粉对汽车内饰用改性聚丙烯材料性能的影响
摘要：近年来，随着汽车工业的迅速发展，汽车塑料及其复合材料越来越多地被人们接受和使用，约占汽车总质量的20%，自行车消费约300公斤。其中，聚丙烯(PP)由于其耐热性、刚性、耐化学性、可回收性、降低汽车质量和生产成本的能力以及良好的处理性能和可塑性，广泛应用于汽车的内外零件。
关键词：改性聚丙烯;粉;力学性能;热老化性能，TVOC
引言
为了改善车辆内空气质量以保护消费者健康，按照国家环境保护标准《旅游车辆内空气质量评估准则》对挥发性有机化合物总量进行了限制。TVOC是用tenaxgc或tenaxta取样的非极性谱列(极性指数小于10)中挥发性有机化合物的总和，保存时间介于正和正之间。改性聚丙烯含量是全车辆TVOC的主要来源之一，已成为车辆安全和环境保护的重要指标。粉由于其成分的多样性对TVOC的影响有待进一步验证
1实验部分
1.1主要原料
聚丙烯共聚物(PP01)，BX3500，韩国SK公司；聚丙烯(P02)，M1200HS，石化有限公司；滑石粉，Ultra5L，aihai-imi；反氧剂1，1010，台湾双键化工股份有限公司;抗氧剂2，168，台湾双键化工股份有限公司;光稳定剂，5580，烟台新秀化学有限公司;刮擦助剂，306，成都思立可科技有限公司;炭黑，PE2718，美国卡博特公司;青粉，5012，法国好得利公司;酞青蓝粉，K7096，德国巴斯夫公司。
1.2主要仪器和设备
内饰改
平行双螺杆挤出机，STS－35，科倍隆科亚(南京)机械有限公司;注塑机，CJ80M3V，震德集团公司;GCMS－QP2020，LC－20AT，日本岛津。
1.3改性聚丙烯复合材料的制备
本实验采用不同比例的原料制备易于焊接、耐油氧指数高的改性聚丙烯复合材料。制备改性聚丙烯复合材料的主要方法如下:(1)根据分布比，将聚丙烯、氯化聚乙烯和配筋剂添加到高速搅拌机中，在800-1500r/min以下混合3-10分钟，然后添加配伍剂、抗氧化剂和辅助剂，
(2)将混合材料添加到双螺杆挤出机的主进料孔中，将填充材料添加到双螺杆挤出机的侧面进料孔中，在氮气或其他惰性气体的保护下熔化和混合，然后通过双螺杆挤出机加压，制造颗粒，得到聚丙烯复合材料。双螺杆挤出机为双真空，其螺杆长径比为（40～50）∶1。螺杆转速为200～500r/min，双螺杆挤出机的温度为190～230℃。双螺杆挤出机温度：一区温度170～225℃；二区温度170～225℃；三区温度170～225℃；四区温度170～225℃；五区温度170～225℃；六区温度170～225℃；七区温度170～225℃；八区温度170～225℃；机头温度170～225℃；停留时间：2～3min。熔体压力：3.0～4.0MPa，真空度：-0.03～-0.06MPa。
1.3性能测试与表征
密度是按照iso1183—2012非泡沫密度测量的，且为23℃。采用iso527—2012后的测试温度≤c和50mm/min测试速度测量拉伸强度和模量，以获得塑料拉伸性能。弯曲力和模量根据iso178—2019进行测试。确定测试速度为2mm/min且范围为64mm的23℃下塑料的弯曲性能。在测量iso179-1/1a-2010点支撑的冲击强度后，在试验温度23℃下对滑块的间隙强度进行了检查。根据smtc5400014—2015车辆内塑料部件的摩擦试验计划对摩擦性能进行
了测试。热氧老化试验:将注射板放入干燥机-实现加热温度150℃、加热时间400~1000h的机柜，并评估热老化后试样外观的变化。TVOC检测方法：采用气相谱法-热解吸/GC-FID法。检测过程：活化后的TENAX采样管连接大气采样仪、采样高度在0.5m至1.5m，采样1至10L气体，由CMA实验室通过气相谱仪分析TENAX采样管，得出TVOC指标。
2结果分析
2.1粉对再生与原生聚酯纤维特性的影响
原生与再生聚酯SEM可知，原生聚酯和再生聚酯截面无明显区别，均呈不规则形状；表面均有部分凸起的颗粒，再生聚酯表面凸起颗粒多于原生聚酯，原因主要是再生聚酯的生产原料为废旧聚酯产品，不仅含有染料等无机物质，同时夹杂其他外界的无机杂质，在再生产过程中会发生团聚形成粒径较大的颗粒状物质。再生与原生聚酯XRD光谱二者基本相似，在2θ为17．7°、22．6°、25．4°附近出现明显的衍射峰，说明二者主要以结晶结构为主，且对应PET的（010）、（110）、（100）晶面的衍射峰。经过计算得出，再生聚酯与原生聚酯的结晶度分别为40．99％和44．11％，再生聚酯略小于原生聚酯，这是由于废旧聚酯原料在熔融过程中发生降解，使得分子链的规整性相对变差。多数粉是天然的无
机颜料并未在聚酯原料的生产过程中发生降解，故对再生与原生聚酯纤维特性的影响
2.2粉对不同秸秆纤维含量聚丙烯材料的力学性能的影响
随着秸秆纤维的添加量增大，材料的各项力学性能指标呈现出先增大后减弱的趋势，拉伸强度、弯曲强度及冲击强度均在B2、B3（分别对应秸秆纤维质量分数中的5%、10%）时达到最大值。加入粉后，复合材料的泡孔分布均匀，密度较大，泡孔孔径较小，表明秸秆纤维对复合材料的发泡具有促进作用。但泡孔并非只存在于秸秆周围，说明秸秆纤维对于泡孔形核有一定的作用，但并非完全是形核作用。在现实应用中粉添加量仅占1‰不到，因此粉对聚丙烯复合材料力学性能影响可忽略不计。
2.3粉对材料热氧老化性能的影响
试验温度为400小时、600小时、700小时、800小时。该实验取决于材料的外观，如果存在局部老化(裂纹和粉末)或可能的冷却，可以认为材料的氧无效。对于相同量的彩粉末，青粉末系统材料中热氧的性能优于蓝绿粉末系统材料中热氧的性能。试用期800h时，青粉末系统的材料会根据粉末的量老化，蓝图系统以前的材料提前100~200h，颜变化
剧烈。这些差异与两种粉的耐热性有关，无机青粉的耐热性最高可达400℃，蓝有机绿粉的耐热性最高可达250℃。
3结论
（1）从整体来看，温度点相同，取样量对塑料材质的气味评价有影响，但影响不大，各个评价值的占比都不一样，但对修约后的评价值并无影响，这也说明了温度对汽车内饰塑料材料的挥发比取样量的贡献大。（2）从整体来看，取样量相同，温度越高，塑料材质气味评价均值、修约后的评价值均也明显增高，同时也说明了高温有利于挥发物质的释放，这些挥发的物质对气味值具有一定的贡献。（3）在湿态实验中，取样量虽然不同，但是23℃的气味值主要集中在2.0级-2.5级，40℃的气味值主要集中在2.5级-3.0级。（4）由在干态实验中，80℃的气味值主要集中在3.0级-3.5级，取样量越大评价值为3.0级占比就越小，而评价值为3.5级占比就越大。
结束语
经过大量的数据摸底分析可知，汽车内饰塑料材质的温度和取样量均会影响塑料的气味强
度，而温度的贡献更大一些，当前，塑料材质在汽车的内饰中应用越来越广泛，具有广阔的发展前景，要提高汽车乘用车内的空气质量，加强内饰塑料在高温条件下的稳定性也是很有必要的。粉因其无机物属性及实际应用中添加量占比极低，对汽车内饰用改性聚丙烯材料力学性能、耐热老化性能、TVOC性能的影响有限，按照汽车内饰材料性能评价标准看可忽略不计。
参考文献
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