聚丙烯泡沫塑膠是一種性能優良的緩衝材料，由於其對光潔表面的優良保護性能，已廣泛用於家俱、鑲板、高檔儀器和具有光潔面的金屬器具的緩衝包裝；也可作為熱食品的保溫包裝；還可製成襯墊、襯板等緩衝材料等。
基本介紹
- 中文名：聚丙烯泡沫塑膠
- 原料：聚丙烯樹脂
- 優點：械強度較好
- 套用行業：汽車製造業
簡介,成型,擠出成型,注射發泡成型,模壓成型,性能,套用,
簡介
聚丙烯泡沫塑膠是以聚丙烯樹脂為主體，加入發泡劑及其它添加劑製成。它機械強度較好，有優良的抗拉強度、柔韌性和彈性摩擦係數大，耐磨性能好，有助於制止與其相接觸的光滑表面的滑動密度小，絕熱性優良；無毒、無味等。但它對光的穩定性差。
成型
根據泡沫塑膠發泡成型中發泡動力的來源，一般可分為機械發泡、物理髮泡、化學發泡三種類型。機械發泡是藉助於機械的強力攪拌，使氣體均勻地混入樹脂中形成氣泡。物理髮泡則是藉助於發泡劑在樹脂中物理狀態的改變，形成大量氣泡。化學發泡是依靠發泡劑發生化學變化時產生氣體使樹脂發泡。PP發泡大多採用化學發泡，使用的發泡劑有偶氮二甲醯胺、偶氮二甲酸二異丙酯等；亦可使用氮氣作物理髮泡劑進行物理髮泡。
泡沫塑膠的發泡過程一般可以分為二個階段：首先是在塑膠熔體或液體中形成大量均勻、細密的氣泡核，然後再膨脹成為所要求的泡體結構，最後固化定型將泡體結構固定下來，得到泡沫塑膠。
PP泡沫塑膠常用的成型方法有擠出、注塑及模壓成型等。
擠出成型
擠出成型是泡沫塑膠成型加工的主要方法之一，一般的異型材、板材、管材、膜片、電纜絕緣層等發泡製品都採用擠出成型。擠出成型過程中可以採用物理髮泡或化學發泡兩種發泡方法。物理髮泡主要採用一些碳氟化合物及其混合物，以及其它的低沸點液體，另外，直接注入氣體的物理髮泡法也在PP泡沫塑膠的擠出成型過程中得到套用。影響擠出成型發泡的工藝參數主要包括：擠出壓力、擠出溫度、物料在擠出機中的滯留時間、口模軸向壓力等。一般來說，隨著擠出壓力的增加，泡孔尺寸減小，泡孔數量增加；高質量的發泡體只是在較窄的溫度範圍內才可能獲得。熔體溫度越高，聚合物熔體強度越低，泡內的發泡壓力就可能超過泡沫表面張力從而使泡體破裂。必須根據特定的聚合物體系進行最佳化，確定一個適宜的發泡溫度。延長物料在擠出機內的滯留時間，會使氣泡的數目增加。
注射發泡成型
注射發泡成型法屬於一次成型法，可簡化泡沫塑膠製品的製造工序，其特點是產量高、質量好，特別適用於形狀比較複雜、尺寸精度要求較高的製品。影響注射成型泡沫塑膠製品質量的主要有材料配方、成型設備及工藝條件三個因素。在材料配方和成型設備確定後，決定製品性能的主要因素是工藝條件。壓力、溫度和時間是最重要的工藝條件。聚合物熔體中所溶解的氣體能否游離出來形成氣泡，熔體中已形成的氣泡能否穩定，這兩點與熔體壓力密切相關，因為熔體的壓力直接影響氣體在熔體中的溶解度。當熔體所受外界壓力增加，氣體在熔體中溶解度增加，熔體中過飽和氣體量減少，氣泡的半徑減小。壓力的改變對熔體中氣泡的增長或塌陷的影響非常敏感，通過控制壓力來調節發泡過程是非常有效的。聚合物的物理狀態是溫度的函式，確定適宜的溫度，對發泡成型非常重要，與溫度相關的主要工藝參數為料筒溫度、模具溫度。-般來說，提高熔體的出口溫度有利於氣泡的增長，但如果熔體溫度過高，不僅會導致聚合物降解，還會引起熔體粘度下降。總的來說，熔體溫度高，氣泡直徑增大，氣泡數量減少。製品的發泡倍數一般隨模溫的降低而下降，提高模溫可以改善熔體在模具中的流動條件，還可以改善製品的表面質量，提高製品的發泡倍數。但是冷卻定型的時間將延長，不利於提高勞動生產效率。注射速率對發泡製品的泡孔均勻性、發泡倍數及表面質量都有較大的影響。聚合物熔體高速充模，可以獲得大小均勻的泡孔，提高注射速率可以明顯增大製品的發泡倍數。
模壓成型
PP泡沫塑膠還可以通過模壓成型工藝成型製品，泡沫塑膠的模壓成型工藝可分為一步法和二步法。一步法的發泡過程是一次性完成的，物料經配料混合後，模壓成型坯，然後加熱加壓發泡製得泡沫塑膠製品。二步法的基本程式與一步法相似，一次發泡後，一部分發泡劑分解使物料部分發泡，隨之冷卻，趁熱在常壓下進行第二次發泡。由於二步法發泡時物料的膨脹速率大大降低，發泡倍數可以加大。具體的模壓成型方法有多種，可視原材料的形成、製品的情況而定。比較典型的一種方法是PP發泡粒子的模壓熔結成型，先將閉孔的發泡PP加入模具中，壓入氣體，然後通入水蒸氣，使粒子熔融，形成製品。
BASP、公司的Neopolen P系列PP泡沫塑膠典型的成型工藝包括五個步驟：
(1)充模 將多孔的泡沫PP粒子輸入模腔中，通過加壓使多孔粒子壓縮。
(2)成型 模腔中的泡沫PP粒子經水蒸氣加熱，脹大並熔融。根據泡沫PP粒子的品種來選擇水蒸氣的入口壓力，一般控制在0.25-0.42MPa範圍內。
(3)冷卻定型 為了保證製品脫模後不至於脹大或裂開，應冷卻至適當的溫度方能開模，脫模時間取決於PP泡沫塑膠的密度及製品的壁厚。
(4)脫模 製品通過機械方法或壓縮空氣脫模。
(5)後處理 製品在80℃的環境中放置6h以上，進行熱處理並除去所吸水分。
性能
BASF公司的Neopolen P系列泡沫塑膠的粒子呈球狀，以非交聯閉孔為主要結構。Neopolen P的製品質量輕，吸收衝擊載荷的能力強，發生形變後回復率高，抗變形能力及變形後的回覆與方向無關，吸水率低，耐腐蝕性好，耐熱及隔熱性強。
Neopolen P系列產品一般以粒子的形式供貨，其密度為20-85kg/m3，不含氟利昂等有害發泡劑，可用於接觸食物的場合，在一定的程度內可重複使用，乾淨的回收料可再次用於注塑或擠出。
JSP公司的PP泡沫塑膠也不含氟利昂等有害發泡劑，可回收，質量輕，吸收衝擊能量的能力優異，隔熱、阻燃性和尺寸穩定性好，耐腐蝕性強。
GEFINEX化工有限公司的VESTOCELL系列PP泡沫塑膠也不含氟利昂發泡劑，容易成型，在較寬的溫度範圍內均具有優良的衝擊性能。
套用
PP泡沫塑膠在汽車製造業中可用作保險桿芯、側護板、門內板吸能保護墊、緩衝墊、頭梳、遮陽板、工具箱等。作為包裝材料可用於易碎物品和需防震的精密儀器的包裝，使其在顛簸的運輸過程中免遭損傷及破壞。作為安全防護材料可用作各種安全頭盔。另外，還可作為保溫、隔音效果好的建築材料套用於建築行業。
據不完全統計，美國1999年PP泡沫塑膠的消耗量為3.5萬t，歐洲為1.7萬t，日本為1萬t，亞洲其它國家為0.7萬t。JSP公司在世界各地建有多家生產PP泡沫塑膠產品的工廠，其PP泡沫塑膠產品在世界範圍內占有很大的市場份額，在美國占有70%的市場，在歐洲占有40%的市場，在日本占有60%的市場，在亞洲其它國家占有50%的市場。美國將JSP公司的PP泡沫塑膠主要用來製造汽車零部件，1996年已有63種(其中通用29種、克萊斯勒13種、福特8種)PP泡沫塑膠的汽車零件進入汽車零部件市場。歐洲將JSP公司60%的PP泡沫塑膠用於汽車零部件的製造，其餘40%主要用於包裝行業。1996年採用PP泡沫塑膠製造的汽車零部件有25種，其中賓士3種、大眾5種、歐寶6種。日本使用JSP公司的PP泡沫塑膠製造的汽車零部件達57種，其中尼桑17種、豐田15種、本田16種。亞洲其它國家將JSP公司70%的PP泡沫塑膠用於汽車零部件的製造，30%左右用於包裝製品。
