聚丙烯(PP)泡沫塑料具有良好的热稳定性(最高使用温度达130℃，而聚苯乙烯仅为80℃)，良好的耐应力开裂性能及高温下制品的尺寸稳定性，较高的韧性以及较高的拉伸强度和抗冲击强度，适宜和柔顺的表面，优异的微波适应性。另外，由于PP分子上存在一个甲基，其化学性质决定了PP泡沫塑料本身的降解性能将明显优于其它发泡材料。所有这些特点使得PP泡沫塑料在汽车、包装、日用和结构材料等各个领域具有优越性。

    然而，PP具有较高的结晶倾向和柔软的长链大分子结构，其软化点和熔点很接近，使得PP的韧性差、熔体强度低导致其热成型性、发泡性能很差。人们采用各种方法对PP进行改进，目前主要采用的方法有：直接使用高熔体强度PP、化学交联、共混/填充改性。

    1  聚丙烯泡沫塑料树脂的研究

    1.1   高熔体强度聚丙烯(HMSPP)树脂

    使聚丙烯具有良好的发泡性能最直接的方法是使用HMSPP作为发泡材料。比利时Montell公司最早开发出了这种HMSPP并已实现工业化，该公司生产的Profax-F814树脂具有比普通线性PP高出9倍的熔体强度(见表1)。此外，Chisso Amefi-ca、埃克森美孚等公司也开发了不同牌号的HMSPP产品。我国近年才开始这方面的研究，至今只有北京化工研究院和扬子石化研究院成功研制了HM-SPP，但是成本较高，不利于工业化。

    表1  HMSPP与普通PP的性能比较

    1.2  化学交联提高PP树脂熔体强度

    由于我国高熔体强度PP的生产还是空白，为增力D熔体强度，国内在PP发泡方面的研究主要集中在化学交联上。

    二十一世纪初，George Kotzev用叔丁基过氧化物己烷和对苯二酚作交联剂和交联助剂，对LDPE/PP共混物进行交联反应注射成型，制得的交联发泡样品的泡孔分布均匀、大部分是球形结构。研究表明，当对苯二酚含量过多或过少时，分子降解严重，黏度低，使泡孔合并增加，泡孔形状不规则，且分布不均匀。

    华北工学院李迎春等人以过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂，二乙烯基苯为助交联剂，使PP树脂在发泡之前交联，利用压制成型的方法制取了泡孔均匀、细密的板材。四川大学的孙洲渝用DCP与乙烯类化合物作为交联剂和助交联剂、双氰胺改性偶氮二甲酰胺为发泡剂，制备了可发性微孔PP注射粒料。北京化工大学徐志娟等人介绍了一步法交联PP挤出发泡成型技术。将混有发泡剂、交联剂和其它助剂的PP在挤出机内进行塑化，使PP发生适度的交联反应，通过工艺条件的控制，经挤出机挤出后在机头口模出口处发泡，得到满足一定要求的发泡制品，实现了一步法交联PP挤出发泡成型。

    1.3  普通PI'树脂的共,lid填充改性

    除了以上两种获得高熔体强度PP的途径外，还可以通过共混或复合填充的方式来改善PP的发泡性能。目前共混改性当中研究较多的是PE/PP体系，PP和PE都为结晶度较高的聚合物。温度升高时，邢熔点低先融化，PP后融化，使共混物的融程变宽，同时PE的熔体强度高于PP，因而可改进体系的熔体强度，发泡性能得到改善。

    LeeP.C等利用PP和PE的结晶温度显著不同的特点，采用超临界C02发泡技术对具有不均匀熔体的PP/LDPE共混体系发泡制得具有开孔结构的泡沫塑料。SusanE等在对HDPE/PP体系的发泡和力学性能研究中发现，HDPE(30%)分散在PP中会降低体系中PP的球晶尺寸并破坏PP结晶的规整性。此体系用CO₂饱和后，在175℃下发泡30s，可以得到高质量的泡孔结构，作者认为这与两相界面作用力弱，导致气泡在相界面成核有关。

    青岛大学高分子材料研究所采用反应型螺杆挤出机，以不饱和烯烃作为交联助剂，一步法实现PP与LDPE的共混、接枝与交联，制得了具有高熔体强度的发泡用聚丙烯。

    PP/木粉复合体系作为木材的优良替代品，已受到越来越多的重视，而发泡的PP/木粉复合材料比未发泡的密度更小，更接近于真实的木材。Avn-drzejK等对木粉(30%)填充的PP材料的注射成型发泡进行了报道，研究了包括发泡剂种类对泡孑L-直径和其多分散性的影响；发泡对制品表面粗糙度的影响以及不同熔体指数PP的影响等。

    南京航空航天大学的杨继年”等人对短纤维(碳纤维和玻璃纤维)混杂增强PP复合泡沫材料力学性能进行了研究。加入混杂短纤维能有效增加PP的熔体强度，获得孔径较小且均一的类球形闭孔PP泡沫塑料。提高了材料的强度和模量，且增强效果高于单一纤维。加入纤维的总量一定时，短纤维的质量比控制了PP的发泡效果和纤维的分布状况，进而控制了材料的力学性能。当纤维总含量为15%且SGF：SCF为1：1时，材料的抗弯强度和抗压强度最高；为3：1时，材料的冲击韧性和压缩模量达到最大值。

    2  聚丙烯泡沫塑料的应用

    2.1汽车零部件

    PP发泡材料的一个特别重要的应用领域是汽车工业领域，如制造汽车保险杠、汽车车门防震芯、仪表盘等。而且由于PP与其它材料的共混性好、性价比高以及质量轻等因素，PP发泡材料在汽车市场的需求增长很快，许多著名汽车制造商都看好PP部件。美国已开始生产用于汽车保险杠的PP珠粒发泡材料。日本StyrenPaper公司生产的非交联发泡保险杠已被丰田公司采用，该保险杠具有良好的耐热性、尺寸稳定性，以及吸收冲击能量大、质轻、易回收的特性。法国标致公司已为其306型车配备了PP保险杠系统。采用pp'发泡材料制作的保险杠芯材比PU保险杠芯材轻40%-50%，且吸能性高；两者的耐冲击力保持相等，但PU受5次冲击后被破坏，而PP受7次冲击后无破损。根据中国汽车工业的发展规划，2010年国产汽车的产量将达到500万-600万辆。随着现代汽车轻量化、节能型的发展趋势，发泡PP可望得到连续稳定的增长。

    2.2  隔热材料

    发泡PE能耐70-80℃，发泡PS能耐80℃，而发泡PP能耐130℃。由于这个特点，PP发泡材料可用来制造超过100℃条件下的隔热材料。国外广泛用其替代PS、PE发泡片材耐热性达不到要求的场合，如用于90-120℃热载体循环蓄电池的隔热材料、发动机和车间的隔热材料等。随着太阳能加热系统的进一步普及，这种发泡PP材料可望得到相当大的应用。此外，蒸汽管和空调管的隔热材料也正研究使用发泡PP材料。有数据表明，今后我国的绝热材料的年增长率将在10%以上，预计到2010年用于隔热的泡沫塑料将达15万t。

    2.3  包装材料

    包装用PP发泡片材比实芯片材轻50%以上，并具有实芯片材的大部分机械性能，可直接回收、质地柔软不会损伤被包装物表面，可用做电器、计算机、照相机等物品的包装材料，以及玻璃器皿、精密制件、易损件的贴身包装。又由于PP发泡材料的可降解性能优于PE、PS发泡材料，在阳光下15d左右可老化降解，碎化成粉粒状，故可用作一次性餐具。这一领域的应用近年来在美国、日本等发达国家的市场上已出现并有进一步发展的趋势。在我国，一次性餐具若有一半采用PP发泡材料代替，则需要PP发泡材料15万t以上。

    2.4  在其它方面的应用

    中心发泡、表面光滑的PP结构发泡板(简称CD板)用作建筑模板，不吸水，不黏水泥，透气性好，深得国外建筑部门的喜爱，可以反复使用50次，寿命是胶合板的10倍，使用后可以回收，没有废弃物，不会对环境造成污染，称得上是“绿色产品”。澳大利亚曾专门生产CD板为其奥运会场馆建设提供模板。PP结构低发泡板材还可用作塑料野营房的门板、墙板和屋面板等。亦可加工成隔音材料、绝热材料以及工具的柄，还可用来制造船浆、防倾板、及轻便转向舵，最近制鞋行业采用低发泡PP代替PU作凉鞋、拖鞋的鞋底及鞋面材料。

    3  结语

    聚丙烯泡沫塑料所具有的独特力学性能和优异的耐热性，使它具有广阔的应用前景和实用价值，在生产汽车零部件、隔热材料、包装材料等方面显示出巨大的市场和应用前景，可弥补PU、PS等发泡材料的不足。随着科技的不断发展，聚丙烯泡沫塑料制品将会广泛应用于人类生活的各个方面。