發(fā)泡聚丙烯制備與應(yīng)用研究進(jìn)展

王維

摘?要：發(fā)泡聚丙烯是一種新型材料，它是以高分子為基體，將大量氣泡作為填料而生成的復(fù)合材料，因其具有質(zhì)量輕、隔熱效果好、緩沖能力強(qiáng)、絕緣、防腐、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于生活中，是現(xiàn)代人生產(chǎn)生活的必備材料。發(fā)泡聚丙烯是21世紀(jì)最具潛力的新型發(fā)泡材料，為了使其更好的服務(wù)社會必須就其制備進(jìn)行研究，通過分析了解拓寬其應(yīng)用渠道，進(jìn)一步發(fā)揮發(fā)泡聚丙烯對人類社會的服務(wù)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：發(fā)泡聚丙烯;制備;應(yīng)用

泡沫塑料是現(xiàn)代工業(yè)、生活的必需品，隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展，各行各業(yè)對塑料的性能提出了更多要求，期望通過分析研究制備出性能更佳的產(chǎn)品。同時(shí)，人們的環(huán)保意識愈來愈強(qiáng)，相較于傳統(tǒng)塑料產(chǎn)品，大眾更青睞于環(huán)保、安全、性價(jià)比高的材料。為了不斷滿足人類社會的需求，須在制備的同時(shí)注重細(xì)節(jié)化與碎片化的內(nèi)容，提高發(fā)泡聚丙烯的性能質(zhì)量，延伸其應(yīng)用價(jià)值。

一、發(fā)泡聚丙烯的制備方法

制備發(fā)泡聚丙烯需要在聚合物基體中引入泡孔，為了使泡孔均勻且能滿足后續(xù)制備使用通常會在聚合物基體中添加適量發(fā)泡劑，按照發(fā)泡劑的性質(zhì)，發(fā)泡聚丙烯的制備方法可分為化學(xué)法和物理法兩種。首先，物理法即物理發(fā)泡劑法，購買氯氟烴、烷烴等具有揮發(fā)性液體的發(fā)泡劑作為制備基礎(chǔ)，氯氟烴、烷烴均屬于簡單的有機(jī)化合物，將其添加進(jìn)聚合物基體中可提高聚合物的性能，后來經(jīng)過研發(fā)又推出了以超臨界二氧化碳、氮?dú)?、丁烷等物質(zhì)為基準(zhǔn)的物理發(fā)泡技術(shù)，其性能更甚于前者。其次，化學(xué)法又細(xì)化為兩類，分別是放熱型發(fā)泡劑與吸熱性發(fā)泡劑，這兩者本質(zhì)上都與分解型發(fā)泡劑相關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用中能比物理法更為均勻的分散在樹脂中，待對聚合物加熱時(shí)發(fā)泡劑便會分解并逐漸釋放出氣體促使塑料聚合物發(fā)泡。放熱型發(fā)泡劑的成分大多為偶氮二甲酰胺、對甲苯磺酰胺等，這兩類物質(zhì)據(jù)有較高穩(wěn)定性;吸熱型發(fā)泡劑多為檸檬酸鈉和碳酸氫鈉復(fù)合物，整體來說，化學(xué)發(fā)泡劑的使用更為廣泛，是發(fā)泡聚丙烯制備較早的使用方法。

發(fā)泡聚丙烯的制備方法很多，選取較常見的方式進(jìn)行闡述：在混練之前，先將聚丙烯樹脂、發(fā)泡劑、防老劑、交聯(lián)劑等物質(zhì)調(diào)和放入稀釋劑中，把所有物質(zhì)均勻的攪拌開來呈糊狀即可，對物質(zhì)的調(diào)和要保證均勻性，然后干燥處理，去除稀釋劑，獲得調(diào)和后均勻的分散物。分散物調(diào)制好后將其放入兩輥塑煉機(jī)中，使分散物與彈性體能混合攪拌，待兩者成型之前準(zhǔn)備壓制成型和發(fā)泡工作，將適量的片材放入壓機(jī)的?？騼?nèi)，開機(jī)預(yù)熱四五分鐘所有即可對片材進(jìn)行加壓處理，在熱度中使片材得以成型，將這種預(yù)成型片材放入柱塞式模具中，在放入之前應(yīng)先將模具預(yù)熱，便于兩者更好的接觸，放入模具后立刻將其置入壓機(jī)內(nèi)，并將壓機(jī)的溫度調(diào)至二百二十?dāng)z氏度左右。最后，合模施加壓力，為保證底板和?？虻姆忾]，待模具中的片材加熱到一定程度后加入發(fā)泡劑分解，在常用的發(fā)泡劑中，目前應(yīng)用較多的是偶氮二甲酰胺，這種發(fā)泡劑能很好的分散于聚合物中，即使溫度變化也不會出現(xiàn)較大程度的性質(zhì)改變，分解出的氣體為氮?dú)猓瑐π?、不易燃，發(fā)泡劑分解后，片材混合物在柱塞式模具內(nèi)持續(xù)發(fā)泡并不斷膨脹擴(kuò)大將柱塞網(wǎng)上推，此時(shí)要密切注意混合物在機(jī)器內(nèi)的壓力，保證底板與?？虻姆忾]性，避免氣體外漏，讓發(fā)泡劑的分解反應(yīng)與過氧化物完全接觸、完全反應(yīng)。

二、發(fā)泡聚丙烯的應(yīng)用研究

（一）食品容器包裝

發(fā)泡聚丙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了它的應(yīng)用性質(zhì)，相較于普通塑料產(chǎn)品，它的降解性更好，如果在制備過程中適當(dāng)改性可進(jìn)一步提高它的耐油性，使其在一次性包裝市場中發(fā)揮作用。若發(fā)泡聚丙烯的密度在0.15g/cm左右、厚度在0.15mm左右時(shí)，適合用其生產(chǎn)高剛性和良好絕緣性的餐具，這種餐具與一般的PS泡沫餐具更具可行性，有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢;若發(fā)泡聚丙烯的密度在0.12g/cm左右、厚度在1.0～3.5mm左右時(shí)，適用于肉類、食品的包裝材料和瓶用密封墊，譬如包裝一些蘋果醬、酸奶乳酪等低酸度食品，對食品產(chǎn)生的影響非常小。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國超市中各種果品、熟食、半成品、蔬菜托盤等物品大約需要100億個(gè)，假如這些餐具的生產(chǎn)一半采用發(fā)泡聚丙烯則需要生產(chǎn)發(fā)泡片材十五萬噸以上。

（二）保溫隔熱產(chǎn)品

發(fā)泡聚丙烯的一大特征就是隔熱耐溫，其可承受的溫度范圍大約在零下四十?dāng)z氏度到一百一十?dāng)z氏度之間，有時(shí)也可承受一百三十?dāng)z氏度左右的溫度，而這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通的PE泡沫，這來源于發(fā)泡聚丙烯的孔隙結(jié)構(gòu)特征。目前已知的發(fā)泡材料基本都不能達(dá)到該水平，因此它被廣泛用于耐熱性達(dá)不到要求的各種場合，譬如空調(diào)、冰箱、電動機(jī)室、煉鐵車間的隔熱材料等。鑒于我國正在倡導(dǎo)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，對絕熱材料的使用會愈來愈高，年增長率大約在百分之十左右。

（三）汽車行業(yè)

發(fā)泡聚丙烯在汽車行業(yè)中被廣泛應(yīng)用于裝飾材料，在車輛制造中需要大量塑料，其中EPP塑料大約有四五公斤重，若使用發(fā)泡聚丙烯則能大幅度降低重量，因?yàn)檫@類材料的固相成分大約只占總重量的百分之六左右，其余部分以氣體居多，更便于裝飾用。除此之外，還可以將其應(yīng)用于車輛的保險(xiǎn)杠芯材料，因其質(zhì)量較輕的特點(diǎn)能減輕杠芯百分之四十左右的重量，同時(shí)比PU塑料泡沫的耐受性更高，PU塑料泡沫大約只能保持五次沖擊，而發(fā)泡聚丙烯在大量實(shí)驗(yàn)中均能承受超過七次的沖擊并且不會產(chǎn)生破損。另外，發(fā)泡聚丙烯的抗壓性能優(yōu)于PS塑料，這說明它本身的可回收利用價(jià)值高，在當(dāng)前節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的號召下使用發(fā)泡聚丙烯代替?zhèn)鹘y(tǒng)塑料已經(jīng)成為趨勢，在歐美發(fā)達(dá)國家，將發(fā)泡聚丙烯應(yīng)用于車輛已成為普遍現(xiàn)象。

三、結(jié)語

在時(shí)代發(fā)展的洪流中，節(jié)能減排產(chǎn)品更適合當(dāng)前的發(fā)展趨勢，受各種條件制約，發(fā)泡聚丙烯材料已成為新型材料的典范，自其被研發(fā)后經(jīng)過改性、調(diào)制、研究取得了很大進(jìn)步，被廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活。但是由于發(fā)泡聚丙烯的結(jié)晶特性，在片材生產(chǎn)技術(shù)上存有難度，因此仍然需要進(jìn)一步開發(fā)研究。

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