燕山石化B9302 汽車液體壺料抗沖擊PP

隨著2060年碳中和發(fā)展目標(biāo)的提出，綠色、高效的新能源汽車吸引了研究人員越來越多的關(guān)注。
新能源汽車需要更輕，綜合性能更優(yōu)異的聚合物材料來實(shí)現(xiàn)汽車輕量化。
聚丙烯(PP)具備良好結(jié)晶結(jié)構(gòu)，有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性、耐腐蝕性以及低介電、低導(dǎo)熱的功能，具有可回收、低成本的優(yōu)勢，在汽車中廣泛應(yīng)用。
王濱等報(bào)道，在所有車用高分子材料中，聚丙烯用量大，占比約37%，第二是聚氨酯(PU)，占比17.3%，其次有丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)，占比12.3%，高密度聚乙烯(HDPE)，占比11.5%，以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)和聚苯乙烯(PS)等。

對(duì)聚合物發(fā)泡材料的研究是新能源汽車輕量化重點(diǎn)。
常用的有發(fā)泡聚丙烯、發(fā)泡聚乙烯、發(fā)泡聚氨酯和發(fā)泡聚苯乙烯，其性能對(duì)比如表1所示。
發(fā)泡聚氨酯通過多元醇與多異氰酸酯經(jīng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡制得，使用氟利昂類發(fā)泡劑和烷烴類發(fā)泡劑，對(duì)環(huán)境有不利影響，發(fā)泡殘留的異氰酸酯可能影響健康，聚氨酯的發(fā)泡工藝簡單。
聚苯乙烯發(fā)泡時(shí)無需化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)污染較低，可通過多種加工方式制備，吸水率更低，耐化學(xué)性更好。
發(fā)泡聚苯乙烯存在環(huán)境問題，難以降解和回收。
聚乙烯是應(yīng)用早的發(fā)泡材料之一，作為烯烴類結(jié)晶材料，其具備強(qiáng)韌、耐低溫、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)泡聚丙烯與上述常見發(fā)泡材料相比，具有許多突出優(yōu)勢:其耐熱性比發(fā)泡聚乙烯好，在常見發(fā)泡材料里是優(yōu)的;其剛性比發(fā)泡聚乙烯好，抗沖擊性能優(yōu)于聚乙烯和聚苯乙烯，緩沖吸能性能優(yōu)異、保護(hù)性好、記憶性好，可承受多次連續(xù)撞擊，契合保險(xiǎn)杠、車門等轎車中保護(hù)部件的應(yīng)用;發(fā)泡聚丙烯的耐溶劑腐蝕性好、不吸水、表面硬度適當(dāng)、不擦傷與其接觸的物體、無味，適合使用在車輛內(nèi)飾中;發(fā)泡聚丙烯不含有毒物質(zhì)，燃燒時(shí)無毒;可回收，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。
發(fā)泡聚丙烯泡沫優(yōu)異的綜合性能吸引了聚丙烯合成廠家(BASF和燕山石化等)、聚合物改性材料廠商(日本JSP、日本Kaneka和會(huì)通等)和汽車主機(jī)廠(Volvo、吉利和上汽等)的多方關(guān)注。
根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets和中國化工報(bào)的報(bào)道，發(fā)泡聚丙烯的全球市場容量隨著應(yīng)用的擴(kuò)大不斷增長，從2017年的10.0215億美元到2019年超過12億美元，2023年預(yù)計(jì)將達(dá)到16.488億美元，其中亞太市場占比大，達(dá)35%。
比如，據(jù)JSP的Murata報(bào)道，將轎車座椅中常用的發(fā)泡聚氨酯泡沫替代為發(fā)泡聚丙烯泡沫時(shí)，實(shí)現(xiàn)相同坐墊彎曲性能時(shí)，發(fā)泡聚丙烯的質(zhì)量相比發(fā)泡聚氨酯下降了27%，約567g。
發(fā)泡聚丙烯在汽車中的前保險(xiǎn)杠、后保險(xiǎn)杠、車門、前柱、工具箱、遮陽板、座椅和后備箱等處有應(yīng)用。
發(fā)泡聚丙烯，尤其是微發(fā)泡聚丙烯在新能源汽車中有著良好的應(yīng)用前景，但PP的線型鏈結(jié)構(gòu)使其黏度低、熔體強(qiáng)度低，只能在結(jié)晶熔點(diǎn)附近發(fā)泡，發(fā)泡的溫度區(qū)間窄，面臨難以發(fā)泡均勻、拉伸強(qiáng)度較差的難題，發(fā)泡聚丙烯在加工方法和材料組分調(diào)控方面均面臨較大的挑戰(zhàn)。
本文從微發(fā)泡聚丙烯的發(fā)泡機(jī)理出發(fā)，比較微發(fā)泡聚丙烯的制備加工方法，匯總微發(fā)泡聚丙烯的增強(qiáng)改性策略，意在對(duì)發(fā)泡聚丙烯的發(fā)展進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和展望。