聚丙烯材料的案例
車用聚丙烯材料的發展趨勢
汽車行業的發展伴隨著人們與汽車的交互增多，對此，人們對相應的零配件材料都有了越來越高的要求。
1.耐刮擦性能的要求
汽車內裝飾零件的原材料聚丙烯相對來說硬度不高，因此在用戶的使用過程中，一些零件很容易被劃、被刮或被踢，時間一長，零件表面明顯發白，非常難看。因此聚丙烯材料必須具有耐刮擦的性能。
具體要求：在一定的載荷作用下，用規定的劃刀，在樣件表面垂直交叉各劃20道，然后評價被劃位置的亮度變化。通常要求亮度變化不超1.5，即△L≤1.5。常用的載荷有5N和10N，可以根據零件的使用部位或者是否噴漆來選擇不同的載荷。
2.抗白痕性能
聚丙烯材料的的裝飾零件在裝配時或受到彎曲、沖擊等外力作用時，往往會出現發白現象，而且隨著時間的推移，白痕還會進一步擴展，影響了內飾的美觀。這就是大家通常所說的應力發白現象。為避免應力發白，聚丙烯材料還必須具有抗應力發白的性能。
具體要求：一定的高度下，對樣件進行落球沖擊試驗，然后評價其亮度變化，并記錄下來。經過一段時間后，再次評價受沖擊部位的亮度變化;然后將樣件進行高溫存放，在規定的時間后重新評價樣件的亮度變化。
3.耐熱老化性能
聚丙烯材料由于自身結構的原因，很容易被空氣中的氧氣氧化，特別是受到光和熱的作用時，會加速老化，進而破壞了其物理機械性能。影響了零件的使用壽命。因此聚丙烯材料必須具有耐熱氧老化的性能。
具體要求：做為內飾零件，至少要滿足150℃條件下400小時不出現粉化現象。實驗可以用整個零件，也可以將零件裁成樣條后在干燥箱中進行。
4.散發性能
人們對汽車內飾的空氣質量要求越來越高，因此為了保證一個好的汽車內飾環境，做為內飾零件，無一例外必須滿足散發性能的四項要求。
展開 長玻纖增強聚丙烯材料耐疲勞可靠性研究怎么做？文中找答案！
筆者對長玻纖增強聚丙烯材料（PP-LGF40）進行不同取向上的力學性能測試，研究機械可靠性：疲勞性能的各向異性行為，探究纖維增強聚丙烯材料的疲勞和性能與纖維取向、溫度、載荷等因素之間的關系，為工程應用和各向異性疲勞本構模型提供指導。
1、長玻纖增強聚丙烯材料疲勞性能各向異性行為
圖1 長玻纖增強聚丙烯材料常溫疲勞S-N曲線
Fig 1 Fatigue S-N curve of long glass fiber reinforced polypropylene material at room temperature
對不同方向的樣條進行尺寸測量，依據標準ISO 13003-2003進行疲勞性能測試，選取拉伸強度的50%-90%范圍內作為最大應力水平，每個應力水平測試2個平行樣，應力比0.1，頻率10Hz，長玻纖增強聚丙烯材料三個方向在常溫下的疲勞S-N曲線結果如圖1所示。從結果可以看出，注塑長玻纖增強聚丙烯材料的疲勞性能依然存在明顯的各向異性，0°、45°、90°方向疲勞性能的整體水平與拉伸強度有著直接性的關系，因此在同一應力水平下，0°、45°、90°方向的疲勞性能逐漸降低；且最大應力的對數與疲勞循環次數的對數呈線性關系，隨著應力水平的降低，疲勞壽命升高，可依據擬合曲線公式表征長玻纖增強聚丙烯材料0°、45°、90°方向的疲勞壽命，對于指導工程應用和產品開發有重要意義。
在低溫和高溫情況下，注塑長玻纖增強聚丙烯材料的疲勞性能也具有常溫條件下表現的各向異性，結果如圖2所示。
展開 汽車輕量化：車用聚丙烯材料性能分析與典型應用
塑料是乘用類汽車常用的非金屬材料之一，在中級轎車，塑料的用量已經占到整車質量的12%到15%。在車用塑料中，聚丙烯是發展最快，應用比例最大，使用頻次最高的塑料之一。
以某款主流中級轎車拆解手冊數據為例，聚丙烯類材料約占整車塑料選用頻次的29%，聚丙烯類材料約占整車塑料用量比例的48%。
因此，進行聚丙烯類材料性能分析及典型應用案例研究，對汽車零部件原材料開發具有現實意義。
聚丙烯材料性能分析與典型應用
聚丙烯（PP）樹脂是由丙烯單體聚合而成的非極性的結晶類塑料。PP具有價格低廉、密度較小、容易加工和重復利用等優點；但PP具有成型收縮率大、低溫脆性大、易老化等缺點。
所以，通常采用物理或化學改性技術，添加滑石粉填充物、玻纖等增強材料、抗光/熱氧老化劑等助劑，提高聚丙烯材料的綜合性能，以滿足汽車部件性能要求。
汽車用聚丙烯材料種類、特點及典型部件
汽車上除少量部件采用純PP樹脂加工外，大部分部件皆采用改性PP材料進行加工。北汽福田車型選材推薦部件，如下表1所示。
傳統改性聚丙烯主要用于汽車大部件有保險杠、儀表板護板、門板、立柱等部件，長玻纖聚丙烯主要用在大部件汽車前端模塊、儀表板骨架。這幾個大部件PP用量，約占全車PP用量的一半，因此材料性能要求具有代表性。
展開 技術研究 | 烘箱狀態對聚丙烯材料熱氧老化性能的影響研究
根據實驗結果可知：（1）排風管的配置對于烘箱設定溫度偏差及最大溫度變化沒有顯著的影響，但對烘箱的通風速率有一定的影響；（2）烘箱不同的區域存在一定的溫度差別，但是在不同區域熱氧老化500小時后的聚丙烯材料的拉伸性能沒有明顯的差異；（3）熱氧老化500小時后，鋪墊隔熱材料的聚丙烯的拉伸性能優于不鋪任何材料的。
低密度聚丙烯材料在商用車輕量化應用開發
圖3 PP+POE-T10和PP+EPDM-T20材料紅外譜圖
通過紅外譜圖（圖3）可以看出，CH2的不對稱伸縮正常在2826cm-1出峰，由于CH2中H和滑石粉中的Si-O形成氫鍵紅移至2917 cm-1。對比兩張譜圖可以看出，左圖（PP+POE-T10紅外譜圖）中在2917 cm-1處峰強是右圖（PP+EPDM-T20紅外譜圖）中的2.5倍，這表明經過特殊鈦酸酯偶聯劑處理的滑石粉和聚丙烯基材形成的氫鍵更多，結合力更強。
滑石粉和PP基材之間的結合力增強有利于材料的耐熱性能的提高，如圖所示，用DSC和TGA分別測試兩種材料測熔融溫度和分解溫度。
圖4 PP+POE-T10和PP+EPDM-T20材料DSC和TGA譜圖
從圖中可以看出，兩種增強的聚丙烯材料的熔融溫度都在177℃；特殊偶聯劑增強的聚丙烯的分解溫度在481℃，比普通滑石粉增強的聚丙烯的分解溫度提高約14℃。這說明雖然降低滑石粉的含量，但通過提高滑石粉和聚丙烯基材的結合力,使PP+POE-T10的熱老化性能優于PP+EPDM-T20。
把材料注塑成標準樣條，進行力學測試, 通過特殊處理的滑石粉增強和POE增韌的聚丙烯在拉伸強度、彎曲強度和缺口沖擊均能夠滿足通用門板的技術要求。且密度比常用的PP+EPDM-T20低近10%，見表2。
展開 一文了解PP材料在汽車內飾中的應用
一、聚丙烯材料在汽車內飾中的應用
聚丙烯通過增韌、填充、增強、共混等改性方法可得到性能各不相同的材料，在汽車內飾中改性聚丙烯材料得到了廣泛的應用。
本文對內飾中的典型零件涉及的聚丙烯材料的應用做一介紹。
1儀表板
目前使用的儀表板可分為硬質儀表板和半硬質儀表板。
中高檔轎車多采用半硬質儀表板。作為半硬質儀表板的骨架及風道材料，不同車型、不同設計可以有很多種材料選擇，長玻纖 20％增強的聚丙烯PPLGF20由于其良好的剛性應該是一種非常好的選擇。
中低檔轎車大多采用硬質儀表板。硬質儀表板是由兩部分組成，可分為儀表板上體，儀表板下體以及骨架三個部分。由于PP/EPDM-T20具有良好的韌性及一定的剛性，因此成為儀表板上體及下體材料的首選。當然儀表板上體材料也可采用PP/EPDM．T10或PP/EPDM-T15。 做為骨架材料通常可選PP．T20或PP．T30。
圖 聚丙烯材質的儀表盤骨架
2手套箱
手套箱外板材料也可以采用PP/EPDM．T20， 內板材料可采用PP-T20或PP-T30。
圖 汽車手套箱
3門護板
門板材料可選擇的材料有PP/EPDM．T10、PP/EPDM．T15、PP/EPDM-T20。
圖 PP材質門板
4副儀表板
可選擇PP/EPDM．T15或PP/EPDM-T20。
圖 汽車副儀表板
5柱護板
A/B/C柱護板可選擇的PP材料很多，如，PP-T20、PP/EPDM．T20或PP，PE等。
展開 【inp文件】聚丙烯(PP材料)文檔盒-跌落模擬 ￥89.9
<p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202104/6c5fa872159845f19f9512cfbd517ef3.png" alt="微信截圖_20210416183516.png"></p><p>文檔盒是常見的辦公用品，材料多為聚丙烯(PP材料)，受到沖擊表現偏脆性，從高處跌落至地面，很容易出現開裂，本文案例模型對邊角著地的工況進行計算，作為后續優化結構設計的依據。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202104/cda83f71ab4a4c70af7ef388b1a2cd53.png" alt="微信截圖_20210416181048.png"></p><p><strong>圖1-有限元模型（文檔盒、A4紙10張、鋼環）</strong></p><p>盒子上起鎖定的魔術貼或暗扣分別可以采用cohesive contact或connector來模擬，下圖設置的開裂參數比較小。
展開 高性能螺桿針對化學發泡及長玻纖材料的加工解決方案
■ KraussMaffei / 劉濤 技術經理
前言
自1925 年開發出首臺手搖式射出機開始，克勞斯瑪菲(KraussMaffei) 一直致力于針對塑料材料的加工成型與技術開發；隨著塑料材料性能的提升以及結合諸多的創新技術，塑料的應用已經不局限于常規認知范圍內；包括將發泡成型技術結合長玻纖材料的應用，在減重的同時極大的提高了塑料產品的適用范圍，甚至突破了原本屬于其它材料范疇的應用場景。當然，材料性能的提高以及創新技術的應用需要射出系統最強大的核心作為支持；克勞斯瑪菲(KraussMaffei) 高性能螺桿HPS-AT 針對化學發泡技術及特殊的長玻纖材料應用，在保證化學發泡技術效果的同時，玻纖完成分散并使得玻纖長度得到最大限度的保留。
長玻纖增強聚丙烯材料結合發泡技術的應用
化學發泡技術結合長玻纖材料應用
將發泡技術引入到塑料注射成型過程中，早在上個世紀六七十年代便有類似嘗試；發展至今，從化學發泡劑到專用原材料的開發及應用，從失重計量與混合喂料系統，再到注射成型設備及開創性的加工技術；汽車行業正以更嚴苛的視角重新審視發泡技術的應用。這里化學發泡劑以母粒形式混合使用，主流化學發泡劑包含小蘇打(sodium bicarbonate) 與檸檬酸(citric acid) 等組份，商業產品以Clariant Hydrocerol? 系列為代表。考慮到此類發泡劑的正常工作溫度范圍，其多與聚烯烴類材料共同使用，如汽車行業中多為聚丙烯?；瘜W發泡劑在塑化加工過程中分解出氣體，并通過背壓等工藝控制將產生出的氣體溶解到塑料熔體中并形成單相熔體，以備后續注射成型。在化學發泡的工藝控制過程中，是否能將有限的發泡劑(2%-4%) 釋放出的氣體與塑料熔體混合均勻并使之溶解其中將直接影響產品泡孔結構及發泡均勻性。
展開 吉大張越濤教授/中科大陳昶樂教授《Angew》：極性二烯單體可控聚合制備序列規整聚合物以及功能化聚丙烯
高分子聚合物的性能與序列結構息息相關，因此合成序列可控的聚合物對新材料的發展具有重要意義，被稱為高分子合成領域的“圣杯”。其中在利用極性乙烯基單體合成具有(AB)n型結構的聚合物方面已發展了幾種有效的合成策略，但是它們可選擇的單體類型較少，且不能對序列結構進行精準的控制。此外，α-烯烴與極性乙烯基單體的共聚時，也面臨催化劑被毒化，極性乙烯基單體插入率低和區域控制性差等困難。最近，吉大張越濤教授課題組和中科大陳昶樂教授課題組合作，利用氮雜環烯烴（NHO）作為Lewis堿與有機Al化合物作為Lewis酸組成的Lewis酸堿對（LPs）來催化極性二烯烴單體的可控聚合，制備了具有精準(AB)n序列的聚合物。通過后修飾反應可以制備多種功能化的聚丙烯材料。該工作已發表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.202111336）雜志上，并被選為VIP文章。
極性二烯單體，如，可再生單體山梨酸酯，是一類較難進行可控聚合的單體，此前的報道大多存在分子量低，分子量分布寬以及引發效率低等問題，更重要的是在聚合過程中同時存在1,2-加成以及1,4-加成聚合兩種聚合方式，在溫和條件下難以實現100%的區域選擇性聚合，且此類單體的活性可控聚合尚未有報道。如果該類單體以可控的方式聚合后，經過后修飾可以得到具有精準(AB)n序列的聚合物。
圖1
經過對LPs進行篩選（圖1），可以在室溫下實現極性二烯單體的100% 1, 4-選擇性和活性可控聚合，聚合物的分子量高達333 kg/mol，且具有較窄的分子量分布（圖2）。
展開 哈爾濱工業大學研制出具有自感知能力的超疏水材料
此項研究結果表明實驗制得的所有聚丙烯/石墨烯材料均表現出超疏水性，但具有不同聚丙烯涂層量的材料對水滴的黏附力明顯不同。因此，該種材料的黏附性可通過控制浸泡時間來調控。該文利用這些具有可控黏附性的超疏水材料完成了微量水滴的定向無損運輸。
圖3 聚丙烯/石墨烯超疏水材料對下落水滴的自感知能力及其異質結構
由于采用新型的沸騰浸泡的方法，聚丙烯僅涂覆在石墨烯網絡結構的表面，而網絡內部并沒有被聚丙烯覆蓋。基于這種異質結構和石墨烯自身的氣敏特性，具有低黏附性的聚丙烯/石墨烯材料能夠實現對下落水滴的自我感知。當水滴滴落在其表面時，其攜帶的水蒸氣能夠通過網絡結構與內部的石墨烯接觸，從而導致石墨烯與水蒸氣之間發生電荷轉移，致使材料的電阻產生變化，從而實現對水滴的感知。另一方面，低黏附性的超疏水表面還能使下落的水滴迅速彈走，從而實現材料的快速恢復。因此，該種智能材料在感知外界環境方面（如降雨）具有重要應用價值。
原文鏈接：
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ta/c8ta06303f#!divAbstract
來源：高分子科學前沿
展開 可視化射出成型技術探討循環再利用塑料材料成型特性──以聚丙烯材料為例
塑膠材料循環再利用──成型特性探討
目前，關于使用回收塑膠材料進行射出成型產品制造，塑料成型產業的普遍作法會將生產之產品和流道進行分離，將分離后的流道或不良品收集起來，透過粉碎機將廢料粉碎成更小體積成為回收料。在允許條件下，業界多數的作法是與原料混合再利用，一方面可以有效資源回收，一方面可以節省材料成本。但是因為回收料經過多次粉碎的外力作用下（壓軋、剪下、沖擊、研磨），材料相關特性產生變化而影響到塑膠原料成型特性，且特性的變化根據回收料不同添加比例與回收次數而有所不同，對回收再使用塑料原料的性質（流動特性或機械性質等）掌握，是業者在進行塑料產品生產制造前需要審慎評估的問題。
以本研究所使用之塑料為例，聚丙烯（Polypropylene，簡稱PP），為熱塑性塑膠材料，是一款可回收的塑料材質，美國塑膠工業協會塑料材質回收分類編碼為5。對于熱塑性塑料來說，塑料粒在經過射出機螺桿的塑化與剪切，其塑料分子鏈會被剪斷，黏度性質或流動特性可能產生變化，進而影響塑料產品成型。由目前文獻搜集可得知，學術上的研究發表大多在不同回收料添加比例、配方與制程特性上進行研究與探討，但對于塑膠原料經重復射出→粉碎→再射出，且不加入原塑料材料(Raw material)情形下的回收料之成型特性較少探討。
圖1：循環再利用塑料射出成型實驗流程示意圖
因此，本文章分享塑料在經過多次射出→粉碎→再射出的制程中（如圖1所示），透過在模穴內安裝壓力感測組件，觀察回收塑料射出成型過程熔膠流動長度與充填至模穴之壓力變化，并計算其黏度因子；藉以透過成型信息實時感測（成型信息可視化）方式了解不同回收次數之塑膠成型特性。
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碳纖維-聚丙烯復合材料的新來源在日本出現
熱塑性塑料的深拉成型通常具有挑戰性，但據報道，這項新技術將使碳纖維-PP復合材料能夠與熱固性復合材料更好地競爭?！ ?根據三井化學公司的說法，碳纖維-PP復合材料嵌入物可以與玻璃纖維-聚丙烯升降門結合在一起，這是一種性價比高的解決方案。纖維纏繞碳纖增強PP復合管可通過內嵌成型與功能性PP元件相結合。
新能源汽車用聚丙烯基微發泡材料應該更關注熔體粘度還是熔體強度？
發泡工藝對材料提出雙重挑戰，既需足夠熔體強度以穩定氣泡壁，防止合并塌陷；又需適度粘度以利氣體擴散和泡孔均勻生長。普通PP因線性結構導致熔體強度低，發泡時氣泡易破裂，難以形成均勻泡孔。通過改性獲得的高熔體強度PP（HMS-PP）和天然具有長支鏈的LDPE則能滿足要求。未改性PET也因結晶快、強度不足而需要經過鏈擴展或支化改性后才能用于發泡。
這些案例表明，熔體粘度與熔體強度是獨立而又關聯的關鍵參數。僅憑熔融指數等流動性數據不足以判斷材料在吹膜、發泡等拉伸流場中的加工行為，必須結合專業流變測試進行綜合評估，才能為材料選擇與工藝優化提供準確依據。
高熔指熔噴聚丙烯熔體流動速率（MFR）最優測定方法探究
熔噴聚丙烯因其超高的熔體流動速率，不適合直接測定MFR，需要先測得MVR，然后利用熔體密度值計算MFR。
其中，ρ為熔體在試驗溫度下的密度，取0.7386g/cm3。
對于熔噴聚丙烯熔體流動速率的檢測方法常用的是GB/T 30923-2014提及的GB/T 3682方法B，在實際的分析測試中發現熔噴聚丙烯熔體流動速率測試結果的精密度低，在測試中由于操作上的一些細節不同使測試結果產生較大差異。國高材分析測試中心針對熔噴聚丙烯熔體流動速率測試操作中的一些問題，通過大量實驗數據的分析，明確了影響熔噴聚丙烯熔體流動速率測試精密度的因素，并得出最優測定方法。
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01
實驗參數設置
選取三種不同來源的熔噴聚丙烯，分別改變儀器預熱恒溫時間、樣品加入量、氮氣吹掃時間、測試溫度、裝料時間以及活塞位移和取樣次數進行實驗，考察不同的因素對熔噴聚丙烯熔體流動速率測試精密度的影響。實驗參數見表1。
表1 實驗參數設置
2.1
儀器預熱恒溫時間的影響
溫度會加速高分子材料內部分子運動，對于熔體流動速率測試，溫度的影響尤為顯著。溫度升高會使分子的熱運動能和分子的活動空間增加，使聚合物的流動性增強，因此熔噴聚丙烯測試過程中保持溫度恒定是很重要的。
展開 新型3D復合材料可耐受電動車內高溫環境
混合動力電動汽車/現有的超級電容器的解決方案通常是雙向拉伸聚丙烯（BOPP雙向拉伸聚丙烯材料，這種材料），無需增加額外的冷卻裝置，耐高溫不能操作車內環境；因此，研究人員試圖增加聚合物的介電常數（介電常數）的時間，并希望減少能量特性通過熱的形式耗散。
為了實現這一目標，夾層結構的研究團隊開發了一個三維形狀的頂部和底部電極可以阻止電荷的注入，中間層是由高介電常數的陶瓷/聚合物雜化膜材料構成；外層含氮化硼納米聚合物基（氮化硼），可以起到很好的絕緣體，通過鈦酸鋇系（鈦酸鋇）由中央層產生。
通過從電極上的勢壘進入三維形狀的這種獨特的夾層結構，可以有效地保護聚合物/陶瓷復合材料在高密度電場下不擊穿；根據已發表的研究小組，賓夕法尼亞大學，該解決方案可以使超級電容器在高溫環境下連續運行24小時，充放電周期超過3萬倍的性能。
相比于BOPP，新的納米復合材料夾層結構ssn-x命名的，它是基于X和鈦酸鋇納米復合材料對中央層比例顯示相同的能量的充電和放電，且操作溫度可達150°C；BOPP材料可以達到70°C的工作溫度。
研究人員強調，新材料ssn-x能量密度是BOPP的幾倍，使其成為電動汽車和空間應用的理想選擇，因為這些應用于超級電容器在高溫環境下穩定運行，和能量存儲性能下降。此外，復合材料不加熱，并不能使用笨重和昂貴的冷卻設備。
現在，賓夕法尼亞大學的研究人員正在尋找工業合作伙伴，為制造技術的研究，新材料，并澄清如何實現大規模生產競爭力。
玻璃纖維布廠家https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=bxb
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