1.1.2 聚丙烯发泡材料[9]

目前使用范围较大的聚合物发泡材料有聚氨酯(PU)发泡材料、聚苯乙烯(PS)发泡材料、聚烯烃(PE,PP及共混物)发泡材料、聚氯乙烯(PVC)发泡材料，其他如聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)发泡材料、木塑发泡材料、可生物降解发泡材料等也在特定的领域展示出了较广泛的使用前景。

聚烯烃尤其是聚丙稀发泡材料价格较低，制备成本也不高，且具有较低的密度，有助于节省生产过程中的运输仓储成本，此外，聚丙烯材料还具有良好的可加工性，这些都促进了聚丙稀发泡材料的迅速发展。聚丙烯发泡材料与其它聚烯烃类发泡塑料相比，还具有很高的刚性、较大的拉伸强度、良好的耐热性和耐化学稳定性、突出的延伸性和抗弯曲疲劳性等优点，用它生产的聚丙烯发泡片材具有良好的耐热性、机械性能及可二次回收。PP发泡材料还有优良的耐化学腐蚀性及耐应力开裂性，可用于油腻食品的包装。

1.1.3聚丙烯和高密度聚乙烯聚合物的研究现状与发展[10]

通用PP为线形高分子，它熔体强度和弹性非常差。在其熔点以下的温度，体系粘度比较大，气泡形成比较困难。在其熔点以上的温度时，体系的粘度迅速下降，熔体强度降低比较明显，较低的熔体强度在气泡长大过程中泡孔壁无法承受拉伸和剪切应力作用，气泡发生破裂、塌陷、合并等，以至于材料的开孔率很高，泡孔塌陷严重，与非结晶的聚苯乙烯相比，适宜于PP发泡的温度范围极窄，仅为4-6℃。此外，在冷却过程中，PP结晶放热量较大，体系粘度将会变低，熔体强度下降，使得形成的泡孔可能会进一步破坏，因而得不到有细小致密泡孔的发泡制品，影响制件的力学性能，这些因素限制了通用PP的发泡。因此，要改善通用PP的发泡性能，制备高发泡倍率和均匀细小泡孔结构的PP发泡材料，就必须提高PP的熔体强度。目前采用的方法主要有以下几个方面:第一，聚丙烯交联发泡成型；第二，高熔体强度聚丙烯发泡成型；第三，聚丙烯共混改性发泡成型。

本文采用的就是PP与高密度聚乙烯（HDPE)共混发泡成型，聚丙烯共混改性发泡成型也是PP发泡成型中的研究热点，加拿大滑铁卢大学A.Rudin等人从90年代起开始对iPP/HDPE共混物体系进行了研究[11]，详细讨论了PP/HDPE不同组分配比，重点在低HDPE组分含量所组成共混物的机械强度、热行为、熔体流动特性与结晶行为。研究表明，在HDPE含量在从10%向20%变化时，特殊的内部相互作用越明显。这种相互作用可以从拉伸性能、热性能、熔体流动性能和结晶行为中得到证实。

童筱芳等[12]研究了PP/HDPE共混物的结晶行为，研究表明PP和HDPE的独立结晶的，但是在结晶过程中，HDPE会插入到PP球晶中，把球晶割裂，使得PP的球晶变小，细化晶粒。刘功德等[13]也认为，将PP和超高分子量聚乙烯((UHWMPE)进行共混，同样可以对PP结晶过程分割细化。

共混改性发泡成型与交联发泡成型相比，工艺生产过程比较简易，对环境友好，无有害的化学药剂，成品也可以直接二次利用，绿色环保。与使用HMSPP发泡成型相比，设备工艺简单生产成本不高，在大规模生产中有一定优势。

1.2聚丙烯发泡方法及化学发泡法机原理

1.2.1聚合物发泡原理

微孔塑料的发泡方式[14-15]主要有物理发泡，机械发泡和化学发泡三种。物理发泡法主要是以惰性气体加压转变为SCF，注入聚合物熔体后在压力、温度的作用下产生大量不饱和气体，完成发泡。机械发泡法是通过机械搅拌等将空气混入处于液态或者低粘度的塑性状态下的发泡材料进而进行发泡。化学发泡法是在材料中添加一些发泡剂，当塑料熔融时到达发泡剂分解温度时，发泡剂分解产生大量气体，在聚合物内部形成泡孔，完成发泡。化学发泡剂主要以偶氮二甲酰胺（AC）为代表的有机发泡剂和以碳酸氢盐为代表的无机发泡剂。