中國粉體網(wǎng)訊 聚丙烯（PP）是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂，具有比重小、無毒、易加工、抗沖擊強度、抗繞曲性以及電源性好等優(yōu)點，是通用樹脂中耐熱性最好的產(chǎn)品。但聚丙烯也有一些缺點，如具有較大的成型收縮率、低溫易脆裂、耐磨性不足、熱變形溫度不高、耐候性差等，因此，在實際生產(chǎn)中常采用改性的方法賦予聚丙烯新的性能。
國內(nèi)外汽車銷量雙雙走高，汽車專用改性聚丙烯需求有望增長。
從8月數(shù)據(jù)來看，國內(nèi)外汽車銷量雙雙走高。海外來看，歐洲汽車銷量8月躍升21%；歐盟純電動汽車銷量飆升118%。國內(nèi)來看，8月乘用車市場零售達到192萬輛的歷史同期最高水平，傳統(tǒng)品牌新能源合計銷量43.7萬輛，同比增長48.8%。
汽車行業(yè)作為傳統(tǒng)“用料大戶”，涉及的塑料用量及塑料種類都不在少數(shù)，因此汽車銷量的增長對于塑料市場具有積極的影響。具體來看，汽車需求是PP下游需求中較為重要的一環(huán)，改性PP在汽車保險杠、擋泥板、外飾結(jié)構(gòu)、儀表板、空調(diào)系統(tǒng)中均有大量應(yīng)用。同時由于輕量化需求較高，新能源汽車對于PP應(yīng)用較傳統(tǒng)油車更廣，同時衍生出充電樁的新增需求。
隨著我國汽車市場增長，PP需求會否有所提振？據(jù)業(yè)內(nèi)機構(gòu)預(yù)計，到2026年，我國汽車領(lǐng)域?qū)Ω男运芰系男枨髮哪壳暗?91萬噸增長至598萬噸左右。據(jù)統(tǒng)計，車用PP需求占據(jù)PP總需求約5.6%，估算車用PP消費量約為184萬噸，今后隨新能源占比提升以及輕量化、充電樁出海等需求增長市場需求仍可進一步擴大。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，對于PP來說，2023年是產(chǎn)能提升明顯的一年，汽車行業(yè)作為相對來說有著較快增長速度以及較好發(fā)展前景的需求方，或?qū)⒃赑P需求占比中有更重要的一席之地。從市場來看，2023-2025年汽車在PP需求占比中或?qū)⒂型麖?.6%逐步提升至8%-10%。
各種改性塑料消費結(jié)構(gòu)
對改性聚丙烯在汽車制造業(yè)應(yīng)用情況分析可知，不同類型的改性PP材料其改性原理、材料組成、配方均有很大不同，其用途也不盡相同。
國內(nèi)引進車型典型零件用改性PP材料的技術(shù)要求
作為汽車內(nèi)、外裝飾的原材料，PP必須要兼具耐刮擦、抗應(yīng)力發(fā)白、耐熱老化、耐光老化、抗發(fā)粘性、抗靜電、散發(fā)性等性能。但目前國內(nèi)高端聚丙烯產(chǎn)品依舊主要依賴于進口，產(chǎn)品存在長時間暴露于室外易氧化、高溫剛性不足等弊端。因此在高端應(yīng)用市場改性PP產(chǎn)品需求一直很旺盛。
物理改性技術(shù)簡便易行，可提高PP材料耐磨性、抗沖擊強度、韌性等性能。
聚丙烯改性技術(shù)分為物理改性和化學(xué)改性兩個大類。其中，物理改性是根據(jù)聚丙烯粉末擠壓造粒階段所添加物料自身特性不同，加工出具有優(yōu)異力學(xué)性能的聚丙烯復(fù)合材料，提升其產(chǎn)品質(zhì)量，該工況下的擠壓機多以雙螺桿擠壓機為主。
物理改性又可細分為填充改性、增強改性和共混改性。填充改性主要利用不同添加劑對聚丙烯進行填充，常見添加劑有活性碳酸鈣、滑石粉、云母粉、二氧化硅等；增強改性以碳纖維、玻璃纖維等增強材料為主，對聚丙烯力學(xué)性能進行改善；共混改性是將聚丙烯與聚乙烯、橡膠等原料共混從而提升聚丙烯復(fù)合材料的性能。
前些年，我國引進的三菱、奧迪、本田、桑塔納以及豐田等轎車生產(chǎn)線，汽車的保險杠都是由PP改性料制成的。這一措施使國際先進的制造技術(shù)和工藝融入我國的汽車行業(yè)，也大幅提高了保險杠的相關(guān)性能。
買買提江·依米提等以共聚聚丙烯為基礎(chǔ)樹脂，利用馬來酸酐接枝物、成核劑α晶型2,2-亞甲基-雙（4,6-二叔丁基苯氧基）磷酸鈉及無機填料滑石粉提高物料之間的相容性和體系模量，控制結(jié)晶尺寸，改善熱穩(wěn)定性和降低成本；利用增韌劑共混增韌、加工改性母料調(diào)節(jié)加工流動性。所制汽車保險杠專用聚丙烯的主要性能指標：熔體流動速率（MFR）為4.8g/10min，拉伸強度為21.6MPa，懸臂梁沖擊強度在23，-20℃分別為548.0，98.7J/m，斷裂伸長率為453％，成型收縮率為0.91％，負荷變形溫度為87℃。
徐雪梅等采用雙螺桿擠出機熔融擠出造粒工藝制備了聚丙烯礦物復(fù)合材料，研究了硼酸酯偶聯(lián)劑種類與用量對聚丙烯(PP)礦物復(fù)合材料性能的影響，重點考察了其對彎曲強度、拉伸強度、沖擊強度和熔體質(zhì)量流動速率性能影響等。結(jié)果表明，滑石粉和云母作為填料可以改善PP復(fù)合材料的力學(xué)性能和收縮率，硼酸酯偶聯(lián)劑處理礦物填料后，能明顯改善復(fù)合材料的沖擊性能和熔體流動速率，改善材料的結(jié)晶性能，耐熱分解性能提高，基體與填料的界面結(jié)合變好，硼酸酯偶聯(lián)劑用量為填料用量的2%時，綜合性能最好。
邊亞微等采用熔融共混法，將PP、玻纖、滑石粉以及其他助劑通過雙螺桿共混、擠出、造粒，制得性能優(yōu)異的汽車儀表盤、保險杠專用PP改性材料。實驗表明：隨著玻纖含量的增加，PP增強改性產(chǎn)品的拉伸、彎曲和抗沖擊強方面力學(xué)性能均有增加趨勢；滑石粉及增韌劑EPDM改性PP，可有效提高材料的抗沖擊強度；研發(fā)所得材料性能滿足汽車儀表盤材料的使用要求。
Palanikumar等通過雙螺桿擠壓機將碳酸鈣與聚丙烯以不同比例進行混煉造粒，采用圓盤式磨損試驗機對聚丙烯復(fù)合材料進行不同載荷、速度和滑動距離的測試從而研究其耐磨性及彈性性能。隨著碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)從1%逐漸提升至10%，聚丙烯復(fù)合材料耐磨性呈階梯式遞增，最終可提升70%。Hernández等同樣采用雙螺桿擠壓機對碳酸鈣與聚丙烯進行加工，并額外添加了硬脂酸作為潤滑劑降低其復(fù)合黏度，進行沖擊實驗、拉伸實驗等。與原料相比其抗沖擊強度提高了17%，延伸率增加20%以上，韌性有顯著提升，更符合行業(yè)應(yīng)用需求。
結(jié)語
聚丙烯是制造汽車零部件的常用原料，也是食品包裝、醫(yī)療器材、建筑材料常用的原料。通過多元化、低成本改性技術(shù)進行深加工，提升其產(chǎn)品性能也是整個塑料行業(yè)發(fā)展的主要任務(wù)，因此對塑料行業(yè)應(yīng)用的各種改性材料的研究也應(yīng)當引起重視，市場也應(yīng)當予以更多關(guān)注。
參考文獻
顏安，等：聚丙烯改性技術(shù)及其產(chǎn)品應(yīng)用進展，中國石油遼陽石化公司
李奎，等：改性聚丙烯（PP）在汽車上應(yīng)用，重慶思拓石油化工公司
徐雪梅，等：汽車內(nèi)飾件用改性聚丙烯復(fù)合材料制備與性能研究，青島科技大學(xué)
趙玉梅，等：汽車輕量化用改性聚丙烯的研究進展，唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
粉體網(wǎng)、中糧期貨研究院等
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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