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    高光澤聚丙烯增剛母粒技術與應用

    增強材料的長徑比越長,材料的剛性(彎曲模量)越高,在聚丙烯中,同樣30%填充,玻璃纖維填充模量能到5000MPa,滑石粉居中,而碳酸鈣就只有不到2000MPa

    不同填料與彎曲模量關系
    上圖說明,填料的增剛效果和形狀有非常大的關系,或者長徑比有關系,碳酸鈣類似球形,增剛效果較差,而滑石粉為片狀,增剛效果也不錯,而玻璃纖維長徑比在50倍以上,增剛效果最為明顯。

    具體回到汽車材料、家電材料上來說,需要做輕量化,輕量化的前提就是要薄壁化,薄壁是以高模量為支撐的,沒有高的模量,顯然是偷工減料的輕量化,根據上面的分析,要做高模量,就需要用長徑比大的增強材料,比如玻璃纖維或者滑石粉,這也是在汽車材料里面,基本上沒有碳酸鈣填充的聚丙烯, 如果是外觀件,玻璃纖維加入后,外觀受到影響,光澤度下降、噴漆外觀變差,所以填充就更局限于滑石粉了,我們見到的汽車材料如PP-EPDM-TD20,這里的TD20,一般就是指20%滑石粉填充增強。

     

    汽車的內外飾上面,輕量化至少有兩個趨勢是很明顯的:薄壁和低填充。比如低填充,以前是TD20,后來就有了TD10,TD5,也就是填充5%,剛性還不希望下降很厲害,通過低填充來降低汽車重量,如下面這個圖片,就是我在2019年德國杜塞爾多夫K展看到的一款輕量化低密度汽車材料,密度只有0.94g/cm3,而我們普通的PP-EPDM-TD20密度在1.05g/cm3
    這個時候如果還是普通的滑石粉,顯然不能滿足剛度要求,這就需要一款更高剛度的增剛劑,來做到薄壁、微填充、高剛度的汽車零件,蘇州塑發生物材料有限公司通過多年的開發,目前在相同的填充下,模量已經超過玻璃纖維,如40%填充下,模量最高能達到10,000MPa,具體可以見下圖:

    增剛母粒與玻璃纖維增強聚丙烯剛度對比
    同樣,我們對比了純均聚PP,18%、40%和100%母粒填充的彎曲模量,可以看到,隨著填充母粒的增加,聚丙烯的彎曲模量呈倍數增加

    聚丙烯體系中增剛母粒添加量與彎曲模量關系

     



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