EPP發泡材料及其特點

2021-03-04 09:45:17 字數 1878 閱讀 8669

可發性聚丙烯泡沫塑料(英文名:expanded polypropylene,簡稱「epp」)是一種經發泡後的聚丙烯,由固體和氣體兩個相組成,呈黑色、灰色或白色的顆粒狀,直徑大小一般在φ2~7 mm之間。epp顆粒的外壁是閉合的,內部充滿了氣體。

通常,其固相成分只佔總重量的2%~10%,其餘部分均為氣體。該發泡材料具有如下特性:

比重輕,其密度一般為17~100 kg/m3。客戶可根據不同模製品的需求,選用不同密度大小的預發泡原料;

耐溫能力強,通常可承受-40℃~110℃的溫度,在短時間內可承受的溫度範圍甚至更大;

緩衝效能好,即使在墊層不厚的情況下也能起到很好的緩衝作用;

可以100%的**利用。與其他材泡沫料相比,epp是一種純粹的碳氫化合物,不含增塑劑或發泡劑等其它任何不利於再迴圈的化學物質,因此加熱後即可消解,燃燒後留下的只是水和二氧化碳。即使是在100℃下進行霧測試,也能滿足環保法規的要求。

此外,當epp與其他聚丙烯如pp薄膜、注塑骨架、tpo面料等結合在一起時,還可實現所謂的「材料一體化系統」,即該系統在被**利用時不需要進行分解。

基於上述特點,使得epp非常適合於汽車製造業中對安全、環保、減輕重量等方面的需求。因此,自2023年代問世以來,epp便迅速在汽車製造領域得到了廣泛應用,成為吸能和減震材料的新寵,其應用潛力非常廣闊。目前國內外的很多車型都採用epp材料作為緩衝吸能部件,它可用作保險槓芯、側護板、門內板吸能保護墊、緩衝墊、頭枕、遮陽板、工具箱等。

圖1所示為epp在汽車上的典型應用。

圖1 epp在汽車上的應用

epp成型產品的加工工藝

epp可被加工成各種不同的形狀,其成型產品的加工過程主要包括:材料載壓(保壓),泡沫成型,泡沫烘乾定型,檢驗,包裝等。需要特別指出的是,在加工epp之前,需要通過載壓來增強原料顆粒內部的壓力,以生產出密度較低的模製件。

這是因為,經載壓後的原料可以實現各種不同密度模製件的生產。此外,載壓還能使模製件在脫模後的收縮幅度下降,表面效果更好。具體而言,載壓是通過氣體穿透顆粒的外壁而實現的,在此過程中,可以通過改變時間、壓力、溫度等引數來對載壓進行調節。

經載壓過程後,成型產品的密度即被降低。

具體操作步驟如下:

1、合模,並對模具進行預熱,使模具的表面溫度達到pp的熔點;

2、進料,使原料通過料槍進入模具。

3、分三步將蒸汽通入模具中:

蒸汽沖刷:蒸汽從上至下沖刷,以將空氣排出蒸汽室,冷凝水流出。在此過程中,開啟上方的蒸汽進汽閥和下方的冷凝水排放閥。

橫向蒸汽:使蒸汽從蒸汽室的一邊橫掃向原料,穿透原料後到達另一邊。此時關閉一邊的冷凝水閥,開啟蒸汽進汽閥。

同時,使相對面的蒸汽進汽閥關閉,冷凝水閥開啟,以使蒸汽從相反的方向噴出。如果模具內有薄的法蘭,則蒸汽最好是從法蘭周圍穿過,以使夾在法蘭裡面的原料也可以得到蒸融。

壓力保持:橫向通蒸汽後,需要經過壓力保持或雙面蒸融過程。在此過程中,開啟蒸汽進汽閥,關閉冷凝水排放閥,使壓力逐漸達到峰值。

4、冷卻。在通入蒸汽後,模具內部的溫度一般會達到140℃。為了確保產品的順利脫模,必須使模溫下降至70℃。

5、脫模。隨著內部壓力的解除以及溫度降低到許可的脫模溫度,即可進行脫模操作。

6、烘乾定型。一般將烘乾溫度設定為60℃~80℃,烘乾室要保持空氣乾燥,通風狀態良好。

目前,全球主要有5家較大的epp原料製造商,其中德國的basf、日本的jsp和 kaneka在市場中占有領先地位。而在epp的成型加工技術領域中,德國艾倫**公司(erlenbach gmbh)的加工技術富有盛名,擁有epp材料預發、載壓、泡沫成型、**等全系列的裝置。其中,艾倫**的epp 成型裝置主要由以下幾部分組成:

機架、模具、鎖緊杆、載壓罐和脫模系統。圖2所示為艾倫**的epp泡沫成型機ehv-c pp,該裝置中存貯了40種不同的設定和模具特性可供操作人員查詢,包括:裝置目前的壓力、閥門開啟的情況和週期時間等,從而為操作人員提供了乙個視覺化的加工平台。

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