燕山石化B9302 汽車液體壺料抗沖擊PP

隨著2060年碳中和發展目標的提出，綠色、高效的新能源汽車吸引了研究人員越來越多的關注。
新能源汽車需要更輕，綜合性能更優異的聚合物材料來實現汽車輕量化。
聚丙烯(PP)具備良好結晶結構，有優良的力學性能、耐熱性、耐腐蝕性以及低介電、低導熱的功能，具有可回收、低成本的優勢，在汽車中廣泛應用。
王濱等報道，在所有車用高分子材料中，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。

對聚合物發泡材料的研究是新能源汽車輕量化重點。
常用的有發泡聚丙烯、發泡聚乙烯、發泡聚氨酯和發泡聚苯乙烯，其性能對比如表1所示。
發泡聚氨酯通過多元醇與多異氰酸酯經化學反應發泡制得，使用氟利昂類發泡劑和烷烴類發泡劑，對環境有不利影響，發泡殘留的異氰酸酯可能影響健康，聚氨酯的發泡工藝簡單。
聚苯乙烯發泡時無需化學反應，生產污染較低，可通過多種加工方式制備，吸水率更低，耐化學性更好。
發泡聚苯乙烯存在環境問題，難以降解和回收。
聚乙烯是應用早的發泡材料之一，作為烯烴類結晶材料，其具備強韌、耐低溫、可重復利用等優點。

發泡聚丙烯與上述常見發泡材料相比，具有許多突出優勢:其耐熱性比發泡聚乙烯好，在常見發泡材料里是優的;其剛性比發泡聚乙烯好，抗沖擊性能優于聚乙烯和聚苯乙烯，緩沖吸能性能優異、保護性好、記憶性好，可承受多次連續撞擊，契合保險杠、車門等轎車中保護部件的應用;發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、無味，適合使用在車輛內飾中;發泡聚丙烯不含有毒物質，燃燒時無毒;可回收，滿足可持續發展的要求。
發泡聚丙烯泡沫優異的綜合性能吸引了聚丙烯合成廠家(BASF和燕山石化等)、聚合物改性材料廠商(日本JSP、日本Kaneka和會通等)和汽車主機廠(Volvo、吉利和上汽等)的多方關注。
根據調研機構MarketsandMarkets和中國化工報的報道，發泡聚丙烯的全球市場容量隨著應用的擴大不斷增長，從2017年的10.0215億美元到2019年超過12億美元，2023年預計將達到16.488億美元，其中亞太市場占比大，達35%。
比如，據JSP的Murata報道，將轎車座椅中常用的發泡聚氨酯泡沫替代為發泡聚丙烯泡沫時，實現相同坐墊彎曲性能時，發泡聚丙烯的質量相比發泡聚氨酯下降了27%，約567g。
發泡聚丙烯在汽車中的前保險杠、后保險杠、車門、前柱、工具箱、遮陽板、座椅和后備箱等處有應用。
發泡聚丙烯，尤其是微發泡聚丙烯在新能源汽車中有著良好的應用前景，但PP的線型鏈結構使其黏度低、熔體強度低，只能在結晶熔點附近發泡，發泡的溫度區間窄，面臨難以發泡均勻、拉伸強度較差的難題，發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。
本文從微發泡聚丙烯的發泡機理出發，比較微發泡聚丙烯的制備加工方法，匯總微發泡聚丙烯的增強改性策略，意在對發泡聚丙烯的發展進行系統和展望。