燕山石化B9302 汽車(chē)液體壺料抗沖擊PP

隨著(zhù)2060年碳中和發(fā)展目標的提出，綠色、高效的新能源汽車(chē)吸引了研究人員越來(lái)越多的關(guān)注。
新能源汽車(chē)需要更輕，綜合性能更優(yōu)異的聚合物材料來(lái)實(shí)現汽車(chē)輕量化。
聚丙烯(PP)具備良好結晶結構，有優(yōu)良的力學(xué)性能、耐熱性、耐腐蝕性以及低介電、低導熱的功能，具有可回收、低成本的優(yōu)勢，在汽車(chē)中廣泛應用。
王濱等報道，在所有車(chē)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%，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。

對聚合物發(fā)泡材料的研究是新能源汽車(chē)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，其性能對比如表1所示。
發(fā)泡聚氨酯通過(guò)多元醇與多異氰酸酯經(jīng)化學(xué)反應發(fā)泡制得，使用氟利昂類(lèi)發(fā)泡劑和烷烴類(lèi)發(fā)泡劑，對環(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(jiǎn)單。
聚苯乙烯發(fā)泡時(shí)無(wú)需化學(xué)反應，生產(chǎn)污染較低，可通過(guò)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(wèn)題，難以降解和回收。
聚乙烯是應用早的發(fā)泡材料之一，作為烯烴類(lèi)結晶材料，其具備強韌、耐低溫、可重復利用等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)泡聚丙烯與上述常見(jiàn)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(jiàn)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、保護性好、記憶性好，可承受多次連續撞擊，契合保險杠、車(chē)門(mén)等轎車(chē)中保護部件的應用;發(fā)泡聚丙烯的耐溶劑腐蝕性好、不吸水、表面硬度適當、不擦傷與其接觸的物體、無(wú)味，適合使用在車(chē)輛內飾中;發(fā)泡聚丙烯不含有毒物質(zhì)，燃燒時(shí)無(wú)毒;可回收，滿(mǎn)足可持續發(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(chǎng)家(BASF和燕山石化等)、聚合物改性材料廠(chǎng)商(日本JSP、日本Kaneka和會(huì )通等)和汽車(chē)主機廠(chǎng)(Volvo、吉利和上汽等)的多方關(guān)注。
根據調研機構MarketsandMarkets和中國化工報的報道，發(fā)泡聚丙烯的全球市場(chǎng)容量隨著(zhù)應用的擴大不斷增長(cháng)，從2017年的10.0215億美元到2019年超過(guò)12億美元，2023年預計將達到16.488億美元，其中亞太市場(chǎng)占比大，達35%。
比如，據JSP的Murata報道，將轎車(chē)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(chē)中的前保險杠、后保險杠、車(chē)門(mén)、前柱、工具箱、遮陽(yáng)板、座椅和后備箱等處有應用。
發(fā)泡聚丙烯，尤其是微發(fā)泡聚丙烯在新能源汽車(chē)中有著(zhù)良好的應用前景，但PP的線(xiàn)型鏈結構使其黏度低、熔體強度低，只能在結晶熔點(diǎn)附近發(fā)泡，發(fā)泡的溫度區間窄，面臨難以發(fā)泡均勻、拉伸強度較差的難題，發(fā)泡聚丙烯在加工方法和材料組分調控方面均面臨較大的挑戰。
本文從微發(fā)泡聚丙烯的發(fā)泡機理出發(fā)，比較微發(fā)泡聚丙烯的制備加工方法，匯總微發(fā)泡聚丙烯的增強改性策略，意在對發(fā)泡聚丙烯的發(fā)展進(jìn)行系統和展望。