加工技术的进展,探讨聚丙烯加工技术在国内的应用。
关键词聚丙烯工艺技术;进展;应用情况引言聚丙烯是一种用途广泛、性能优良的合成树脂,在合成树脂系列中占有较大的比重,其中聚丙烯是国内乃至全球的合成树脂。
聚丙烯无毒、无味、耐酸碱、韧性高,其下游产品广泛应用于医疗卫生、建材、电子设备等领域。
二、聚丙烯工艺技术进展(1)浆液工艺浆液法生产聚丙烯是世界首创的聚丙烯工艺技术,利用该技术,可以使用特殊的BOPP薄膜和高分子量吹膜进行聚丙烯生产工艺。
采用优化设计方法生产聚丙烯。
但是,由于浆法生产聚丙烯的应用过程中去除灰分和杂物的技术限制,在生产过程中容易造成大量丙烯原料浪费。
同时,如果浆法生产聚丙烯的过程中使用的溶剂材料种类不同,浆法生产聚丙烯的工艺参数可能会有所不同。
聚丙烯的大规模工业化生产过程造成了困难。
(2)气相聚丙烯工艺在聚丙烯生产过程中,气相聚丙烯工艺是目前世界上应用最广泛的聚丙烯工艺技术之一,可实现聚丙烯的反应温度和反应链条件。
同时,由于气相聚丙烯工艺技术在生产过程中,大多数情况是在气相中完成的,这使得聚丙烯工艺的生产条件非常容易控制。
在工业生产中,这种单相气相聚丙烯工艺的生产条件比较容易控制。
在此背景下,在气相聚丙烯工艺研究过程中进行了广泛的研究。
但是,由于气相聚丙烯工艺的生产过程是在气相中进行的,根据气相方程的解释,很难保证气相聚丙烯工艺的生产效率,在后续的工艺过程中,聚丙烯工艺技术研究,重视聚丙烯新工艺技术研究,促进聚丙烯工艺生产效率的提高。
化学微发泡聚丙烯材料研究进展
摘要:微发泡材料具有重量轻、耗材少、缓冲性能优异、比强度高等优点,
但在实际使用中存在发泡质量差、表面质量差、机械强度低等质量问题,限制了
微发泡材料在工业领域的进一步推广应用。
因此,相关研究者和从业者针对发泡
质量、机械强度和表面质量三个关键指标,在基体材料体系、发泡剂体系、增强
体系、成型工艺等方面做了大量的研究工作。
从发泡质量、机械强度和表面质量
三个方面介绍了化学微发泡聚丙烯的研究进展。
最后,对化学微发泡聚丙烯的未
来研究方向进行了展望。
关键词:化学微发泡;聚丙烯;发泡质量;表面质量;机械强度
1发泡质量
发泡质量反映在泡孔直径、泡孔密度和泡孔均匀性上。
发泡质量的提高主要
从两个方面进行优化:发泡配方(交联剂、发泡剂、成核剂、树脂等。
)和注塑工艺。
1.1交联剂
曹喜伟通过交联剂和辅助交联剂的复配,制备了复合交联剂CuB-1,提高了
回收聚丙烯材料的熔体强度,解决了PP熔体强度低、气壁承受不住气体压力破
裂导致气体逸出、发泡质量差的问题。
同时发现发泡剂用量、挤出温度和口模平
直度的长短都会影响发泡质量。
1.2发泡剂和成核剂
在一定浓度范围内,随着发泡改性剂含量的增加,参与接枝反应的改性剂浓
度增加,PP的接枝度增加,PP的熔体强度增加,泡孔数量增加,发泡片材的密
度降低。
随着成核剂超细碳酸钙或滑石粉含量的增加,泡孔密度逐渐增大,而泡
沫密度逐渐减小,但泡孔破碎率会随着成核剂的增加和成核剂效率的提高而增大。
1.3和树脂
EPDM的引入提高了体系的粘弹性效应和拉伸强度,即PP的熔体强度提高,较高强度的熔体可以有效包裹气体防止气体逸出,从而抑制泡孔变形,提高发泡质量。
其次,EPDM的加入降低了PP材料的结晶度,提高了起始结晶温度,避免了PP熔体的过早结晶,改善了气体在溶液中的扩散,从而提高了发泡质量。
最后,EPDM的加入可以拓宽PP复合材料的发泡温度范围。
1.4添加剂
AF纤维的加入使泡芯在不同位置的应力不同,改变了泡芯的位置,从而阻止和抑制了泡孔的生长,诱发了泡孔的变形。
作为成核剂,较大的比表面积和较短的纤维长度可以提供更多的成核点,有效改善微发泡PP的泡孔结构,使微发泡PP复合材料获得更小的泡孔尺寸和更大的泡孔密度,其中CF由于比表面积更大,长度更短,改善效果最为理想。
2机械强度
通过研究聚丙烯的化学微发泡注射成型工艺,分析微发泡后材料的密度、力学性能、泡孔分布和断裂特征,发现化学微发泡注射成型过程存在“欠发泡”、“微发泡”和“过发泡”三种状态,理想的微发泡PP材料密度最低,冲击强度和弯曲强度显著提高,拉伸强度略有下降。
然而,实际的微发泡材料往往伴随着机械强度下降的现象。
微发泡材料的力学性能主要可以通过使用成核剂、添加增强材料、使用橡胶和调整微开孔距离来改善。
2.1成核剂
滑石粉是一种刚性颗粒,与树脂相容性好。
用作成核剂时,PP的拉伸强度下降最小。
硫酸钙作为成核剂时,可以显著提高PP的冲击强度;成核剂用量过多时,粒子容易团聚,但拉伸强度和冲击强度下降。
2.2加固材料
添加片状云母粉和球形SiO₂后,微发泡PP复合材料的弯曲强度高于纯PP,
其中片状云母粉与PP基体树脂形成固相界面,复合体系相界面的粘附功最大。
将片状云母粉和球形SiO₂添加到PP中发泡后,冲击强度增加,最大增幅为79%。
片状云母粉是三者中PP复合材料微发泡的理想填料。
在聚丙烯中添加不同含量的改性玻璃纤维,在二次开模条件下制备微发泡聚
丙烯/玻璃纤维复合材料。
改性后的玻璃纤维与基体的基面不明显,界面几乎看
不见,结合良好,充分发挥了玻璃纤维的增强作用。
当GF含量为10%时,发泡
PP的拉伸强度高于未发泡纯PP,微发泡PP的冲击强度高于未发泡PP..当GF的
添加量为20%时,微发泡PP的密度低于纯PP,性能较理想。
通过熔融共混挤出制备玻璃纤维(GF)增强母料,将GF增强母料与自制发泡
母料和辅助母料按一定比例混合制备PP/GF复合微发泡材料。
发现低韧性基体材
料的韧性会随着结晶度的增加而明显下降。
发泡复合材料的拉伸强度低于未发泡
复合材料,发泡PP/GF复合材料的冲击强度高于未发泡复合材料。
2.3橡胶
采用可控腔容积注射发泡装置制备了微发泡聚丙烯/粉末橡胶复合材料,研
究了不同橡胶粒子对聚丙烯复合材料发泡行为和力学性能的影响。
橡胶粒子加入后,在PP中分散良好,与PP基体形成大量低能的异相成核点,使聚丙烯/橡胶
粒子复合材料的泡孔尺寸减小,泡孔密度增加。
橡胶粒子的加入提高了初始结晶
温度,有效抑制了泡孔生长后期的变形和气泡聚并,同时可以阻止银纹发展为裂纹,钝化裂尖,大大提高了PP/橡胶粒子复合材料的冲击性能。
3表面质量
在化学微发泡材料的成型过程中,泡孔的破裂导致制品表面产生大量的缺陷,如涡纹、银带、流痕等,表面质量的改善引起了众多学者的关注。
3.1发泡剂
研究了发泡剂KEE-25C、Raz-70、碳酸氢钠和PE-80对聚丙烯发泡行为和表
面质量的影响。
发泡剂KEE-25c发泡行为理想,泡孔直径最小,泡孔密度最大,
表面质量无明显气痕,表面光滑。
不同化学发泡剂对微发泡PP材料发泡质量和表面质量的影响表明,AC母粒
发泡剂的发泡质量最好,泡孔直径为35.8μm,其次是微球母粒和AC粉末。
用微
球母粒的表面没有明显的气痕和麻点,表面光泽度最高,表面质量理想。
综合考虑,微球母料更适合发泡微发泡PP制品。
3.2注射成型工艺
微孔发泡注塑制品的三个表面质量问题:表面粗糙度、表面逸出和表面流痕。
结合多年的个人工作经验,提出了一些改善和控制微孔发泡注塑制品表面质量的
方法:工艺参数控制、生产模型改进和表面粗糙度模型控制产品质量。
微发泡制品形成表面质量缺陷的工艺和提高微发泡制品表面质量的工艺主要
有气体背压注射成型工艺1271、快速热成型循环工艺128-29添加隔热涂层工艺[30]、新型气体辅助微孔注射成型(GAMIM)方法[311]和共注射工艺[32]。
发泡环境对聚烯烃发泡材料发泡质量和表面质量的影响。
利用气体背压技术
增加熔体中的压力,可以改变欠注成型的发泡环境,提高气泡质量。
欠注越大,
需要的背压就越大。
同时,气体背压抑制了熔体前沿气泡的形核和生长,减少了
气泡裂纹数量,提高了表面质量。
3.3功能性助剂
贵州材料工业技术研究院发明了一种高表面质量的聚丙烯微发泡复合材料。
通过添加气体吸附剂和气体屏障,调节气体在聚合物熔体中的溶解、扩散和迁移,从而减少气体向聚合物表面的迁移和扩散。
在保证复合材料物理性能和内部发泡
量的同时,解决了聚丙烯发泡制品的气泡、银纹等表面缺陷,大大提高了制品的
表面质量。
因此,获得表面质量良好的微发泡PP制品的关键在于以下几点:选择发泡剂
微球母料,采用合适的注塑工艺,辅以微发泡功能添加剂。
4结论与展望
化学微发泡聚丙烯具有重量轻、耗材消耗低、收缩率低、制造成本低、生产
效率高、制造更加环保等诸多优点,已广泛应用于汽车轻量化、包装材料、家用
电器等领域。
针对上述问题,研究者们做了大量的工作,并取得了良好的效果。
化学微发泡聚丙烯领域未来的研究方向可能涉及以下几个方面:
(1)研发新型化学微发泡聚丙烯材料,从基材、发泡剂、成核剂、增强材料、功能添加剂等方面解决微发泡制品的发泡质量和表面质量问题,提高材料的综合
性能。
(2)研发新的成型技术,以满足不同类型的产品形态,同时降低制造成本、
环境污染和碳足迹。
(3)建立相应的数学模型,利用计算机辅助仿真,结合现有的实验数据,提
高产品开发效率,降低模具开发验证和成型制造成本。
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