燕山石化MR4025 耐辐照茂金属透明聚丙烯树脂
一维纤维填料由于其高的纤维强度，对聚丙烯力学性能的改善为明显，常用的有玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)和芳纶纤维(AF)。研究表明，玻璃纤维和芳纶纤维的超高强度、高模量和耐高温可以实现对泡孔壁的增强，同时起到传递应力与承受应力的作用，增强复合材料的刚性、熔体黏度和尺寸稳定性。同时纤维的引入也可以发挥成核作用，促进PP材料的结晶行为和发泡行为。杨春霞等通过开合模微发泡注塑成型制备GF/PP微发泡材料，研究GF含量对泡沫复合材料的发泡行为和力学性能的影响规律，随着GF含量的增加，复合材料的剪切黏度均有一定的提升，表明GF可以增强PP基体的熔体黏度，GF/PP泡沫的发泡倍率达到1.5倍，厚度方向上的孔径分布更为均匀，表明GF可以促进对孔径的细化，且经过发泡后，复合泡沫的弯曲模量比纯PP泡沫增加了103.23%，拉伸强度、模量分别增加了59.45%和54.81%。此外，GF还可以增强PP基体的热稳定性，提高复合材料的使用温度和使用寿命。赵勇等通过微孔注射成型制备了不同长度玻璃纤维增强PP微发泡材料，经过微发泡注塑后，得到的复合泡沫减重约10%，但拉伸强度对比纯PP泡沫，均表现出一定程度的下降，这归因于注射成型的过程中产生的残余玻纤。但通过优化微发泡工艺，提升残余玻纤的长度，可以明显改善材料的力学性能。
段焕德等通过挤出和密炼的方式制备纤维增强的PP微发泡复合材料，根据在基体相、增强相和气相三者共存的情况下，探讨不同纤维(GF、AF和CF)对泡孔的成型方式和终性能的影响。结果发现，添加纤维均可以改善PP材料的泡孔结构，得到的孔径减小，密度降低，且泡沫复合材料的拉伸、压缩、弯曲强度反而得到提高。其中碳纤维的改善结果佳，发泡后，PP/CF泡沫复合材料的平均孔径降低到28.97μm，泡孔密度达到8.58×106个/cm3，孔径分布距离为9.22μm，此外，碳纤维对PP泡沫的增强效果也是佳，对比纯PP材料，PP/CF复合材料的拉伸强度提高100.9%，压缩和弯曲强度分别提升80.4%和126.5%。
3. 3 二维填料改性微发泡聚丙烯
二维片层纳米材料比表面积大，在聚合物中提供较多的成核位点，是改善高分子材料力学性能常用的填料之一。张玉良等通过双螺杆挤出和超临界CO2发泡制备了石墨烯/聚丙烯发泡材料，发现石墨烯的加入可提高聚丙烯的成核性能和泡孔密度，同时还能降低体系黏度，使气泡拥有更大的生长空间。添加质量分数为1%的石墨烯，泡孔直径和泡孔密度分别达到213μm和1.1×106个/cm3，发泡倍率高达10.49倍。此外，闫文静等探究了氧化石墨烯对聚丙烯发泡性能的影响，与纯PP相比，加入氧化石墨烯后，复合材料的结晶速率有所提高，使PP的球晶尺寸和分布减少，从而降低材料的结晶度。同时，发泡性能有所提高，当填料质量分数为8%时，发泡效果佳，得到的泡孔尺寸小，约8.4μm。
3. 4 三维填料改性微发泡聚丙烯
商用产品中，出于成本考虑，会在聚丙烯中加入一些大的球形颗粒或具有不规则三维形状的填料进行增强改性，主要包括滑石粉和大玻璃微珠等无机材料以及木粉等天然材料。李振华等采用化学微发泡的方法制备PP/滑石粉泡沫复合材料，发现相对纯发泡聚丙烯而言，滑石粉质量分数为20%时，得到的聚丙烯/滑石粉泡沫复合材料孔径更加均匀、泡孔尺寸也相对降低，这是因为滑石粉的引入提升了聚丙烯的熔体强度。赵丽萍等就滑石粉含量对聚丙烯材料发泡能力和力学性能的影响展开研究，发现滑石粉含量较低时，泡沫复合材料的泡孔分布更细密均匀，孔径分布较窄，也表明滑石粉可以改善PP的发泡效果。其中含有5%质量分数滑石粉的泡沫复合材料得到的泡孔形状佳，无明显的泡孔合并和塌陷现象，且力学性能下降程度低，接近于初始PP材料。郑祥等将云母粉加入聚丙烯中发泡制备PP/云母粉泡沫复合材料，当云母粉质量分数为6%时，泡孔直径下降到27μm，缺口强度稍有下降，但总体都高于未发泡的PP材料，并且拉伸性能并无太大的下降。这归因于云母粉引入到PP基体后，形成大量粉体－基体界面，界面会出现许多低能点，可以降低气泡成核所需要克服的位垒，有利于气泡成核生长，微孔愈加致密均匀，越能减弱松弛裂纹的应力集中，同时，泡孔在形变时会吸收部分能量，以提升材料的冲击强度。李少华等发现向聚丙烯中加入硅烷偶联剂处理后的中空玻璃微珠(HGB)，孔径明显均匀，泡孔尺寸普遍下降。当HGB表面进行改性后，增加与PP基体之间的相容性，因此接触界面更加紧密，施加外力后，HGB可以与基体一起形变，增加PP/HGB泡沫复合材料的有效承载截面积，因此冲击强度、弯曲强度和压缩强度分别达到25.6kJ/m2、11.2MPa和17.6MPa，力学性能得到明显增强。木粉、竹粉等天然填料具备价廉、密度低、不易变形、易加工、安全环保易降解且可再生等优点。赵武学等制备竹粉增强的PP微发泡复合材料，研究填料含量对PP发泡能力的影响。当竹粉质量分数为7%时，泡孔直径降低，且泡孔倾向于均匀一致，无泡孔合并、塌陷现象，相对纯PP发泡材料降低约62%。木粉的加入也可以提高聚丙烯的模量和熔体黏度，防止气泡迁移和成长过快产生的泡孔合并现象，使得到的泡孔更加均匀致密。由于木粉等天然材料的热稳定性较低，付菁菁等探究发泡母粒含量对麦秸秆/PP泡沫复合材料热稳定性、发泡行为和力学强度的影响。结果表明，泡沫复合材料的发泡程度很大程度由发泡剂母粒控制，发泡剂质量分数为1%时，泡沫复合材料的分解程度高，泡孔结构均匀，基体界面稳定，综合性能较高。然而发泡剂含量过高时，过度发泡使得泡孔结构坍塌，复合材料不稳定。
