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聚丙烯的引见

PP以性价比高、密度小、耐热性能优异、耐化学药品腐蚀、易成型加工和回收利用等特性在汽车上得到了广泛的应用。近来更是有把汽车内饰和外装材料统一到PP系列材料的趋势。

由于高性能基础树脂的开发生产周期长、投资巨大、技术要求高，且需要高精尖的集成先进综合技术，所以对现有PP树脂需要进行更广泛、更有效、更经济、更实用的改性具有现实意义。

汽车上除少量部件采用纯PP树脂加工外，大部分部件采用改性PP材料进行加工。

改性PP的分类

无机填料和弹性体增韧增强改性PP

是由 PP树脂与三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韧弹性体及滑石粉、碳酸钙等无机填料的复合物，其主要用于汽车保险杠的注射成型。

改性PP保险杠具有成本低、质轻、易涂装、可循环使用等优点。

滑石粉填充改性PP材料具有高刚性、低热膨胀系数和低收缩率，且其抗化学腐蚀性能强，尤其是经表面处理的滑石粉填充PP可有效改善PP的冲击性能，提高材料的模量和热变形温度。

玻纤增强改性PP

玻纤增强改性PP材料尤其是长玻纤增强PP(LGFPP)材料在汽车部件上的应用(如在前端模块、仪表板骨架、车门模块等)是多年来的研究热点之一。

LGFPP制品指含有长度为10～25mm的玻纤改性的PP复合材料经过注塑等工艺形成的三维结构。

长玻纤增强聚合物相比短玻纤增强聚合物具有更高的强度、刚度、韧性，以及尺寸稳定性好、翘曲度低等优势。此外，LGFPP材料有着更好的抗蠕变性能，即使经受100℃的高温也不会产生明显的蠕变。

与金属材料和热固性复合材料相比，LGFPP的密度低，相同部件的质量可减轻20%～50%。LGFPP能为设计人员提供更大的设计灵活性，可成型形状复杂的部件、提高集成汽车零部件的能力、节约模具成本(一般长玻纤增强聚合物注塑模具的成本约为金属冲压模具成本的20%)、减少能耗(仅为钢制品的60%～80%，铝制品的35%～50%)、简化装配工序。

汽车部件用矿物纤维增强PP的新产品，具有强度高、热膨胀系数低、耐高温、阻燃性能好、低浮纤、低翘曲、低收缩等特点。

发泡改性PP

PP发泡材料是通过提高PP的熔体强度，从而提高发泡倍率而制成的低密度物质，其具有质轻、耐热、耐高温等优点。

随着汽车轻量化的发展，选用PP发泡材料已成为汽车减重的重要途径，目前其在汽车内饰上的应用也越来越多。

汽车用PP发泡材料主要为化学微发泡材料。因为普通微发泡PP制品的表观质量很不理想，仅适合于需要表面覆皮的高端车，不仅增加了制造成本，也限制了PP发泡材料的推广和应用。而化学微孔发泡是以热塑性材料为基体，化学发泡剂为气源，通过自锁工艺使得气体形成超临界状态，注入模腔后气体在扩散内压的作用下，使制品中间分布着直径从十几到几十微米的封闭微孔泡，且其理想的泡孔直径应小于50μm ，但目前国内行业实际生产的微发泡PP的微泡孔直径约为80～350μm 。

对于微孔发泡主要有注塑微发泡、吹塑微发泡和挤出微发泡等，注塑微发泡适用于各种汽车内外饰件，如车身门板、尾门、风道等。挤出微发泡适用于密封条、顶棚等;吹塑微发泡适用于汽车风管等。

利用微发泡技术可使PP制品的重量减少约10%～20% ，较传统材料在部件上可实现最高50%的减重，注射压力降低约30%～50% ，锁模力降低约20% ，循环周期减少10%～15%，同时还能提高汽车的节能性，较传统材料可实现最高30%的节能，并且能改善制品的翘曲变形性，使产品和模具的设计更灵活。

在一些部件中，如汽车风管、风道，还可实现隔热、降噪的效果，减少后道工序的成本。辐射交联PP高发泡片材具有良好的力学性能，作为汽车车顶，可降低汽车的质量，同时其还可用于汽车的内饰件，有利于汽车的轻量化。

耐刮擦PP

相对于工程塑料来说，PP等聚烯烃材料具有可回收、质轻、成本低的优势，因而被越来越多地应用于汽车以及其他领域，然而聚烯烃材料的耐刮擦性能明显较差，而这一性能却是仪表板、操控台和门板表皮等汽车内部应用部件的关键性能，也是汽车外部应用部件、全地形车辆的重要性能之一，而表面性能提高的聚烯烃能很好地代替金属和工程塑料，同时还有利于涂色，因此积极寻找提高聚烯烃材料耐刮擦性能的解决方案十分重要。

通过添加涂层、无机矿物和某些功能助剂可提高PP的耐刮擦性能，例如添加耐刮擦剂可制备耐刮擦内饰用PP复合材料。

改性PP的典型应用

表1为某汽车品牌PP选材要求及推荐部件。

表1 乘用车PP材料及典型应用部件

汽车用改性PP的回收利用

塑料作为一种环保材料，因其可塑性强、质轻、回收再利用率高等特性，在汽车工业中的应用非常广泛，无论是内饰件、外饰件还是功能性结构件，都越来越多地用到了塑料。我国汽车保有量达到1.75亿辆，对应用于汽车的塑料粉碎再回收无疑变得越来越重要，且汽车塑料的回收将会形成一个巨大的市场，是一个前景广阔的领域，学术界和企业在这方面都有很多的研究和实践。

来源：工程塑料应用

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