■資料來源：plasticstoday
前言
當前射出行業內主要有兩種常見技術，化學發泡與物理發泡。結合不同的技術與不同等級的發泡材料可以達到低至0.3 g/cm3 的密度水平。
該技術的好處包括：不需要昂貴的資本投資，因為它可以用於現有的機器；降低壓力要求意味著降低運行泡沫組件成本和更低的夾緊力可以使生產使用更小的機器，延長模具使用壽命；泡沫膨脹能夠膨脹到難以填充的薄壁區域，順利填充困難的模具，能避免出現凹痕或空洞；由於更快的冷卻，縮短了循環時間。
目前此技術已較為成熟，被應用於汽車、航空航太、建築和其他對輕質材料具有需求相關行業，若結合專業的發泡等級材料與設備，將有機會創造更多減重可能性。
Kraiburg TPE
Kraiburg 推出全球首款輕質TPE，其開發特點是能夠在不使用泡沫的情况下生產密度非常低的熱塑性彈性體(TPE)。一般TPE 會使用到滑石粉作為填料以降低密度，而新型Thermolast 牌號結合了3M 提供的玻璃氣泡，密度在0.7 到0.9 g/cm3 之間。新材料的目標應用包括汽車製造，電動工具和各種其他應用領域所需的極輕型組件等三條新產品線，可以生產密度非常低的TPE。
為了進一步減少車輛的二氧化碳排放並提高燃油經濟性和新車型的適用範圍，汽車製造商一直在尋求極其輕巧的解決方案，特別是對於車內和車上未懸掛彈簧的重量。但是，更輕的重量和增加的移動性對於其他領域產品的市場成功也起著決定性作用，例如電動工具、航空、無人機、紡織品以及運動、休閒和戶外用品。
因此，經常使用包括TPE 在內的可膨脹材料，但是它們需要嚴格的過程控制程序才能獲得均勻的表面質量而沒有表面起伏。相比之下，Kraiburg TPE 的玻璃氣泡基複合材料可以生產極輕的薄壁模製品，該模製品具有出色的表面並能夠承受機械載荷。
微小的中空玻璃氣泡由不溶於水的化學穩定的硼矽酸鹽玻璃製成。它們均勻地分散在TPE 基質中，有助於提高尺寸穩定性。
新型輕質TPE 可以使用成熟的射出機和擠出機經濟高效地進行處理。除了顯著減輕重量和非常均勻的表面外，它們還提供出色的壓縮永久變形值。生產廢料可以直接回收。
克萊堡TPE 最初提供三種特定系列的世界上首款此類
TPE：
- Thermolast K LW / UV（輕質+ 抗紫外線），專門用於外部車輛部件。
Thermolast K LW / CS / UV（輕質+ 增加壓縮永久變形+UV 穩定性），具有出色的回彈性和對聚丙烯的黏附力，這使得該產品系列特別適合各種密封應用。
- Thermolast K LW / PA（ 輕質+ 對聚醯胺的附著力），也具有HB 不燃性等級（符合UL94）；例如，電動工具的理想選擇。
早前3M 玻璃泡已作為各種「硬」熱塑性塑料中的減重填料通過了試驗和測試，目前是首次在TPE 中使用此新型輕質技術，可開發出具備輕質結構和質量要求的配方，為TPE 的商業應用打開了全新的市場。目前三款新的Thermolast K 輕量化系列產品現已在全球發售。
圖1：發泡成型產品截面圖2：發泡成型產品
圖3：玻璃泡（左）和滑石粉（右）
圖4：泡沫PP 包裝片材
ExxonMobil EPP
埃克森美孚(ExxonMobil) 推出了一種新的可發泡聚丙烯(PP) 級產品，該產品可輕鬆、經濟地進行加工，並且適用於大批量應用，包括食品和飲料包裝、工業包裝、建築產品和汽車零件。Achieve Advanced PP6302E1 是高熔體強度(HMS) 等級，與標準HMSPP 泡沫相比，可將產品剛性提高多達30％，可顯著降低成本。
從歷史上看，泡沫塑料的應用主要是非晶態聚合物，例如聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU) 和聚氯乙烯(PVC)。
發泡聚丙烯是相對較新的技術，僅在20 年前才被引入，由於成本較高以至於未獲得太大的商業吸引力。但在早前瑞典、荷蘭、德國和丹麥的環境官員已宣布：根據歐洲化學法規框架計劃將限制所有PFAS 化合物。這一計劃宣布前一天，一份文件列出了到2030年逐步淘汰大部分全氟和多氟烷烴化合物(PFAS) 的計劃文件被提交給歐盟委員會，一周前，歐盟委員會建議為所有PFAS 種類的化學品制定一個飲用水標準。
近期更隨著麥當勞、漢堡王及Wendy’s 等主要快餐店的食品包裝中，發現有毒物質PFAS（全氟烷基和多氟烷基物質）被報導出，可能會對人體健康造成影響。20 年8 月初，美國食藥監局宣布，已經與三大食品包裝生產商達成協議，以逐步淘汰PFAS。PS 泡沫（伴隨VOC 和單體問題）以及基於紙和紙板的耐油脂包裝（例如可能包裹有全氟烷基物質和多氟烷基物質(PFAS) 的快餐包裝紙）受到的監管越來越多，輕質泡沫PP 被認為是可行的替代品之一。
埃克森美孚公司新型Achieve Advanced PP6302E1 的使用價值，體現於客戶可以利用其挑戰現實，大大提高了在大批量應用中生產輕質泡沫PP 部件的可能性。
據報導，新的PP 等級可以通過多種方式提供使用價值，從而消除了更多生產商的顧慮與取捨，並為可持續發泡的PP 零件設定了新的標準。例如，它可以在現有的PS 泡沫生產線上使用各種發泡劑進行處理，在提供產品完整性的同時減少材料使用量，進一步達到減重目的，並且可以在存在適當收集和回收設施的社區中進行回收。隨著法規和可持續性目標及偏好的變化，食品包裝行業正經歷著從PS 到PP 的轉變，並且這一趨勢有望繼續。
在食品和飲料包裝中，例如肉盤、可微波加熱的碗/ 餐/ 托盤、翻蓋和杯子，Achieve Advanced PP6302E1 具有堅固性和價格適中的特點。即使在高溫應用中（例如在微波爐和洗碗機中），它也具有絕緣性能，持久的耐油脂性和防潮性。包裝可在運輸過程中保持產品內容溫度，並可以觸摸到舒適的表面。
此外，微波性能的耐熱性仍然是一種趨勢。關鍵差異因素使PP 成為比PS 更有吸引力的選擇。在工業包裝（例如盒子、分隔器和薄片）中，AchieveAdvanced PP6302E1 具有韌性、溫度穩定性、防潮性和耐化學性，以及輕巧的安裝性。堅固耐用的包裝可以重複使用，非常適合替換瓦楞紙，以保護有價值的產品。
在建築產品（例如絕緣和混凝土接頭）中，Achieve Advanced PP6302E1 具有耐用性和靈活性，易於安裝。該產品在很寬的溫度範圍內均具有熱穩定性，並具有防潮性，以保持尺寸穩定性。隔音和隔熱性能創造了更加節能和舒適的環境。
在汽車零件（例如車頂蓋內襯、風道、地板襯裏）中，Achieve Advanced PP6302E1 具有很高的剛度，可以使汽車製造商在保持性能的同時減輕重量並提高燃油效率。泡沫結構還可以提供諸如隔熱和消聲等優點，以提供更舒適的乘坐體驗。
結論：輕量化是未來趨勢
近年來，由於環境問題、政府法規和消費者需求，汽車、航空航太、建築和其他相關行業對輕質材料的需求顯著增加。迄今為止，減輕重量的主要來源是金屬替代品，但這些機會正變得越來越少見。因此，工業正在尋找減輕重量的新方法，認識到許多小量的減重或多個部件可以構成一個大的整體以減少重量。到目前為止，熱塑性彈性體行業一直專注於將發泡作為輕量化的解決方案，本文介紹2 種新型可發泡類材料，當它們結合在合適的應用場合時，不僅可以減輕重量，還可以節省成本和提高機械效益。■
參考資料
[1].https://www.plasticstoday.com/materials/foamable-ppaffordable-easy-processing-solution-automotive-packaging
[2].https://www.plasticstoday.com/materials/glass-bubbleslightweight-new-tpe-compounds
[3].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1674617162165275485
[4].https://bao.hvacr.cn/201912_2085370.html
