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魔術板小知識:
聚丙烯微孔發泡材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP,是特指泡孔尺寸小於100微米的聚丙烯多孔發泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小於10微米,泡孔密度大於每立方厘米10的9次方個)。自從MIT的NamP. Suh 在1980年代初最早提出聚合物微孔發泡的概念以來,由於MPP潛在的廣闊應用前景,其一直是聚合物發泡領域的研究熱點。
聚丙烯微孔發泡新材料(Microcellular Polypropylene foam),簡稱MPP,是特指泡孔尺寸小於100微米的聚丙烯多孔發泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小於10微米,泡孔密度大於10的9次方個/cm3)。由於材料內部大量微米級泡孔的存在,MPP具有優異的減震、緩衝、隔熱和吸聲等性能,可廣泛應用於包裝、交通工具、箱包、體育器材等領域,是傳統EVA、PU、 PS發泡材料、EPE和EPP的最佳替代物。
性能與應用
應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide)製備MPP,在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體,並誘導其成核、發泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發泡材料。發泡過程清潔無污染,發泡製品衛生環保。發泡過程PP材料未發生交聯,因此可回收循環使用。
聚丙烯(PP)本身是無毒材料,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛生的MPP特別適合於醫療器械、食品等包裝材料衛生等級要求較高的領域。也可應用於兒童拼圖、玩具等對產品健康要求較高的領域,代替常用的由AC發泡劑製造的交聯PE泡沫,EVA泡沫。
PP是半結晶聚合物,其熔點一般150~170℃。相比於耐溫只有70~80℃的PE、PS、PU發泡材料,MPP的使用溫度可達120℃,因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領域。
MPP集增強、隔熱和降噪為一體,也特別適用於對材料輕量化要求較高的領域,如汽車、軌道交通,船舶,風機葉片等。
輕質高強的MPP厚板作為結構泡沫使用,代替傳統的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫、PET結構泡沫等,特別是作為三明治夾芯複合材料的芯材使用。
MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有:
(1)同等發泡倍率(或表觀密度)下,由於泡孔較小,微孔發泡材料的機械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節約材料,更加降低製品重量和體積。
(2)由於泡孔尺寸在1-100μm之間可控,MPP可以被剖切成厚度小於0.1mm的超薄片材,而片材表面不會穿孔,可應用於微電子器件的包裝。
(3)由於表面大量微米級泡孔的存在,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板,提高漫反射率。
(4)微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內氣體的對流,從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發泡材料具有較低的、依賴於泡孔結構的長期穩定的低導熱係數。
(5)輕質高強的MPP片材適合於作為揚聲器振膜使用。
(6)同樣由於其微米尺度的泡孔,MPP具有極佳的表面保護性能,可應用於液晶面板等防護性要求較高的包裝領域。
國內外技術進展
PP發泡產品主要有EPP粒子和PP發泡片板材兩大類。
EPP粒子以日本JSP為代表,其優勢是適合於加工成異型構件,如汽車保險槓緩衝塊、液晶面板包裝箱等。經過幾年的研發,目前國內幾家從事EPP研發生產的單位(北 京、合肥、寧波、溫州等地)都已可以量產或接近量產。
PP發泡片材以日本三井化學、古河電氣等為代表,市場上常見的為(<5倍)的(厚度<5mm)的PP發泡薄片,而東麗、積水化學則是生產更高倍率(最大30倍)的交聯PP發泡薄片(厚度<5mm),目前應用於電子材料、汽車儀錶盤等。上述PP發泡片材的泡孔尺寸都未達到微米級別。
國內則以江蘇微賽為代表,在全球範圍內首次實現了MPP厚板的規模化生產,泡孔尺寸1-100μm可控,發泡倍率5~40倍可控,最大寬幅1.5m,最大厚度60mm。
MPP板材可直接使用,也可以剖切成不同厚度的片材,適合於沖裁、熱壓、吸塑等後加工工藝。也可以和其他面材料貼合,形成輕質高強的夾芯材料。
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