樹脂具有原料來源豐富、質量輕、性能/價格比優越以及優良的耐熱性、耐化學腐蝕性、易于回收等特點,是世界上應用最廣、產量增長最快的樹脂之一。PP發泡材料更是以其獨特而優越的性能成為泡沫塑料行業中的熱點。
泡沫塑料主要品種有聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)和聚烯烴泡沫塑料三大類。PU發泡材料在發泡過程中存在對人體有害的異氰酸酯殘留物,且發泡材料無法回收利用;PS發泡制品由于不易降解,難回收,對周圍環境造成“白色污染”,聯合國環保組織已決定2005年在全世界范圍內停止生產和使用發泡PS。
而發泡PP制品因其良好的熱穩定性(最高使用溫度達130%)和高溫下制品的尺寸穩定性,較高的韌性、拉伸強度和沖擊強度,適宜和柔順的表面,優異的微波適應性以及可降解性、環保性而倍受重視,成為PS的良好替代品。目前美國、日本、德國一些發達國家正在大力發展它,作為替代發泡PS的綠色包裝材料。
PP發泡材料可廣泛應用于包裝、隔熱材料和汽車等各個領域。
(1)包裝材料
包裝材料和加工方面的發展以及新型包裝設計,都有推行“輕量化”的趨勢,發泡塑料則更有助于塑料包裝的輕量化。
現在微波爐和微波食品已進人人們的家庭生活,而交聯發泡PP片材熱成型的食品包裝容器的耐熱性高達130%(而發泡P5僅80%),可以在微波爐中使用,而且耐沸水,高溫穩定性好,表面感覺舒適而且柔軟;其熱成型的盤子、碗等在低溫下有足夠高的沖擊強度,可在較寒冷情況下使用,且手感柔軟。
PP的化學結構決定了其降解性能優于PE及PS,故作一次性包裝具有明顯的優勢。據不完全統計,我國目前每年消耗的一次性餐具約180億個。作為替代發泡PS的紙制餐具由于消耗大量木材必將帶來更大的環境危害。而PP在光、熱和氧的作用下很容易降解,在PP制品的制造過程中,如不加入抗氧劑等添加劑,PP制品會在陽光下很容易老化降解碎化成粉狀。利用PP這一固有的特性,采用發泡PP片材制作的一次性餐具是比較理想的環保餐具。
目前超級市場用各種果品、熟食品、半成品、凈菜托盤等預計需100億個。若這些一次性和托盤有一半采用交聯PP發泡替化,則需要PP發泡片材150kt以上。此外,PP發泡片材也可用作計算機、照相機、玻璃器皿、精密制件以及易損件等物品的貼身包裝。由于可直接回收、質地柔和不會損傷被包裝物表面,PP發泡材料在電器包裝領域可以取代PS發泡材料。
(2)隔熱材料
發泡PP的熱導率比發泡PE(聚乙烯)低,絕熱性能好;發泡PE、PS能耐70~80℃的溫度,而發泡PP能耐1200C高溫。因此發泡PP將作為高級保溫絕緣材料應用,可用來制造超過100℃條件下使用的隔熱材料。國外廣泛將其用于PS、PE發泡片材耐熱性達不到要求的場合,如用于90~120℃熱載體循環蓄電池的隔熱材料、汽車頂棚材料、發動機和車間的隔熱材料等。耐熱性好的發泡PP作為空調保溫管有著巨大的市場。發泡PP還可用作石油化工管道的保溫材料、自來水管防凍保溫套,以及熱水管、暖房、貯槽的熱絕緣材料等。
據報道,今后我國絕熱材料的年增長率將在10%以上,預計到2010年用于隔熱的泡沫塑料將達150kt。
(3)汽車零部件
PP除了具有高沖擊吸收能力、良好的回彈性和高耐熱性等優良性能,可回收再利用也是一個重要優勢,在汽車等行業已成為人們優先考慮選用的替代材料。發泡PP近年來在汽車工業作為內裝飾的應用日趨擴大,厚度為2~6mm、密度為0.6g/cm3發泡PP板(片)材可加工成地毯支撐材料、遮光板、隔音板、行李架、內裝飾件、蓋子、箱體等。
為了節省能量的消耗,現代汽車要求減輕質量,用更多的塑料替代其他材料無疑是今后的發展方向。采用發泡PP可使汽車的零部件輕量化。根據中國汽車工業的發展規則,到2010年,國產汽車的產量將達到500~600萬輛。隨著現代汽車輕量化、節能型的發展趨勢,PP發泡材料在汽車行業中的應用將越來越多,高性能化產品的開發研制將引起更多廠商與研究人員的重視,發泡PP可望得到連續穩定的增長。
可以預見,積極開發推廣應用PP發泡材料,對我國合成樹脂工業的發展、擴大PP發泡材料的應用領域和市場消費及汽車、包裝、食品、環保事業的發展都將具有極為重要的意義。其作為發泡PS的更新換代產品,具有廣闊的市場前景,發泡PP的生產及開發一直是世界各國研究的熱點。但由于PP的結晶化特性,發泡PP片材的生產技術難度較大,目前只有美國、日本、德國等國家能生產,而我國發泡PP的工業化生產仍處于空白。因此盡快研制開發出適應市場的發泡PP材料,實現其工業化生產,是當務之急。