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一文看懂新型泡沫塑料EPP的制造、特點和應(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、價格低廉等優(yōu)點。因此，在日用品、包裝、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、軍事工業(yè)、航天工業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
市場上較為常見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
美國市場近年來對泡沫塑料的需求量以每年4.2%的速度持續(xù)增長；我國20世紀90年代以來泡沫塑料的發(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)泡過程中使用的氟氯烴化合物，會破壞大氣臭氧層，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)《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰的國家法案》我國確定在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)泡過程中存在對人體有害的異氰酸酯殘留物，并且發(fā)泡材料無法回收利用。
◆ 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)運而生。聚丙烯樹脂具有質(zhì)輕、原料來源豐富、性能價格比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性、耐化學腐蝕性、易于回收等特點。是世界上產(chǎn)量增長最快的通用熱塑性樹脂。對聚丙烯泡沫的研究開發(fā)也成了近年來的熱點。
二．EPP是什么？
EPP是一種物理性能優(yōu)越，化學性能穩(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材料相比有一個很大的不同點在于：EPS材料以自身結(jié)構(gòu)破壞來達到抗壓緩沖效果，而EPP材料通過材料收縮和擴張，吸收并釋放能量來達到抗壓緩沖效果。在受到多次外力后，EPS材料抗壓緩沖效果將會降低，而EPP材料則影響很小。因此，應(yīng)該說EPP材料相比EPS材料來說，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。主要用來進行模具燒結(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。我們先通過圖片簡單說明EPP的生產(chǎn)流程：
1）首先通過特定的配比，得到顏色多樣化的PP顆粒。
2）通過發(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？
EPP的優(yōu)點
◆ 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)泡材料為例其力學性能如拉伸強度和撕裂強度處于泡沫塑料的最高等級其壓縮強度低于硬質(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，其熱導率不會因潮濕而受影響，且比發(fā)泡PE低，具有顯著的隔熱性，因此可用作高級保溫材料。
◆ 良好的低溫特性
EPP制品即使在-30℃時也表現(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)，其通過泡孔中的氣體滯流和壓縮作用來吸收逸散能量，具有優(yōu)異的抗壓吸能性能。廣泛應(yīng)用于汽車保險杠能量處理系統(tǒng)及其他防沖撞吸能部件。
◆ 尺寸形狀恢復穩(wěn)定性好
EPP制品受多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后會立即恢復原始形狀，而不產(chǎn)生變形，具有“記憶”能力。
◆ 適于反復使用
EPP制品柔韌性好，可反復使用，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、汽車等省重部件。
◆ 具有良好的表面保護性
EPP制品是半硬質(zhì)成形，具有適度的硬度、柔軟性、不會擦傷、碰傷與其接觸的物體，具有較好的表面保護性。
◆ 透水性小、浮力好
由于EPP的閉孔結(jié)構(gòu)，其制品具有長期、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、耐化學品好
由于EPP的化學惰性，使得其制品耐油、耐化學藥劑性很好。
◆ 可重復利用的環(huán)保材料
易回收再利用，易分解，制品不含對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，PP市場潛力很大，國外上市的發(fā)泡PP片材密度為0.063g/cm3，普通PP片材0.91g/cm3。隨著PP發(fā)泡片材制品的開發(fā)，無疑將加強它在食品領(lǐng)域替代PET競爭力。
現(xiàn)在微波爐和微波食品已經(jīng)進入人們的家庭生活，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130℃，可以在微波爐用，而且耐沸水、高溫穩(wěn)定性好、表面感覺舒適，人們對它的環(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承受高載荷，其對重復沖擊的防護能力比發(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可用于計算機、高級醫(yī)療器具、精密儀器、聲像材料、照相機、玻璃陶瓷、工藝品、各種家用電器等的防震緩沖包裝，以免在運輸中遭受損傷及破壞。由于可直接回收，質(zhì)地柔軟不會損傷被包裝物表面的優(yōu)點，在電器包裝領(lǐng)域有取代PS發(fā)泡材料的趨勢。
日常用包裝盒
據(jù)統(tǒng)計，我國1997年僅彩色電視機和彩色顯像管這兩個產(chǎn)品就使用PS泡沫塑料2萬噸。Hotec Folien公司認為，PP發(fā)泡盤有代替聚苯乙烯模塑盤的趨勢，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托盤對水果和其它農(nóng)產(chǎn)品的處理和運輸很方便。
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，用于制造汽車零部件。例如，用滑石增強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)機的蒸汽阻隔板、側(cè)護板、門內(nèi)板吸能保護墊、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80℃的場合）更有利，如遮陽板、儀表的保溫板及車門間溫度易升高的地方。
2）汽車保險杠
先進的汽車保險杠使用合成樹脂包覆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，同時要求芯材比較輕。
現(xiàn)在已開始用聚烯烴發(fā)泡材料作汽車保險杠的芯材，美國已開始生產(chǎn)用于汽車保險杠的PP珠粒發(fā)泡材料，日本Styren Paper公司生產(chǎn)的非交聯(lián)發(fā)泡保險杠已被豐田公司采用，這種保險杠采用JSP公司開發(fā)的EPP發(fā)泡珠粒生產(chǎn)的，該保險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)汽車保險杠
目前，PP泡沫塑料的汽車零件已進入汽車零部件市場。目前市場上供應(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
