案例分析 | 微发泡PP最优工艺选择方法，助力汽车轻量化

微发泡注塑成型技术突破了传统注塑的诸多局限，在基本保证制品性能的基础上，可以明显减轻重量和成型的周期，大大降低机台的锁模力，并具有内应力和翘曲小、平直度高、没有缩水、尺寸稳定、成型视窗大等特点，特别是在生产高精密和材料较贵的制品上与常规注塑相比较独具优势，成为近年来注塑技术发展的一个重要方向。

但是由于聚丙烯为线性半结晶材料，这种结构的聚合物在熔融发泡过程中缺少获得均匀、可控泡孔结构应有的拉伸流变性能，为了获得微发泡性能良好的材料，通过调整EPP的加工工艺参数，获得合适的熔体强度至关重要。

聚合物熔体强度是指聚合物在熔融状态下在一定的条件下受到力（如牵引或拉伸力）的作用而断裂时的最大力值。聚合物熔体强度反映聚合物熔体的抗延伸性及抗熔体下垂性，它是决定产品成型时材料加工特性的一个非常重要的性质。尤其对于吹塑、发泡、挤出加工成型。

图1  熔体强度测试设备图

为了进一步探索温度对于熔体强度的影响，本案例分别进行了不同温度下（190℃、200℃及220℃）熔体强度测试和重复性验证，以期获得EPP最优加工工艺参数。

图2  熔体强度测试过程图

常见的影响聚合物熔体强度的因素，见下表：

常见熔体强度的常用测量方法

利用哈克单螺杆挤出机和拉伸流变仪对改性聚丙烯样品进行熔体强度测试，由图中可知，样品的熔体强度随温度的变化趋势，可以看出，温度越高，测试得到的熔体强度越低。

经测试可知，加工温度对于最大拉伸速度存在影响。其中温度过低和过高都会导致最大拉伸速度变小，可能的原因是低温塑化不良，熔体韧性不足；温度过高，熔体流动性太好，韧性也会受到影响；可以利用最大拉伸速度进行最佳加工温度的筛选。

经过前期的条件筛选，采用拉伸流变仪对改性聚丙烯在200℃条件下进行熔体强度测试。测试结果见下图，根据图示可以明显看出改性聚丙烯在具有较大的熔体强度和较大拉伸速度，兼具材料刚度与韧度，熔体强度测试结果重复性较好。

熔体强度测试曲线

通过温度调整对熔体强度的测试过程中发现，通过对熔体强度的测试，可以提前预知材料在成型加工过程中的熔体强度及拉伸速度情况，从而在加工前期直接获得最优加工工艺参数，降低了加工过程中调机耗费的工时及废品产生。