燕山石化K1840 高熔指PP抗冲击薄壁制品注塑成型
燕山石化K1840 高熔指PP抗冲击薄壁制品注塑成型
新能源汽车的发展对轻量化提出了越来越高的要求。微发泡聚丙烯因其密度低、优异的综合性能、价廉和可回收等特点被大量应用于汽车部件中。但一方面，由于PP材料本身结构带来的低熔体强度问题，使微发泡聚丙烯得到的泡孔结构并不令人满意，发泡制品成型加工中存在诸多挑战，研究人员通过改进PP的发泡工艺和设备，改善了发泡过程，未来还可以结合可视化设备和可视化模拟进一步研究发泡结构的时空演变过程，改进PP复合材料的微发泡工艺。另一方面，发泡聚丙烯的拉伸强度较低，研究人员通过引入微纳填料制备PP复合材料，调控PP的结晶结构和发泡结构，对PP材料进行增强。需要承认的是，强度增加后，如何同时维持原有的低表观密度和细小均匀的泡孔结构仍然是一个挑战。未来研究需要更加关注填料与聚合物的界面调控对泡孔结构的影响，通过良好的界面调控泡孔结构，同时减少填料的使用量，继续降低微发泡PP的密度。后，目前的研究人员多关注对微发泡PP加工性能和力学性能的讨论，随着新能源汽车电子化和信息化的发展趋势，微发泡聚丙烯材料在汽车电子、通信、热管理和电磁屏蔽等领域的功能特性同样值得关注。
据相关调研，对新能源汽车减重10%，电池续航可以提升约14%，极大提高其能源利用率。微发泡聚丙烯因密度低、综合性能优异、价廉和可回收等特点被大量应用于汽车部件。但由于微泡孔的引入，微发泡聚丙烯对载荷的有效承载面积小，拉伸强度低。在聚丙烯中引入微纳填料制备复合材料是改善其拉伸强度的有效策略。微纳填料的引入，不仅可以直接调控聚丙烯复合材料的力学性能，还可以作为成核剂调控其发泡结构，进一步提升发泡聚丙烯复合材料的力学性能。作者总结了不同种类和维度的填料对PP发泡结构与性能的影响。
零维填料改性微发泡聚丙烯
零维纳米颗粒是发泡聚合物改性的常用选择，主要包括SiO2、TiO2和CaCO3等。零维填料可以作为纳米成核剂，同时调控PP材料的结晶结构和泡孔结构，影响其力学性能。王向东等向PP材料中引入乙烯基纳米SiO2，刚性纳米SiO2粒子的引入可以阻碍PP分子链的移动，提高熔体强度，进而改善微发泡PP的发泡结构和力学性能。曾亮等利用超临界流体技术制备纳米TiO2/PP发泡复合材料，发现纳米TiO2/PP泡沫复合材料拥有更加致密的泡孔。随着TiO2含量的增加，泡孔直径先减少后增加，但逐渐趋向均匀，复合材料的发泡能力得到有效改善，并且显著提升拉伸强度和冲击强度。在填料质量分数为3%时，TiO2/PP泡沫复合材料的拉伸强度达到35MPa，冲击强度为19kJ/m2，相较于普通PP泡沫，分别提升了25%和72.3%。杨春霞等制备了纳米碳酸钙(CaCO3)填充的聚丙烯泡沫复合材料，研究表明CaCO3填充后的泡沫复合材料具有优异的力学性能，比弯曲强度增加82.53%。这归因于CaCO3的成核作用促进PP的结晶行为，同时，纳米颗粒的引入增加了PP的熔体强度，从而减弱发泡过程中基体产生的双向拉伸作用，减少并泡、串泡现象，从而得到均匀致密的泡孔结构。
