聚丙烯发泡材料的研究进展(1)
聚丙烯发泡材料的研究进展_郭鹏
饱和体系所需时间由气体向聚合物基体的扩散速 率决定， 工艺较复杂， 设备成本较高。 现在只有日 本的 JSP 株式会社和 Kaneka 等少数几家公司掌握 该生产技术。 而连续挤出发泡法和注射成型发泡 法与实际塑料加工相一致， 已成为微孔聚合物的研 究应用的重点领域。 1． 2． 1 间歇发泡法 20 世纪 80 年代初， JSP 株式会社发明了釜内气
［7 ］ 得连续化聚丙烯发泡工艺取得重大突破 。 随后 BOREALIS （ 北 欧 化 工 ） 推 出 挤 出 发 泡 专 用 的 ［19 ］
。
聚丙烯发泡材料作为一种微孔聚合物 ， 于 20 世 纪 80 年代日本的 JSP 公司及德国 BASF 公司就已 微孔聚合物 经进行了初步研究。20 世纪 90 年代， ［16 ］ 的制备方法主要基于 Park 等 提出的过饱和气体 法。第一步， 将超临界流体（ 如 CO 2 或 N 2 ） 溶解于聚 从而形成聚合物 / 气体饱和体系； 随后通过 合物中， 温度骤升和 （ 或 ） 压力骤降使该体系进入过饱和状 从而引发大量气核进行生长； 最后通过迅速降 态， 温等方法使微孔结构定型。 Park 等在传统泡沫塑 料物理发泡方面进行了改进， 认为温度、 压力和时 间等工艺参数需要严格控制， 使大量气泡核被同时 引发成为可能， 同时抑制发泡过程中已形成的气泡 合并成为大泡， 从而得到微孔结构。 采用过饱和原理制备微孔聚合物的工艺方法 ， 根据操作的连续程度不同主要包括间歇发泡 、 半连
， 维卡软化点最高可达
· 680·
石 油 化 工 PETROCHEM ICAL TECHNOLOGY
2011 年第 40 卷
随加工温度的升高， 一方面， 聚丙烯达到熔点后体 ， 系黏度迅速下降 此时发泡气体逸出， 难以保持在 树脂中， 因而导致发泡过程难以控制， 从而导致泡 ［10 ］ 孔塌陷， 无法得到良好的发泡制品 ； 另一方面， 聚 丙烯结晶时放出较多的热量， 使其熔体强度降低， 发泡后气泡易破坏， 因而得不到独立的、 气孔率高 的发泡体。此外， 聚丙烯挤出发泡的加工窗口非常 窄， 适宜于 通 用 聚 丙 烯 发 泡 的 窗 口 温 度 仅 为 4 ～ 6 ℃［11］。因此要制备高质量的泡孔均匀细密、 发泡 倍率高的 聚 丙 烯 发 泡 制 品， 必须对聚丙烯进行改 提高其熔体强度， 并改善聚丙烯基体的黏弹性。 性， 高熔体强度聚丙烯 （ HM SPP ） 被认为是制造聚 丙烯发泡材料最有利的基础树脂。 目前一般采用 4 种方法制备 HM SPP： 定向聚合法 、 高能射线辐 ［13 ］ ［14 ］ ［15 ］ 照法 、 反应挤出法 和机械共混法 。1994 年 比利时 M ontell 公司（ 现为 BASELL 公司） 研发成功 的直接聚合法合成 HM SPP 技术是聚丙烯发泡领域 的一个重要突破 1． 2 发泡方法
聚丙烯发泡材料的应用及研究进展
１．１ 交联 ＰＰ 发泡技术
随着加工温度的升高， -- 树 脂 熔 体 粘 度 急 剧 下 降， 发泡 剂 分 解 出 来 的 气 体 难 以 保 持 在 树 脂 中 ， 气体 的逸散会导致发泡难以控制； 结晶时也会放出较多的 热量， 使熔体强度降低， 发泡后气泡容易破坏， 因而不 易得到独立气泡率高的发泡体。若能使 -- 树脂在发 泡之前交联， 使其熔体粘度随着温度升高而降低的速 度变慢， 从而在较宽的温度范围内具有适当的熔体黏 度。交联还可同时提高 -- 泡沫塑料的物理机械性能， 交 联 发 泡 -- 比 未 交 联 的 发 泡 -- 耐 热 温 度 提 高 :5D
-- 的 弯 曲 模 量 大 约 是 !0123-4， 远 远 高 于 -. 的
； 2） 2567-4，因此 -- 泡沫的静态载荷能力优于 -.（ 其中的无定形区在室温下 -- 的玻璃化温度低于室温， （ 玻璃化温度为 !518 ）在 处于高弹态， 而无定形的 -/ 室温下处于玻璃态，因此 -- 泡沫的冲击性能优于 -/ 泡沫 （ 发生软化和变 9 :） -/ 泡沫在 !518 以上使用时， 而 -- 泡沫的热 形； -. 泡沫也很少在 !558 以上使用， 变形温度比较高 （ !;18） ， 耐高温性能优良， 可以在高 温环境中使用； （ #） -- 具有非常优良的耐化学性能， 可以与 -. 媲美； （ 1） 由于侧甲基的存在， -- 易于发 生 ! 降解， 且 -- 泡沫便于 回 收 利 用 ， 其环境友好性 优于其他发泡材料 <!=2>。正是基于上述优点， -- 发泡材 料在许多工业领域的应用尤其是在汽车工业和食品 包装工业的应用极具竞争力，可以替代现有的 -/ 和 前景非常广阔。 -. 泡沫， 然而，与 -/ 和 -. 相比， 其 -- 的发泡非常困难， 主要原因是通用 -- 为线形高分子，挤出发泡的加工 窗口非常窄， ?%@) 曾 经 估 算 过 适 宜 于 -- 发 泡 的 温 度 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——— —— —— —
发泡聚丙烯制备与应用研究进展
发泡聚丙烯制备与应用研究进展发泡聚丙烯（Expanded Polypropylene，EPP）是一种具有优良性能和广泛应用的发泡塑料材料。
它具有轻质、耐冲击、吸能性好、绝缘性好、耐化学腐蚀等优点，因此在汽车、电子产品、包装、建筑材料等领域得到了广泛的应用。
随着新材料技术的不断发展，发泡聚丙烯的制备与应用研究也在不断深入，取得了一系列重要进展。
本文将对发泡聚丙烯制备与应用研究的进展进行综述。
一、发泡聚丙烯的制备方法目前，发泡聚丙烯的制备方法主要包括物理发泡法、化学发泡法和物理-化学发泡法三种。
1. 物理发泡法物理发泡法是利用物理手段将高压气体注入聚丙烯中，通过降压释放气体使聚丙烯发生发泡的过程。
该方法简单易行，可以在常温下进行，但需要专门的制备设备，成本较高。
物理-化学发泡法是将物理发泡法与化学发泡法相结合，利用高压气体和发泡剂共同作用，使聚丙烯发生发泡的过程。
该方法综合了物理发泡法和化学发泡法的优点，可以实现发泡均匀和稳定，是目前发泡聚丙烯制备的主要方法之一。
1. 汽车领域汽车领域是发泡聚丙烯的重要应用领域之一，主要用于汽车内饰、汽车座椅、汽车保险杠等部件。
随着汽车轻量化和安全性能要求的不断提高，发泡聚丙烯因其轻质、耐冲击、吸能性好等优点受到了汽车制造商的青睐。
近年来，随着汽车产业的快速发展，发泡聚丙烯在汽车领域的应用也在不断扩大，成为了汽车轻量化的重要材料之一。
2. 电子产品领域电子产品领域是发泡聚丙烯的另一个重要应用领域，主要用于电子产品包装、电子产品保护材料等。
发泡聚丙烯因其绝缘性好、抗震性能好等特点，可以有效地保护电子产品不受外界环境的影响，具有良好的应用前景。
3. 包装领域发泡聚丙烯在包装领域的应用也非常广泛，主要用于食品包装、物流包装等。
由于其轻质、耐冲击、隔热等特点，可以有效地保护包装物品不受损坏，同时具有环保、可回收利用的特点，受到了包装行业的重视。
4. 建筑材料领域在建筑材料领域，发泡聚丙烯主要用于保温材料、隔热材料等。
聚丙烯发泡材料研究进展
聚丙烯发泡材料研究进展作者：袁超来源：《卷宗》2016年第08期摘要：综述了聚丙烯（PP）发泡材料相对于传统泡沫塑料的优异性能，指出PP发泡的关键在于高熔体强度聚丙烯（HMSPP）原料、设备以及生产配方，同时简略介绍了HMSPP的制备技术、发泡工艺、常用的设备以及国内外主要生产厂商。
对国内科研工作者而言，聚丙烯发泡材料是具有广阔市场前景的挑战课题。
关键词：聚丙烯；高熔体强度聚丙烯；设备；加压发泡1 聚丙烯发泡材料简介泡沫塑料是塑料中含有大量气孔的材料，其由于具有质轻、绝热、隔音、低成本、热导率小、比强度高等优点，而广泛应用于包装、运输、汽车、建筑等材料中。
常见的泡沫塑料主要包括聚氨酯（PU）、聚苯乙烯（PS）和聚烯烃三大类。
其中，聚苯乙烯发泡制品因难以降解回收，被公认为“白色污染”，已于2005年被联合国环保组织宣布停止生产和使用；而聚氨酯的发泡材料，因在发泡过程产生有毒的异氰酸酯残留物，也难以达到现代工业对环保的要求[1]。
相对而言，聚烯烃，尤其聚丙烯（PP）发泡材料在使用性能、生产成本以及环境的影响方面具有独特的优势，如良好的热稳定性（最高耐热温度130℃），优异的耐化学腐蚀性和可降解性，较高的韧性、拉伸强度和冲击强度，以及较低的加工成本，而逐渐成为人们关注的焦点[2]。
PP发泡材料开发的历史较短，国外许多国家从20世纪70年代开始研究聚丙烯发泡材料，但是由于传统的PP发泡工艺性能较差，特别是发泡PP片材的生产技术难度较大，使其难以获得高质量的泡沫塑料制品，因而直到1980年PP发泡才实现工业化[3]。
传统PP的发泡工艺性能很差，这是因为普通的聚丙烯为柔软的长链大分子结构，结晶度和结晶倾向较高，达到熔点后粘度迅速下降（熔体粘度较低、熔体强度不足），此时发泡会发生气体逃逸，PP熔体无法包裹气泡，进而导致泡孔塌陷[4]。
多年的研究表明，提供高熔体强度的聚丙烯（HMSPP）是制备聚丙烯发泡材料的关键技术。
聚丙烯发泡的研究进展
聚丙烯发泡的研究进展文/ 郭 喆 揣成智 刘 卉摘 要：聚丙烯(PP)树脂具有原料来源丰富、质量轻、性价比高、耐热性好、耐化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上应用最广、产量增长最快的树脂之一。
PP发泡材料是国外80年代中期开发的一种性能优越，用以取代传统泡沫材料的新型泡沫材料。
本文介绍了发泡PP的性能、发泡工艺、发泡技术以及国内外的发展现状。
关健词：聚丙烯发泡 性 能 发泡工艺 发泡技术 国内外的发展现状Abstract: The Polypropylene (PP) is one of the most generally used resins in the world. And it's also one of the resins that the yields increase the fastest. Because the PP resin has so many excellent characteristics such as abundant resource, low density, high performance price ratio, heat-resistant corrupt-proof and easy recycle. Furthermore, the PP foam is becoming the focus in plastics foam fi e ld for its particular and excellent performance. In this article,performance, foaming process, foaming technology, development situation at home and abroad of polypropylene foam are introduced.Key words: Polypropylene foam Performance Foaming process Foaming technology Development situation at home and abroadThe Progresses of Studies on Polypropylene Foam编者按：塑料制品广泛应用于日常生活，给人们带来便利，但是其却是生活中细菌传染的途径之一。
聚丙烯发泡最新研究进展
（ 机械共混法 ： ） 能射线辐照法。 ３ ） （高 ４
２１１反应挤出法 ． ．
反 应 挤 出是 聚合 物 在 挤 出过 程 中 发 生 交联 、 枝 、 接 降解 等
种助剂混合造粒， 然后压制成片、 采用低剂量辐照使聚丙烯交
联， 最后放人烘箱 中加热发泡， 得到发泡 Ｐ Ｐ片材。 熊茂林。 王峰。 、 等人采用 Ｓ ２ ３ 丙烯酸酯类双官能度单 Ｒ １（
显 的应 变硬 化 特 性 。 北 京 化工 研 究 院乔 金梁 。 授 ， 过 低 剂量 辐 照 方 法 研 制 教 通
烯 （ Ｆ ｌ） Ｐ Ｐ ８４ 是 Ｐ发泡的一个重要突破。目前一般采用下列四 出了高熔 体强度聚丙烯 。利用这种聚丙烯 发泡 ，发泡倍率可
种方法制备高熔体强度聚丙烯：１ （） 反应挤 出法 ； ） （ 定向聚合法 ； 以达到 ８～ ２ ２ ５倍。其发泡工艺流程如下 ：先将 Ｐ Ｐ原料与各
饰和汽车保 险杠 ： 可作为包装材料应用于家 电、 精密机械设备 出显著的应变硬化特征。因此 ，也可尝试 在线性聚丙烯 中掺 的减震包装上； 作为降解材料可应用于一次性餐盒， 这种餐盒 混少量交联组分制备高熔体强度聚丙烯 。
在 阳光照射 ｌ ５天后可降解粉化成粒状 。 国外许多国家在 ２ ０世纪 ７ ０年代就 开始研究聚丙烯发泡 ２１ 高能射线辐照法 ．４ ． 指Ｐ Ｐ原料加入辐照敏化剂 ， 在电子束或者钴源的作用下 Ｂ Ｋ ａｓ 等人将 Ｐ 在熔 融态经电子束辐照 ，制 备了 ｒｕｅ０ Ｐ
化学反应的一种 新型加工成型方法， 具有方便快捷、 成本低、 体） 对线性聚丙烯进行改性， 经过小剂量 ６ Ｃ ．辐照和热处理 ０ ｏＹ
材料， 目前 国外只有少数几个 国家能生产聚丙烯发泡 ， 如美国、 交联或支化， 从而提高熔体强度 。
发泡聚丙烯制备与应用研究进展
发泡聚丙烯制备与应用研究进展发泡聚丙烯是一种轻质、耐热、隔热、隔音、节能、环保的新型材料，广泛应用于建筑、交通、包装、家具等领域。
随着人们对材料性能和环保要求的提高，发泡聚丙烯的应用前景越来越广阔。
本文将就发泡聚丙烯制备与应用的研究进展进行讨论。
一、发泡聚丙烯的制备技术1. 挤出发泡法挤出发泡法是一种常见的发泡聚丙烯制备技术，通过挤出机将聚丙烯塑料颗粒加热融化，然后在挤出头中注入膨胀剂和发泡剂，经过模具形成发泡聚丙烯制品。
这种制备技术可以生产连续和大批量的产品，生产效率高，适用于生产管材、板材等产品。
2. 发泡成型法发泡成型法是在聚丙烯颗粒中直接添加膨胀剂和发泡剂，然后在模具中进行加热和成型，形成发泡聚丙烯制品。
这种制备技术适用于生产较为复杂的产品，成型精度高，适用于生产包装箱、保温杯等产品。
二、发泡聚丙烯的应用研究进展1. 建筑领域发泡聚丙烯具有优异的隔热、隔音、抗震、节能等性能，被广泛应用于建筑材料。
发泡聚丙烯保温板用于建筑外墙保温，可以有效提高建筑物的保温性能，减少能耗。
发泡聚丙烯用于地坪、屋顶、管道等部位的保温和隔热，能够提高建筑物的使用寿命，降低维护成本。
2. 交通领域发泡聚丙烯具有轻质、强度高、耐腐蚀等优点，适用于汽车、飞机、轮船等交通工具的内饰、座椅、保温材料等部位。
发泡聚丙烯汽车内饰件重量轻、成本低、吸音性能好，被广泛应用于汽车制造行业。
3. 包装领域发泡聚丙烯具有良好的缓冲、吸震、防潮、防震等性能，被广泛应用于包装行业。
发泡聚丙烯泡沫箱可以有效保护易碎物品，减少运输过程中的损坏。
发泡聚丙烯包装材料还广泛应用于食品、医药、电子等行业，能够保证产品的质量和安全。
4. 家具领域发泡聚丙烯具有轻质、环保、防水、防潮等优点，被广泛应用于家具制造行业。
发泡聚丙烯软垫、床垫、地毯等产品具有优异的弹性和舒适性，受到消费者的青睐。
三、发泡聚丙烯制备与应用面临的挑战与发展趋势1. 技术挑战发泡聚丙烯的制备技术目前仍存在一些问题，如挤出发泡过程中易产生气泡和缺陷，成型精度有限；发泡成型过程中易产生收缩、变形等问题。
聚丙烯发泡复合材料的研究与分析
聚丙烯发泡复合材料的研究与分析摘要：聚丙烯具有良好的力学性能、热性能和耐候性能。
文章首先分析了聚丙烯的定义，然后简要阐述了聚丙烯的生产方法，最后重点就聚丙烯发泡材料的研制进行了详细分析，仅供参考。
关键词：聚丙烯；发泡材料；成型工艺一、聚丙烯的定义聚丙烯（PP）是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，是一种半结晶性材料，它比聚乙烯（PE）要更坚硬并且有更高的熔点。
通常在均聚物PP中添加1%-4%乙烯可制得无规共聚PP，乙烯加入量继续提高可得嵌段共聚PP，两种PP在温度高于0℃以上时，韧性均高于均聚物PP，这几种类型PP的光泽度、热扭曲温度、刚性和透明度均较低，但是有较强的冲击强度，其冲击强度在一定范围内与乙烯的含量成正比。
PP的结晶度较高，所以表面强度（如表面刚度、抗划痕特性）很好，其制品不存在环境应力开裂问题。
PP的熔体流动速率MFR值范围浮动很大（1%-40%），MFR值较低的PP材料的延展性较差但冲击性能较好，对于相同MFR值的PP，共聚PP的强度高于均聚PP。
由于结晶的存在，相比于其它材料，PP的收缩率较大，一般在1.8%-2.5%之间，但是收缩在方向上的均匀性比PE等材料要好得多。
通常，采用加入玻璃纤维、无机粒子、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性，加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。
另外，PP材料的吸水率极低，材料具有良好的抗酸碱腐蚀性和抗溶解性，可在较恶劣的环境下长期使用。
二、聚丙烯的生产方法及加工工艺丙烯聚合催化剂的使用是聚丙烯在合成过程中最关键的影响因素，丙烯聚合催化剂的发展促使聚丙烯的生产工艺不断优化，达到节能降耗，不但大大降低了生产成本，还提高了聚丙烯产品的性能和质量。
PP的生产工艺经历了低活性、冗杂的第一代，高活性、可省脱灰工序的第二代，以及超高活性、无脱无规物脱灰的第三代三个阶段。
聚丙烯的生产方法主要有溶剂料浆法（简称浆液法）、溶液法、本体法、气相法和Catalloy-Hivalloy法五种。
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２００６．Ｎｏ．１２ （总第 １４９ 期）
降低体系中 ＰＰ 的球晶尺寸并破坏 ＰＰ 结晶的规整性。 此体系用 ＣＯ２ 饱和后， 在 １７５℃下发泡 ３０ｓ， 可以得到 高质量的泡孔结构， 作者认为这与两相之间不相容， 界 面作用力弱， 导致气泡在相界面成核有关。相比而言， 单独的 ＰＥ 或 ＰＰ 在此条件下都不能得到好的发泡材。 Ｐ．Ｒａｃｈｔａｎａｐｕｎ［１７］等 则 对 不 同 熔 体 指 数 的 ＨＤＰＥ 与 ＰＰ 共混体系的发泡性能进行了研究， 同样采用先将样品 条制备好并用 ＣＯ２ 饱和， 然后在不同的条件下进行发 泡的方法。ＤＳＣ 分析显示， ＨＤＰＥ 的加入， 会降低体系 中两组分的结晶度， 导致体系熔点的降低。在不考虑其 他 条 件 的 情 况 下 ， ＨＤＰＥ／ＰＰ（ ３０∶７０） 体 系 的 发 泡 性 比 ＨＤＰＥ ＰＰ （ ５０∶５０） 体系好， 而最佳发泡条件为 １７５℃、 ３０ｓ。同时， 高熔体指数的 ＨＤＰＥ 对发泡有负面作用， 因 为过高的熔体指数会使体系在发泡过程中失去必须的 强度。因此泡孔形态的好坏、发泡率的高低不仅与发泡 的条件有关， 还与体系在发泡过程中的熔体强度密不 可分。
１ 基于高熔体强度聚丙烯树脂的研究 使聚丙烯具有良好的发泡性能最直接也是最简
单 的 方 法 就 是 采 用 高 熔 体 强 度 的 支 化 ＰＰ 树 脂 （ ＨＭＳＰＰ） 作为发泡材料或主要组分。支化 ＰＰ 树脂具 有 比 普 通 ＰＰ 更 高 的 熔 体 强 度 ， 它 最 先 由 比 利 时 的 Ｍｏｎｔｅｌｌ 公司开发出来并实现工业化， 该公司生 产 的 Ｐｒｏ－ ｆａｘＰＦ－ ８１４ 树 脂 具 有 比 普 通 线 性 ＰＰ 高 出 ９ 倍 的 熔体强度（ 与普通 ＰＰ 的性能对比见表 １） 。此后， 其它 一些国家和公司（ 如韩国的三星综合化学公司、ＩＣＩ 公 司 、Ｃｈｉｓｓｏ Ａｍｅｒｉｃａ 等 ） 也 相 继 开 发 出 了 大 量 的 ＨＭＳＰＰ 产品， 目前已在这些地区广泛应用。郦华兴［２］等 对国外 ＰＰ 材料挤出发泡的研究进行了报道。对比了 线 性 ＰＰ （ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ： Ｍａｒｌｅｘ ＨＮＺ － Ｏ２Ｏ） 和 支 化 ＰＰ （ Ｈｉｍｏｎｔ： Ｐｒｏ－ ＦａｘＰＥ－ ８１４） 的挤出物理发泡性能。在相 同的实验条件下， 两种材料的发泡特性体现出巨大的 差异 ： 线性 ＰＰ 发泡时， 即使采用水急 冷 ， 气 泡 的 开 孔 率仍然很高， 且泡孔彼此相连， 而支化 ＰＰ 的气泡合并 现象很少。由此可见熔体强度对发泡性能的影响十分 明显。
必须注意的是， 化学交联或辐射交联受条件影响 大， 控制不当时， 很容易导致分子链的降解或者是出现 过度凝胶化， 这可能带来材料力学或性能降低的问题。
３ 基于对普通 ＰＰ 进行共混 填充改性的研究 除 了 以 上 两 种 获 得 高 熔 体 强 度 ＰＰ 的 途 径 外 ， 还
可以 通 过 共 混 或 复 合 填 充 的 方 式 来 改 善 ＰＰ 的 发 泡 性能。
形态有重要影响， 如果机头口模设计不合理， 导致螺杆 和机头之间出现压力损失， 很容易引起熔体的提前发
高 ＰＰ 的零剪切粘度（ η０） 、抗熔垂性和拉伸变硬性。 反映在发泡性能上， 就使得材料具有更好的泡孔形态
５６
２００６ ／ １２
和尺寸， 以及更高 的 发 泡 倍 率 。 黎 勇［１１］等 对 接 枝 改 性 ＰＰ 的发泡进行了研究， 采用过氧化物作为引发剂、线 性不饱和聚酯作为支链， 在双螺杆挤出机上进行反应 挤出， 红外分析表明， 接枝率可达 ８９．３％。接枝能改善 ＰＰ 的流变性能， 降低结晶度， 使熔体强度对温度的敏 感性下降， 从而拓宽了材料的发泡温度范围。
熔体流动的不稳定性， 最终产生熔
体破裂。从温度方面考虑， 一方面
温度越高， 气体在熔体中的溶解度
越低， 容易导致提前发泡， 另一方
除了直接采用高熔体强度的 ＰＰ 外， 为降低成本，
面， 温度越高， 熔体强度会降低， 不利于泡孔的形成， 因
可以利用其对普通 ＰＰ 进行共混改性， 以达到增加体
此机头温度应尽可能低。
ＰＰ 挤出型材的性能受各组分以及工艺条件的影响， 通 过设计正交配方实验方案， 发现按照用量对制品拉伸
一方面针状的 ＣａＣＯ３ 粒子能有效的阻止裂纹的发展， 降低材料对缺口冲击的敏感性。
强度影响最大的因素分别为： ＡＣ 发泡剂、交联剂、成
除了采用常规的交联剂对 ＰＰ 分子进行交联以提
核 剂 以 及 发 泡 助 剂 ＰｂＳｔ。 徐 志 娟 ［５， ６］ 等 利 用 发 泡 剂
倍率以及材料韧性不及以共聚 ＰＰ 体系， 这主要是均
发现交联剂和交联助剂的用量直接影响泡沫制品的性
聚 ＰＰ 较高的结晶度决定的。当在以 ＨＭＳＰＰ／均聚 ＰＰＴ
能， 用量太小， 熔体强度不够， 用量太大则会产生凝胶
体系中加入第三组分弹性体乙烯辛烯共聚物（ ＰＯＥ）
化， 影响材料加工。在发泡剂的用量与制品性能图上，
作者简介： 陈佰全， 男， 现为湘潭大学化学学院高分子材料与工 程系硕士研究生， 主要从事高分子材料改性方面的研究。
同时 ， 在冷却阶段， 由于 ＰＰ 结晶放热 量 大 ， 体 系 黏 度 变低， 使得形成的气泡可能进一步被破坏。
人 们 采 用 了 各 种 方 法 来 改 进 ＰＰ 的 这 种 缺 点 ， 所 有的方法都具有相同的目的， 即提高体系在发泡时的 熔体强度。目前主要采用的方法有： 直接使用高熔体 强度 ＰＰ、化学交联和接枝、共混改性。本文以下将分别 对基于这三种方法的研究进展作简要介绍。
后， 可以增加发泡倍率， 改善发泡材料的韧性。此外， 文
存在一个最优值， 制品的冲击强度首先随发泡剂用量
章对三种不同的化学发泡剂的发泡效果进行了对比，
的增加而增加， 达到最大值后， 性能反而随之下降， 这
它 分 别 是 ＨＰ － ２０Ｐ、ＥＰＩ７５５ 和 ＲＡ。 其 中 ＨＰ － ２０Ｐ、 通常是由于发泡剂含量太大， 气体体积增加导致气孔
方 少 明［９］采 用 ＡＣ 发 泡 剂 ， 交 联 剂 ＤＰＣ 以 及 一 些
加熔体强度， 国内在 ＰＰ 发泡方面的研究主要集中于 ＰＰ 的 化 学 交 联 上 。 王 兰 ［４］ 等 以 过 氧 化 二 异 丙 苯 （ ＤＣＰ） 为交联剂， 二乙烯基苯为助交联剂研究了发泡
偶联剂、发泡成核剂和助发泡剂， 对 ＣａＣＯ３ 交联 ＰＰ 复 合体系的注射成型进行了研究。大量 ＣａＣＯ３（ ８０％） 的 加入一方面提高了熔体的黏度， 有利于气泡的稳定， 另
２００６ ／ １２ ５５
ＤＥＣＥＭＢＥＲ 综 述
表 １ 高熔体强度 Ｐ Ｐ 与普通 Ｐ Ｐ 的主要性能比较［１］
泡， 导致熔体在离开机头后爆炸式 膨胀而引起熔体破裂。同时， 螺杆
的转速也对制品质量有很大影响，
转速太低， 机头处的背压低， 容易
发生提前发泡， 而大。
间如果太长又会导致 ＰＰ 的降解， 而模压力和模温则
直接关系到熔体的黏度， 压力小、气泡的孔径大， 会导
２ 基于化学或辐射交联提高熔体强度的研究
致气体的逃逸； 压力太大的话， 外压释放时， 熔体无法
２．１ 化学交联提高熔体强度
承受内部气体的高压也会导致气泡的破裂。
由于我国高熔体强度 ＰＰ 的生产还是空白， 为增
ＥＰＩ７５５ 为吸热型发泡剂， 一旦受热停止， 发泡剂 就 会
破裂引起的。同时， 模压时间、压力以及温度都对制品
停止分解， 材料的形态体现为较小的泡孔。而 ＲＡ 属于
的发泡性能有很大影响： 模压时间的长短决定了发泡
放热型发泡剂， 在没有吸热的情况下仍可能继续分解，
剂的分解时间， 时间太短， 发泡剂不能完全分解， 而时
高熔体强度外， 还可以对 ＰＰ 主链进行接枝。Ｇ．Ｊ．Ｎａｍ［１０］
（ ＡＣ） 、交 联 剂（ ＤＣＰ） 研 究 了 ＰＰ 在 挤 出 发 泡 过 程 中
通过反应挤出接枝， 对线性 ＰＰ 和接枝 ＰＰ 的流变学性
工艺条件的影响， 发现挤出机头的设计对制品的发泡
能和挤出发泡进行了比较， 发现长链接枝可以大大提
系熔体强度的目的。刘振龙［３］等以质量分数为 １０％－
李迎春［７， ８］等以过氧化二异丙苯（ ＤＣＰ） 为交联剂，
１５％ＨＭＳＰＰ 分别与均聚和共聚 ＰＰ 进行共混。采用均
二乙烯基苯为助交联剂， ＡＣ 为发泡剂对 ＰＰ 模压板材
聚 ＰＰ 为树脂基体的材料具有较高的刚性， 但是发泡
的发泡进行了报道。他们首先对交联过程进行了研究，
目前共混改性当中研究较多的是 ＰＥ ＰＰ 体系， ＰＰ 和 ＰＥ 都为结晶度较高的聚合物， 两者不相容， ＰＥ 含 量较少时会作为分散相分散于 ＰＰ 基体中。温度升高 时， ＰＥ 熔点低先融化， ＰＰ 后融化， 使共混物的融程变 宽， 同时 ＰＥ 的熔体强度高于 ＰＰ， 因而可改进体系的熔 体强度。Ｓｕｓａｎ Ｅ ［１６］等在对 ＨＤＰＥ ＰＰ 体系的发泡和力 学性能研究中发现， ＨＤＰＥ（ ３０％） 分散在 ＰＰ 中会大大
２．２ 辐射交联提高熔体强度 随着核能的和平利用， 使通过辐射交联来提高 ＰＰ
熔体强度的方法变为可能， 与化学交联法相比， 辐射法 节能、工艺简单、条件容易控制， 是目前唯一已工业化 的方法， 也是高分子材料绿色化技术的一种发展趋势。 据报道［１２］， 美国 Ｓｃｈｅｖｅ 和日本 Ｙｏｓｈｉｉ 等人在无氧条件 下通过辐射得到了高熔体强度的 ＰＰ。我国北京化工研 究 院［１３］也 通 过 辐 照 交 联 支 化 方 法 成 功 研 制 出 高 熔 体 强 度的 ＰＰ， 它具有比普通 ＰＰ 高 ５０％以上的熔体强度， 发 泡倍率可 达 ２０ 倍 以 上 。 高 键 明［１４］等 采 用 辐 射 方 法 对 ＰＰ 交联改性， 并对其发泡性能进行了研究， 发现在辐 射交联过程中， 多官能团敏化剂的种类、浓度、辐射剂 量以及辐照后的热处理都对交联度有较大影响， 总的 来说当敏化剂为 １， ６ 一已二醇二丙烯酸酯（ ＨＤＤＡ） ， 含量为 ０．３％、辐射剂量为 ０．４ｋＧｙ 时具有最好的交联 效果， 并且当体系凝胶含量在 ３０％－ ４５％之间时具有最 高的发泡倍率（ １５ 倍以上） 。熊茂林等［１５］在 ＰＰ 中加入 １．０％的二官能团单体 ＳＲ２３１ 作为辐射敏化剂， 在氮气 环境中采用 １ＫＧｙ 剂量的 Ｃｏ－ γ 射线辐照， 结果 ＰＰ 熔 体强度显著提高， 且凝胶含量适中。