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一文看懂新型泡沫塑料EPP的制造、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)
泡沫塑料是氣體分散于固體聚合物中形成的聚集體,泡沫塑料具有質(zhì)輕、隔熱、緩沖、絕緣、防腐、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，在日用品、包裝、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
市場(chǎng)上較為常見(jiàn)的泡沫塑料主要有聚氨酯( PUR)、聚苯乙烯( PS )、聚氯乙烯( PVC)、聚乙烯( PE)、酚醛樹(shù)脂( PF) 和聚丙烯（PP）等。
一．PS、PE、PUR三類泡沫塑料的局限性以及EPP的優(yōu)勢(shì)
美國(guó)市場(chǎng)近年來(lái)對(duì)泡沫塑料的需求量以每年4.2%的速度持續(xù)增長(zhǎng)；我國(guó)20世紀(jì)90年代以來(lái)泡沫塑料的發(fā)展十分迅速,其中主要品種有PS、PE、PUR三大類。但以上三類材料都有一定的局限性。表現(xiàn)如下：
◆ 聚苯乙烯（PS）發(fā)泡過(guò)程中使用的氟氯烴化合物，會(huì)破壞大氣臭氧層，其產(chǎn)品降解困難又給環(huán)境造成“白色污染”，因此聯(lián)合國(guó)環(huán)保組織決定到2005年停止使用PS發(fā)泡產(chǎn)品。根據(jù)《中國(guó)消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰的國(guó)家法案》我國(guó)確定在2005年12月31日前全面禁止泡沫生產(chǎn)中使用的氟氯碳化合物。
◆ 聚氨酯泡沫片材在發(fā)泡過(guò)程中存在對(duì)人體有害的異氰酸酯殘留物，并且發(fā)泡材料無(wú)法回收利用。
◆ 交聯(lián)聚乙烯泡沫塑料的最高使用溫度為80℃，同樣，聚苯乙烯泡沫被加熱到它的玻璃化溫度105℃時(shí)軟化變形。
EPP在汽車中的應(yīng)用
因此，發(fā)泡聚丙烯材料（EPP）應(yīng)運(yùn)而生。聚丙烯樹(shù)脂具有質(zhì)輕、原料來(lái)源豐富、性能價(jià)格比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、易于回收等特點(diǎn)。是世界上產(chǎn)量增長(zhǎng)最快的通用熱塑性樹(shù)脂。對(duì)聚丙烯泡沫的研究開(kāi)發(fā)也成了近年來(lái)的熱點(diǎn)。
二．EPP是什么？
EPP是一種物理性能優(yōu)越，化學(xué)性能穩(wěn)定，易回收處理的新型高性能抗壓緩沖隔熱材料，目前主要應(yīng)用在IT產(chǎn)品包裝，通訊設(shè)備及汽車方面。
EPP材質(zhì)座椅撐墊
EPP與EPS材料相比有一個(gè)很大的不同點(diǎn)在于：EPS材料以自身結(jié)構(gòu)破壞來(lái)達(dá)到抗壓緩沖效果，而EPP材料通過(guò)材料收縮和擴(kuò)張，吸收并釋放能量來(lái)達(dá)到抗壓緩沖效果。在受到多次外力后，EPS材料抗壓緩沖效果將會(huì)降低，而EPP材料則影響很小。因此，應(yīng)該說(shuō)EPP材料相比EPS材料來(lái)說(shuō)，抗壓緩沖效果更為優(yōu)秀。
1.EPP的生產(chǎn)流程
聚丙烯發(fā)泡珠粒（EPP）以PP為主要原料，采用物理發(fā)泡技術(shù)制成發(fā)泡珠粒。主要用來(lái)進(jìn)行模具燒結(jié)成型為各種各樣的形狀和尺寸，以供在不同場(chǎng)合使用。采用聚丙烯發(fā)泡珠粒及用聚丙烯發(fā)泡珠粒模具燒結(jié)成型的聚丙烯發(fā)泡產(chǎn)品，和常用的發(fā)泡材料，如EPS和EPE相比較，具有許多優(yōu)秀的性能，我們稍后再說(shuō)。我們先通過(guò)圖片簡(jiǎn)單說(shuō)明EPP的生產(chǎn)流程：
1）首先通過(guò)特定的配比，得到顏色多樣化的PP顆粒。
2）通過(guò)發(fā)泡等處理，得到5-60倍的發(fā)泡PP顆粒，如上圖為60倍白色EPP。
3）制品制造廠通過(guò)將2中的顆粒用蒸汽加熱得到產(chǎn)品。
2.與其他泡沫塑料相比EPP具有哪些優(yōu)點(diǎn)？
EPP的優(yōu)點(diǎn)
◆ 聚丙烯(PP)剛性優(yōu)于聚乙烯(PE)
PP彎曲模量大約為1.52Gpa, PE僅為207MGpa，耐化學(xué)性與PE相似。以日本古河電氣公司的Ace型PP發(fā)泡材料為例其力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度處于泡沫塑料的最高等級(jí)其壓縮強(qiáng)度低于硬質(zhì)PUR和發(fā)泡PS，但比軟質(zhì)PUR高，既具有中等的壓縮強(qiáng)度。
◆ 聚丙烯有較高的熱變形溫度，可以在高溫領(lǐng)域中應(yīng)用
發(fā)泡聚丙烯通常能耐130℃，這比聚乙烯泡沫的最高使用溫80℃高的多。發(fā)泡PP與發(fā)泡PE一樣是封閉式泡孔結(jié)構(gòu)，因此，其熱導(dǎo)率不會(huì)因潮濕而受影響，且比發(fā)泡PE低，具有顯著的隔熱性，因此可用作高級(jí)保溫材料。
◆ 良好的低溫特性
EPP制品即使在-30℃時(shí)也表現(xiàn)出很好的性能。
◆ 能量吸收高
由于EPP制品具有特殊的泡孔結(jié)構(gòu)，其通過(guò)泡孔中的氣體滯流和壓縮作用來(lái)吸收逸散能量，具有優(yōu)異的抗壓吸能性能。廣泛應(yīng)用于汽車保險(xiǎn)杠能量處理系統(tǒng)及其他防沖撞吸能部件。
◆ 尺寸形狀恢復(fù)穩(wěn)定性好
EPP制品受多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后會(huì)立即恢復(fù)原始形狀，而不產(chǎn)生變形，具有“記憶”能力。
◆ 適于反復(fù)使用
EPP制品柔韌性好，可反復(fù)使用，不易破碎。
◆ 質(zhì)量輕
EPP制品具有極輕的質(zhì)量，能大幅度降低重量，可被應(yīng)用于飛機(jī)、汽車等省重部件。
◆ 具有良好的表面保護(hù)性
EPP制品是半硬質(zhì)成形，具有適度的硬度、柔軟性、不會(huì)擦傷、碰傷與其接觸的物體，具有較好的表面保護(hù)性。
◆ 透水性小、浮力好
由于EPP的閉孔結(jié)構(gòu)，其制品具有長(zhǎng)期、極好的浮行性且透水性小、甚至至于鹽水中也不減弱其浮性。
◆ 耐油、耐化學(xué)品好
由于EPP的化學(xué)惰性，使得其制品耐油、耐化學(xué)藥劑性很好。
◆ 可重復(fù)利用的環(huán)保材料
易回收再利用，易分解，制品不含對(duì)人體有害的有毒成分，燃燒不產(chǎn)生有毒物質(zhì)。
◆ 密度可異性
可制成各部分密度不同的EPP制品。
◆ 穩(wěn)定性好，能在不同環(huán)境下使用
EPP制品有極好的耐久性，如抗紫外暴露、物理破壞、極端溫度(-30℃-130℃)磨損和其他惡劣環(huán)境。
◆ 隔音性能好
EPP制品具有高效的噪音隔離作用。
三．EPP產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域
1．食品包裝
在硬包裝市場(chǎng)，PP市場(chǎng)潛力很大，國(guó)外上市的發(fā)泡PP片材密度為0.063g/cm3，普通PP片材0.91g/cm3。隨著PP發(fā)泡片材制品的開(kāi)發(fā)，無(wú)疑將加強(qiáng)它在食品領(lǐng)域替代PET競(jìng)爭(zhēng)力。
現(xiàn)在微波爐和微波食品已經(jīng)進(jìn)入人們的家庭生活，而交聯(lián)發(fā)泡PP片材熱成型的食品包裝容器由于耐熱性高達(dá)130℃，可以在微波爐用，而且耐沸水、高溫穩(wěn)定性好、表面感覺(jué)舒適，人們對(duì)它的環(huán)境印象較好。如密度在0.5-0.7g/cm3、厚度在0.5-1.5mm的熱成型發(fā)泡PP是生產(chǎn)具有高剛性和良好絕緣性的餐具、飲料杯等的原料。密度在0.2-1.51g/cm3、厚度在1.0-3.5mm的發(fā)泡PP片材用于生產(chǎn)肉類包裝材料、食品包裝材料和瓶用密封墊。
2．緩沖包裝
緩沖包裝要求最重要的性能是能量吸收性。PP泡沫模塑制品可用來(lái)承受高載荷，其對(duì)重復(fù)沖擊的防護(hù)能力比發(fā)泡性聚苯乙烯(PS)模塑制品或發(fā)泡聚氨酯(PUR)更優(yōu)越。所以，發(fā)泡PP可用于計(jì)算機(jī)、高級(jí)醫(yī)療器具、精密儀器、聲像材料、照相機(jī)、玻璃陶瓷、工藝品、各種家用電器等的防震緩沖包裝，以免在運(yùn)輸中遭受損傷及破壞。由于可直接回收，質(zhì)地柔軟不會(huì)損傷被包裝物表面的優(yōu)點(diǎn)，在電器包裝領(lǐng)域有取代PS發(fā)泡材料的趨勢(shì)。
日常用包裝盒
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)1997年僅彩色電視機(jī)和彩色顯像管這兩個(gè)產(chǎn)品就使用PS泡沫塑料2萬(wàn)噸。Hotec Folien公司認(rèn)為，PP發(fā)泡盤有代替聚苯乙烯模塑盤的趨勢(shì)，用戶感興趣的是PP發(fā)泡片材可以從卷曲輥上直接加到成型-罐裝-封口裝置上。可回收利用的發(fā)泡PP托盤對(duì)水果和其它農(nóng)產(chǎn)品的處理和運(yùn)輸很方便。
3．汽車零部件
聚丙烯泡沫塑料除具有高耐熱性、高沖擊能吸收能力、良好的回彈性和熱成型性外，還有可以回收再生的優(yōu)點(diǎn)，用于制造汽車零部件。例如，用滑石增強(qiáng)PP制造儀表托架，用PP泡沫塑料制作柔軟的彈性中間層，用軟質(zhì)密封膜作外皮等。這些零部件在汽車報(bào)廢后可以回收再用，經(jīng)拆卸、清洗和重新造粒，可用作較低級(jí)產(chǎn)品如車輪拱板內(nèi)襯。
1）汽車內(nèi)裝飾材料
汽車內(nèi)裝飾材料通常使用有PP發(fā)泡、（芯材）、PUR（緩沖材料）、PVC（表皮）組成的層壓材料。
如用交聯(lián)發(fā)泡PP與表皮材料及緩沖材料層壓制造的汽車車棚和門等內(nèi)裝飾材料具有良好的熱焊接性，使發(fā)泡PP可用于作汽車頂板；其熱加工性好，使交聯(lián)發(fā)泡PP可進(jìn)一步應(yīng)用在控制箱和防震板等構(gòu)件中。
EPP材質(zhì)汽車遮陽(yáng)板
發(fā)泡PP片材可與PP、ABS等內(nèi)層材料及PVC等表層材料通過(guò)粘合劑或加熱貼合、真空成型后可制作地毯支撐材料、隔音板、門襯和行李架等。
發(fā)泡PP還可制造方向盤、行李艙內(nèi)襯及空調(diào)機(jī)的蒸汽阻隔板、側(cè)護(hù)板、門內(nèi)板吸能保護(hù)墊、緩沖墊、頭枕、工具箱等。在需要較高工作溫度的領(lǐng)域，發(fā)泡PP比發(fā)泡PE（只能用于不超過(guò)80℃的場(chǎng)合）更有利，如遮陽(yáng)板、儀表的保溫板及車門間溫度易升高的地方。
2）汽車保險(xiǎn)杠
先進(jìn)的汽車保險(xiǎn)杠使用合成樹(shù)脂包覆PUR或PS泡沫塑料芯材制得的。泡沫芯材是影響汽車保險(xiǎn)杠性能的重要材料，通常要求芯材有良好的能量吸收性和耐沖性，同時(shí)要求芯材比較輕。
現(xiàn)在已開(kāi)始用聚烯烴發(fā)泡材料作汽車保險(xiǎn)杠的芯材，美國(guó)已開(kāi)始生產(chǎn)用于汽車保險(xiǎn)杠的PP珠粒發(fā)泡材料，日本Styren Paper公司生產(chǎn)的非交聯(lián)發(fā)泡保險(xiǎn)杠已被豐田公司采用，這種保險(xiǎn)杠采用JSP公司開(kāi)發(fā)的EPP發(fā)泡珠粒生產(chǎn)的，該保險(xiǎn)杠具有良好的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性，以及吸收沖擊能量大、質(zhì)輕、易回收的特性。
EPP材質(zhì)汽車保險(xiǎn)杠
目前，PP泡沫塑料的汽車零件已進(jìn)入汽車零部件市場(chǎng)。目前市場(chǎng)上供應(yīng)的密度約0.069g/cm3厚度2-6mm的發(fā)泡PP板可以加工成汽車內(nèi)裝飾材料、蓋子、箱體等，密度在0.035-0.0850g/cm3、厚度在1.5-66mm的PP交聯(lián)發(fā)泡材料在在汽車上用做襯材和阻尼材料
