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頭盔的生產(chǎn)過(guò)程大概可分為6個(gè)部分：殼體制作、帽芯制作、舒適層襯墊制作、其他配件、組裝、隨機(jī)抽檢。其中殼體制作中主要包括頭盔外殼和內(nèi)殼材料。頭盔內(nèi)部是緩沖層，多以EPS（可發(fā)性聚苯乙烯）或EPP（發(fā)泡聚丙烯）等材料為主，EPS比較常見(jiàn)，EPP材料是由PP改性得到，使用廣泛，EPP材料的頭盔多以高端頭盔為主。結(jié)合EPP材料在汽車輕量化方面的應(yīng)用，今天帶大家先了解EPP材料的知識(shí)。

圖1 EPP材料在頭盔緩沖層和汽車上的應(yīng)用

發(fā)泡聚丙烯方法

制備PP發(fā)泡材料，通常是在PP基體中引入大小均一的泡孔，比較常見(jiàn)的方法是在PP中加入發(fā)泡劑。根據(jù)發(fā)泡劑的不同，可以將PP發(fā)泡方法分為物理發(fā)泡法和化學(xué)發(fā)泡法，其中化學(xué)發(fā)泡劑有有放熱型吸熱型發(fā)泡劑之分。

影響發(fā)泡聚丙烯的內(nèi)在因素

1、熔體強(qiáng)度

采用普通的聚丙烯進(jìn)行發(fā)泡是很困難的，這是由于PP高分子結(jié)構(gòu)中存在晶區(qū)，熔點(diǎn)在165-170℃之間，在溫度超過(guò)熔點(diǎn)后，PP本身的粘度不夠，會(huì)使發(fā)泡產(chǎn)生的氣體四處逃散，不能有效的將氣體裹住，會(huì)形成并孔、塌孔的現(xiàn)象，從而不能形成良好的發(fā)泡產(chǎn)品。

圖2 聚丙烯熔體強(qiáng)度與溫度的關(guān)系

相對(duì)而言，高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)具有較高熔體強(qiáng)度，在加工過(guò)程中有顯著的應(yīng)變硬效應(yīng)，較普通 PP“可發(fā)性”有較大提高。市場(chǎng)上主要生產(chǎn)HMSPP 廠家有巴塞爾（Basell）和北歐化工（Borealis），具有PP發(fā)泡技術(shù)的廠家主要有Kaneka、BASF、Berstorff公司，其制備HMSPP的主要方法有共混法、直接合成法、微交聯(lián)法和射線輻射法四大類。

2、PP結(jié)晶度及晶區(qū)尺寸

剛才提到，PP屬于結(jié)晶型聚合物，有晶區(qū)和非晶區(qū)之分，其中晶區(qū)的結(jié)合能力強(qiáng)，發(fā)泡劑無(wú)法穿透，只能在PP的非晶區(qū)進(jìn)行發(fā)泡，因而會(huì)使發(fā)泡不均勻且發(fā)泡量小，無(wú)法得到泡孔均一的發(fā)泡材料。另外，晶區(qū)面積小可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸；晶區(qū)面積大不利于泡孔成核，甚至導(dǎo)致無(wú)法發(fā)泡。

除了主要因素以外，也與其他因素有關(guān)，如發(fā)泡劑、加工工藝等，內(nèi)在因素可以從這兩方面考慮：一是對(duì)PP進(jìn)行改性，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）；二是改變PP的結(jié)晶行為。

發(fā)泡PP材料制備方法

發(fā)泡是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過(guò)程，通常分為幾個(gè)階段進(jìn)行。制備的PP發(fā)泡材料方法共有四種方法：擠出發(fā)泡法、釜壓發(fā)泡法、注射發(fā)泡法及模壓發(fā)泡法。

擠出發(fā)泡法：是利用物理或化學(xué)發(fā)泡劑實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)PP發(fā)泡片材、板材、管材和棒材。

釜壓發(fā)泡法：是在PP樹(shù)脂熔融態(tài)附近，通入物理發(fā)泡劑。保壓一定時(shí)間，PP 熔體和發(fā)泡劑形成均一體系。之后，利用瞬間產(chǎn)生的壓力降或溫度變化得到發(fā)泡PP材料。

注射發(fā)泡法：是利用快速改變溫度形成 PP/發(fā)泡劑均相體系，快速加熱的同時(shí)將熔體注射到模具中。

圖3 注塑發(fā)泡泡孔圖

模壓發(fā)泡法：是將模具設(shè)備溫度升至一定的發(fā)泡溫度，放入PP模具進(jìn)行合模。待到 PP升至發(fā)泡溫度，向模具注入物理發(fā)泡劑或化學(xué)發(fā)泡劑，然后保壓使發(fā)泡劑在熔體中進(jìn)行擴(kuò)散。隨后通過(guò)開(kāi)模瞬間形成壓力降，得到發(fā)泡制品。