【正文】 要的安全裝置也走向了革新的道路上。今天的轎車前后保險杠除了保持原有的保護功能外，還要追求與車體造型和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化。為了達到這種目的，目前轎車的前后保險杠采用了塑料，人們稱之為塑料保險杠。 塑料保險杠是由外板、緩沖材料、橫梁等部分組成。其中外板和緩沖材料用塑料制成，橫梁用厚度為 1． 5毫米左右的冷軋薄板沖壓而成 U型槽；外板和緩沖材料附著在橫梁上，橫梁與車架縱梁螺絲聯(lián)接，可以隨時拆卸下來。這種塑料保險杠使用的塑料，大體上使用聚脂系和聚丙烯系兩種材料，采用注射成型法制成。國外還有一種稱為聚碳酯系的塑料，滲進合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出來的保險杠不但具有高強度的剛性，還具有可以焊接的優(yōu)點，而且涂裝性能好，在轎車上的用量越來越多。塑料保險杠具有強度、剛性和裝飾性，從安全上看，汽車發(fā)生碰撞事 故時能起到緩沖作用，保護前后車體，從外觀上看，可以很自然地與車體結合在一塊，渾然成一體，具有很好的裝飾性，成為裝飾轎車外型的重要部件。保險杠系統(tǒng)是汽車車身的一個重要組成部分，其作用主要有以下幾個方面： ? 當汽車與其他車輛或障礙物發(fā)生低速碰撞 (通常小于 10 km/h)時，保護翼子板、散熱器、發(fā)動機罩和燈具等部件； ? 當汽車與行人發(fā)生碰撞時，最大限度的保護行人； ? 滿足車身空氣動力性的要求； ? 裝飾和美化車身。 4 從汽車被動安全性的角度出發(fā)，前兩點作用都很重要。由于保險杠系統(tǒng)在“低速碰撞”和“行人保護”這兩方面起著決定性 的作用，因此是國內(nèi)外汽車安全領域中的重點研究內(nèi)容。 聚丙烯 (PP)由于具有價格低，原材料豐富，力學均衡性好，耐化學腐蝕等特點，近年來異軍突起，成為最熱門的汽車零部件材料。用 PP制作的汽車零部件品種較多，汽車保險杠是主要的零部件之一。本項目以本體均聚聚丙烯為基礎樹脂，以熱塑性丁苯橡膠 (SBS)為主增韌劑；以乙烯 /醋酸乙烯共聚物 (EVA)為輔助增韌劑；以鈦酸酯偶聯(lián)劑表面處理的碳酸鈣 (CaC03)為無機填料，四者共混，作為制作汽車保險杠的專用料。通過系列實驗室實驗表明，在 PP/SBS/EVA 共混體系中，以 SBS 為主增韌劑，以 EVA 為輔助增韌劑，其增韌效果更好。加入適量的用偶聯(lián)劑活化處理的 CaC03，可以提高共混物的缺口沖擊強度，彎曲強度，彎曲模量，熱變形溫度等。由此可見這種材料是制作汽車保險杠的理想材料。 三、聚丙烯與改性聚丙烯 聚丙烯 (PP)是產(chǎn)量僅次于聚乙烯 (PE)和聚氯乙烯 (PVC)而位于第三位的通用大品種塑料。它具有密度小、力學均衡性好、耐化學腐蝕、易加工、熱變形溫度高、價廉等突出特點。目前，全世界產(chǎn)量已經(jīng)超過 10000 kt，在機械、汽車領域內(nèi)的應用超過 1000 kt，其應用領域還在不斷開拓和擴大。 PP的主要缺點有低溫脆性和收縮率大，著色性差、耐侯性差，因而限制了其使用范圍。近年來．采用聚合改性、共混改性和兩者兼而有之的技術以制取工程化聚丙烯新材料的方法被廣泛認同。其中共混改性這種方法投資少、見效快，成為當前高分子材料科學與工程中最活躍的領域之一。 5 PP 是我國合成樹脂中發(fā)展最快的品種之一。 10 年來，生產(chǎn)能力增至上百萬噸，特別是近幾年發(fā)展尤其快速，至今已建成的生產(chǎn)裝置總產(chǎn)量達到 Mt/a以上。其中，連續(xù) P式生產(chǎn)裝置共 18套，生產(chǎn)能力約 1/037 Mt/a；采用國產(chǎn)間歇式液相本體法生產(chǎn)裝置約 74套 (53個廠 )，產(chǎn)量約 427 kt/a，至 2020 年，總產(chǎn)量估計可達到 Mt/a。 1995年，我國 PP 產(chǎn)量首次超過一百萬噸，達到 Mt，比上年增長 ％。但因需求旺盛，迸 VI 量也同時首次超過一百萬噸，表觀消費量達。 我國 PP 應用廣泛，除包裝，編織袋之外，各類制品市場廣闊。如洗衣機內(nèi)桶、文體用品、工業(yè)機電部件、零件、廚房用品等。另外，汽車用聚丙烯具有較大的市場需求。 PP是汽車塑料中用量最大，增長最快的合成樹脂，日本、歐洲現(xiàn)每輛車平均聚丙烯用量為 25kg，北美為 10 kg。 2020年全球汽車用聚丙烯為 Mt。我國汽車工業(yè)迅速發(fā)展， 2020 年，汽車工業(yè)對塑料的需求約為 200 kt，其中聚丙烯樹脂約 52 kt，主要用作保險杠、儀表板、方向盤、蓄電池殼、門內(nèi)板、冷卻風扇、風扇護罩、燈殼、制動器油槽、分電器盒，以及裝飾布等。 PP 的改性，根據(jù)其結構分化學改性和物理改性。 化學改性是通過接枝、嵌段共聚，在 PP大分子鏈中引入其他組分；或是通過交聯(lián)劑等進行交聯(lián)；或是通過成核劑、發(fā)泡劑進行改性，由此賦予 PP 較高的抗沖擊性能，優(yōu)良的耐熱性和抗老化性。 共聚改性 采用乙烯，苯乙烯單體 和丙烯單體進行交替共聚，或在 PP 主鏈上進行嵌段共聚，或進行無規(guī)共聚，這樣可提高 PP 的性能，如在 PP 主鏈 6 上，嵌段共聚 2%~3%的乙烯單體，可制得乙丙橡膠共聚物，屬于一種熱塑性彈性體，同時具有 PE 和 PP兩者的優(yōu)點，可耐． 30℃的低溫沖擊。 交聯(lián)改性 PP 的交聯(lián)早已在工業(yè)上應用，但由于 PP 結構的原因，交聯(lián)困難。交聯(lián)是為了改善形態(tài)穩(wěn)定性、耐蠕變性，提高強度和耐熱性以及溶體強度，縮短成型周期。 PP交聯(lián)的方法可采用有機過氧化物交聯(lián)，氮化物交聯(lián)、輻射交聯(lián)、熱交聯(lián)。 PP經(jīng)交聯(lián)后，既同時具有熱可塑性、硬度高、良好的耐溶劑 性、高彈性和優(yōu)良的耐低溫性能。 接枝改性 PP樹脂中加入接枝單體，在引發(fā)劑作用下，加熱熔融混煉而進行接枝反應。接枝反應機理大致為：首先是引發(fā)劑在加熱時，分解生成活性游離基，與接枝單體接觸時，使之不穩(wěn)定鏈打開，生成聚丙烯游離基，再進行鏈轉移反應而終止。在聚丙烯大分子上利用化學方法接枝馬來酸酐，其目的是在非極性的大分子骨架上加上極性基團，稱為聚烯烴的官能化，方法很多，但主要是熔融法和溶液性、固相接枝法等。 除此之外，還有添加一種或多種成核劑，使聚丙烯的晶型結構發(fā)生變化，從而開拓 PP的新用途。 物理改性是在 PP 基體中加入其他的無機填料、有機填料，其他塑料品種，橡膠品種，熱塑性彈性體，或一些有特殊功能的添加助劑，經(jīng)過混合，混煉而制得具有優(yōu)異性能的 PP復合材料。物理改性大致分為： 填充改性，增強改性，共混改性，功能性改性等。 填充、增強改性 PP 的填充及增強改性發(fā)展得比較晚，大約在 60 年代中期，石棉纖 7 維增強 PP 開始在歐洲市場上出現(xiàn)， 60 年代末，碳酸鈣、云母、木屑尤其是玻璃纖維、滑石粉等增強填充材料被普遍地利用起來，用于填充 PP的無機填料有：碳酸鈣、云母粉、硅酸鈣、二氧化硅、硅灰石、滑石粉、炭黑等；有機填料有木粉 、稻殼粉、花生殼粉等。 共混改性 高分子的共混改性技術又稱之為 ABC 技術，即合金 (Allog)共混(Blend)和復合化 (Composite)技術。它在反應器或螺桿中將兩種或兩種以上的聚合物單體材料及助劑，通過機械摻混而最終形成一種宏觀上均相，微觀上分相的新材料。顯然這種共混物的性能主要取決于共混組分的相容性及其相對含量，分散相的尺寸及其尺寸分布以及兩相界面的相互作用。 “反應共混”是最為經(jīng)濟合理的方法，采用乙烯和丙烯進行嵌段、聚合直接生成嵌段聚合物 (如我國燕山石化 1988年前生產(chǎn)的 J330 PP 樹脂 )，或者采用特殊催化劑由乙烯和丙烯反應，可得到乙丙橡膠含量高達 30％ ~40％的多相抗沖擊“反應共混料” (如向陽化工廠生產(chǎn)的 1330；揚子石化公司的 J340牌號樹脂 )?！胺磻不炝稀睂嶋H上是由 PP 均聚物、無規(guī)共聚物及乙丙橡膠相微粒組成的，其使用性能 (主要是指常溫下的剛性、長期蠕變模量及低溫韌性等 )有的還不完全令人滿意，不宜來注塑大型工程零配件。另外，這種改性方法的研究周期長、需要大量投資，只適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)， 目前我國共聚 PP 的產(chǎn)量和品種遠不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。 機械共混法是使用熔融共混機械向 PP 中摻入增韌劑橡膠 (EPR、EPDM、 BR、 IBR 等 )、熱塑性彈性體 (SBS 等 )或熱塑性塑料 (PS、 PA、 PE等 )制成合金，利用增韌劑微粒吸收部分沖擊能使脆性斷裂轉化為延性斷裂，提高韌性。由于此種方法具有投資少、見效快、性能設計自由度 8 大的特點，是 PP 增韌的重要手段，近年來得到迅速發(fā)展，據(jù)報導，美國每年 PP 共混料占消費的 18％以上，每年有關專利文獻約 4500 件。 PP的共混改性是指用塑料、橡膠或熱塑性彈性體與 PP 共混，添入，PP中，使 PP 中較大的球晶變小，以此改善 PP 的韌性和低溫脆性。通過共混改性可改善 PP 的耐 低溫沖擊性、透明性、著色性、抗靜電性并可降低成本。 在 PP 樹脂中加入其它樹脂、可通稱為 PP 與塑料的共混改性。常用的共混樹脂有聚乙烯 (PE)、乙烯一醋酸乙烯共聚物 (EVA)、聚苯醚 (PPO)。 PP/PE共混物的拉伸強度一般隨 PE含量的增加而下降，但韌性有所改善。例如摻入 10％～ 40％高密度聚乙烯 (HDPE)的 PP 共混物，在 20℃時落球沖擊強度比 PP提高 11 倍以上，且加工流動性增加，因而適于大型容器的注射成型。 一些關于 PP/PE 共混的研究表明： PP/PE 共混材料性能與高密度聚乙烯用量有密切關聯(lián)。在 HDPE 摻入量少時， PP與 HDPE 共混時基本是分別結晶。隨 HDPE 摻入量的增多， PP 球晶的完整性下降，直至完全被插入的 HDPE 所分割，破壞成碎片。這時增強了 PP 和 HDPE 兩相界面間的相互作用，減少了 PP 晶體尺寸，從而有助于提高 PP/HDPE 共混物的韌性。 PP/EVA共混物是一種加工性、印刷性、耐應力開裂性和沖擊性優(yōu)于PP 的新型材料。 PPO 為非晶工程塑料，若將含馬來酸酐改性的 PPO 摻混入含氨基改性的 PP 中，可以改善 PP 的耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。 改善 PP 的耐沖擊性及低溫脆性的最有效措施就是將橡膠或熱塑性彈性體摻入 PP 中去，利用橡膠或彈性體微粒來吸收部分沖擊能，并作 9 為應力集中劑來誘發(fā)和抑制裂紋增長，使 PP 的脆性斷裂轉變?yōu)檠有詳嗔选? PP 與苯乙烯一丁二稀一苯乙烯嵌段共聚物 (SBS)，順丁膠 (BR)、乙一丙一二烯烴三元共聚物 (EPDM)共混，均使共混體系的沖擊強度、斷裂伸長率及脆化溫度有了大幅度的提高。 EPDM 與 PP在結構上相似，溶解度參數(shù)相近，相容性好且對 PP 的透明性損害也較少，又易進行動態(tài)硫化，因而它的改性效果較 SBS 及 EPR為好。 在 PP 中加入橡膠或熱塑性彈性體進行改性，總以降低材料剛性、強度和使用溫度作為代價。對 PP 的增強與增韌似乎成了一對難以調和的矛盾，但近年開展的 PP/彈性體 /填料的三元共混體系的研究為 PP 實現(xiàn)增強增韌改性開辟了新的天地 。 四、使用改性聚丙烯意義重大 2020 年，我國汽車產(chǎn)量為 440 多萬輛，已位居世界第四，同比增長%。據(jù)美國 ESM WerWide 報道：“ 2020 年中國汽車產(chǎn)量將超過 600 萬輛， 2020 將超過日本，躍居世界第二位”。 汽車工業(yè)的發(fā)展離不開汽車塑料化的進程，目前我國 工程塑料的自給率不足 16%。據(jù)中國工程塑料協(xié)會預測， 2020 年我國工程塑料需求增長率為 15%， 2020 年約為 10%，需求量將從 2020 年的 44萬 t 增長到 2020 年的 140 萬 t。我國汽車制造業(yè)對工程塑料需求量增長迅速，到 2020 年總用量將達到 94 萬 t（以塑料用量占汽車重量的 5%~10%計）。 PP 用于汽車工業(yè)具有較強的競爭力，但因其模量和耐熱性較低，沖擊強度較差，因此不能直接用作汽車配件，轎車中使用的均為改性 PP 產(chǎn)品，其耐熱性可由 80℃ 提高到 145℃ ~150℃ ，并能承受高溫 750~1000h 后不老化，不龜裂。據(jù)報道，日本豐田公司推出的新一代具有高取向結晶性的聚丙烯 HEHCPP 產(chǎn)品，可以作為汽車儀表板、保險杠， 比以 TPO 為原料生產(chǎn)的同類產(chǎn)品成本降低 30%，改 10 性 PP 用作汽車配件具有十分廣闊的開發(fā)前景。 項目概況 擬建地點 本項目實施地點為 山東省日照 市經(jīng)濟開發(fā)區(qū) 。 建設規(guī)模與目標 本項目總投資 元 人民幣 。項目完成后 , 將形成 日 生產(chǎn)汽車保險杠能力在 4000 件左右 的生產(chǎn)能力，達產(chǎn)年銷售收入 3億 元。 主要建設內(nèi)容 （ 1）新征土地 100畝。 （ 2）新增總建筑面積 64600m2,其中 包括： 4座主體鋼結構廠房，面積為 53890 m2 ；一座 5 層辦