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微孔發(fā)泡聚丙烯(Microcellular Polypropylene foam),簡(jiǎn)稱MPP，是特指泡孔尺寸小于100μm的聚丙烯(PP)多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義要求泡孔尺寸小于10μm，泡孔密度大于每立方厘米10的9次方個(gè)。自從MIT的Nam P. Suh^[1] 在1980年代初提出聚合物微孔發(fā)泡的概念以來(lái)，由于MPP潛在的廣闊應(yīng)用前景，其一直是聚合物微孔發(fā)泡領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

MPP的成型需要升級(jí)通用的聚合物加工設(shè)備(如注塑成型設(shè)備，連續(xù)擠出成型設(shè)備和模壓成型設(shè)備等)，使之適用于超臨界流體技術(shù)(supercritical fluid technology)。在高溫高壓下將超臨界二氧化碳(supercritical carbon dioxide)或超臨界氮?dú)?supercritical nitrigon)導(dǎo)入聚丙烯材料，形成聚丙烯/超臨界流體的單相溶液，并誘導(dǎo)氣泡成核、生長(zhǎng)，最終形成泡孔尺寸在微米尺度的PP發(fā)泡材料。

制造MPP一般需要使用高熔體強(qiáng)度聚丙烯(high melt strength PP)。通用的PP由于其是線性的半結(jié)晶聚合物，加工窗口較窄，且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有的發(fā)泡材料要么硬而脆(大多數(shù)的結(jié)構(gòu)泡沫)，要么軟而韌(大多數(shù)的軟質(zhì)泡沫)，剛性和韌性難以兼具。聚丙烯微孔發(fā)泡材料則兼具剛性和韌性，補(bǔ)充了現(xiàn)有發(fā)泡材料性能的不足。

應(yīng)用超臨界流體技術(shù)制備MPP，發(fā)泡過(guò)程清潔無(wú)污染，發(fā)泡制品安全環(huán)保。發(fā)泡過(guò)程中PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用。

PP本身是無(wú)毒材料，是嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖、地墊和玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫。

PP發(fā)泡材料的熱變形溫度遠(yuǎn)高于PE、PS、PU發(fā)泡材料，因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域。

MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車、軌道交通等。

MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有：

(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下，由于泡孔尺寸較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積。

(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會(huì)穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝。

(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率。

(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流，從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。

(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。

(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有的表面保護(hù)性能，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。

PP發(fā)泡產(chǎn)品主要有EPP粒子和PP發(fā)泡片板材兩大類。EPP以日本JSP為代表，其優(yōu)勢(shì)是適合于加工成異型構(gòu)件，如汽車保險(xiǎn)杠緩沖塊、液晶面板包裝箱等^[2] 。經(jīng)過(guò)幾年的研發(fā)，國(guó)內(nèi)幾家從事EPP研發(fā)生產(chǎn)的單位(北京、合肥、寧波、溫州等地)都已可以量產(chǎn)或接近量產(chǎn)。

PP發(fā)泡片材以日本三井化學(xué)^[3] 、古河電氣^[4] 等的低倍率(<5倍)PP發(fā)泡薄片(厚度<5mm)和東麗、積水化學(xué)^[5] 的高倍率(30倍)交聯(lián)PP發(fā)泡薄片(厚度<5mm)為代表，應(yīng)用于電子材料、汽車儀表盤等。

由華東理工大學(xué)趙玲教授研究組提出的超臨界二氧化碳模壓微孔發(fā)泡技術(shù)，可生產(chǎn)泡孔尺寸10-100微米可控的聚丙烯微孔發(fā)泡片板材，特別地，利用此技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯微孔發(fā)泡材料，發(fā)泡倍率可達(dá)40倍，產(chǎn)品厚度可達(dá)70mm^[6] 。國(guó)內(nèi)數(shù)家企業(yè)應(yīng)用了該技術(shù)并進(jìn)行了規(guī)模化生產(chǎn)，附圖為不同厚度的MPP片板材和產(chǎn)品內(nèi)部泡孔結(jié)構(gòu)^[7] 。

微米尺度的泡孔賦予MPP的結(jié)構(gòu)和性能，使其在精密包裝、光電技術(shù)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。此外，清潔環(huán)保的MPP所具有的優(yōu)異的減震、緩沖、隔熱和吸聲等性能，使其有望成為傳統(tǒng)EVA、PU、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物，可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具、箱包、體育器材等領(lǐng)域。

輕質(zhì)高強(qiáng)的低倍率MPP可以在維持制品必要性能的前提下，顯著降低原料的消耗，減少制品重量，這對(duì)于減少石化資源消耗和保護(hù)環(huán)境無(wú)疑具有重要意義，同樣也意味著巨大的市場(chǎng)空間。