現(xiàn)代汽車中的鋰離子電池和電子元器件，如微型計(jì)算機(jī)和控制器，需要恒定的溫度才能達(dá)到最佳的性能。這些部件冷卻后產(chǎn)生的水凝結(jié)會(huì)給電子設(shè)備帶來問題。為了保持汽車內(nèi)部的最佳溫度，采取了安裝保溫材料和利用空調(diào)空氣等措施。

旭化成化學(xué)全球首次開發(fā)出了改性PPE（聚苯醚）發(fā)泡珠粒SunForce。SunForce可以通過內(nèi)部和外部的隔熱來為這些部件保持適當(dāng)?shù)臏囟取?/p>

圖1 SunForce™ mPPE-Particle and Foam

目前用于汽車內(nèi)部隔間的阻燃材料通用標(biāo)準(zhǔn)是FMVSS 302(聯(lián)邦機(jī)動(dòng)車安全標(biāo)準(zhǔn))。FMVSS 302測試材料的水平燃燒速度。然而，混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車的某些部分對(duì)阻燃性的要求卻更加嚴(yán)格。這些部件使用的材料必須符合UL-94V-1/V0(比FMVSS 302更嚴(yán)格的額定值)。SunForce是根據(jù)FMVSS 302標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的，也是UL-94V-0認(rèn)證的。

由發(fā)泡珠粒成型而獲得的發(fā)泡體比樹脂輕，作為隔熱性材料廣泛用于隔熱及緩沖領(lǐng)域。近年來已在汽車領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用于保險(xiǎn)杠沖擊吸收材料、汽車座椅芯材以及地墊加高材料等。而在電子設(shè)備領(lǐng)域，因?yàn)闆]有發(fā)泡珠粒能夠達(dá)到對(duì)樹脂所要求的UL94標(biāo)準(zhǔn)V-0級(jí)別，所以在阻燃性及耐熱性方面，沒有作為構(gòu)件的應(yīng)用進(jìn)展。

改性聚苯醚熔融粘度較低，注射成型較易，成型后不易產(chǎn)生應(yīng)力龜裂現(xiàn)象，具有耐水和耐熱性，而且價(jià)格較廉，已能和ABS樹脂競爭，可用于鋰電池有機(jī)電解液的包裝材料和箱體、底盤及精密部件等。

圖2 SunForce™ mPPE Foam

旭化成化學(xué)通過對(duì)阻燃性出色的工程塑料（改性PPEZylon）進(jìn)行改質(zhì)，并對(duì)構(gòu)成發(fā)泡珠粒的氣泡的大小實(shí)施控制，結(jié)果首次開發(fā)成功了非鹵化成分達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)V-0級(jí)別的發(fā)泡珠粒。比如，10倍發(fā)泡體在厚度達(dá)到5mm以上時(shí)可發(fā)揮出V-0級(jí)別的性能。

10倍發(fā)泡體具有負(fù)荷變形溫度（HDT）約90℃的耐熱性。超過了施加負(fù)荷時(shí)公認(rèn)耐熱性高的EPP（聚丙烯發(fā)泡珠粒）10倍發(fā)泡體的約60℃。

發(fā)泡珠粒是以細(xì)顆粒大小(約1毫米)制造的，以確保盡可能薄的壁厚可以設(shè)計(jì)成泡沫材料。因此，傳統(tǒng)泡沫難以實(shí)現(xiàn)薄壁成型，并增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的自由度。

對(duì)于SunForce材料做的產(chǎn)品推薦壁厚取決于成型產(chǎn)品的形狀和使用條件，但就珠子填充性能和成型產(chǎn)品強(qiáng)度而言，建議SunForce 7倍發(fā)泡體的厚度為4mm或4mm以上。

該材料可以通過蒸汽成型加工，與使用金屬模具注塑成型相比，需要的壓力要小得多。將珠粒填充到模具發(fā)生膨脹，并同時(shí)與來自蒸汽的熱量熔合。低壓蒸汽模塑工藝可搭配使用鋁模具，僅占鋼模具生產(chǎn)成本的10％至20％。

由于原料珠粒的粒徑較小，因此還可對(duì)具有薄壁部分的形狀進(jìn)行成型。以前發(fā)泡劑大多使用丁烷及戊烷等碳?xì)浠衔?，而SunForce的發(fā)泡劑則是具有阻燃性的無機(jī)氣體，因此加工安全性高，而且環(huán)境負(fù)荷也很小。

在電子設(shè)備方面，這種材料可用來替代排熱管及風(fēng)扇支架等內(nèi)部構(gòu)件的材料、以及PC板卡安裝架的金屬材料。

除了阻燃性，SunForce mPPE還具有優(yōu)異的隔熱性能，適用于電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力車的電池隔熱板、儀表盤和車門面板的基材，以及車身底板的芯材等。而在住宅設(shè)備領(lǐng)域，則可用于電源罩、熱水器隔熱材料等用途。

做為PPO材料市場的領(lǐng)導(dǎo)者，SABIC與中國的塑料注射成型企業(yè)上海升廣合作，成功采用SABIC的NORYL™PPO和LEXAN™結(jié)構(gòu)發(fā)泡解決方案取代了大型醫(yī)療器械中的金屬部件。

圖3 SABIC將NORYL™和LEXAN™結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料用于醫(yī)療器械

在醫(yī)療器械領(lǐng)域，金屬的替代已成為一大重要趨勢。首先，金屬會(huì)限制零部件的設(shè)計(jì)自由度，無法滿足下一代醫(yī)療器械應(yīng)用的需求。其次，金屬制成的零部件一般較重，因而在運(yùn)輸過程中造成較高的碳排放，且運(yùn)輸成本也更高。此外，金屬零部件在加工時(shí)通常需要進(jìn)行機(jī)械加工和噴漆等昂貴的二次加工。出于對(duì)醫(yī)療成本上漲和全球競爭加劇的擔(dān)憂，醫(yī)療器械OEM廠商迫切需要新型材料解決方案來控制成本，同時(shí)獲得更大的設(shè)計(jì)靈活性。

上海升廣公司總經(jīng)理助理Kevin Deng表示：由于越來越多的醫(yī)療器械廠商希望憑借先進(jìn)、創(chuàng)新的技術(shù)來在變化多端的市場中提高競爭力，SABIC的結(jié)構(gòu)發(fā)泡產(chǎn)品在眾多要求嚴(yán)苛的應(yīng)用中已逐漸成為首選材料。醫(yī)療領(lǐng)域的客戶希望獲得優(yōu)質(zhì)的解決方案，憑借廣闊的設(shè)計(jì)空間、低廉的成本、更高的生產(chǎn)效率以及出色的整體性能，這些解決方案為我們提供了更多新選擇，幫助客戶取得成功。

兩家公司的合作案例證明，SABIC的結(jié)構(gòu)發(fā)泡技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)比金屬材料更大的設(shè)計(jì)自由度，且能減輕高達(dá)50%的重量。與金屬相比，該解決方案減少了常規(guī)的二次操作工序，如機(jī)械加工和涂裝前的酸處理，因而能節(jié)省多達(dá)30%的系統(tǒng)成本。

SABIC的NORYL和LEXAN結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料不僅是金屬的理想替代品，還能突破傳統(tǒng)注塑樹脂在性能、美觀性和設(shè)計(jì)方面的局限，從而滿足醫(yī)療器械制造商的需求。使用結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料制造影像和麻醉裝置等大型醫(yī)療設(shè)備的零部件可有效減少材料在流動(dòng)性能方面的問題，避免出現(xiàn)難看的縮痕和翹曲。

NORYL結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料是一種非鹵化阻燃材料，具有比LEXAN材料更低的密度,更好的流動(dòng)性和耐化學(xué)性。憑借低蠕變和低吸水性的優(yōu)勢，它能實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。而LEXAN材料則比NORYL材料具有更高的耐熱性和沖擊強(qiáng)度，且在較低厚度下能符合UL-94V0阻燃標(biāo)準(zhǔn)。

這兩種材料能夠滿足不同零部件的要求，也可同時(shí)使用，以最大限度地替代金屬。例如，具有低密度和高尺寸穩(wěn)定性的NORYL結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料可用于設(shè)備蓋板和外殼，而LEXAN材料出色的耐久性則能使其勝任機(jī)器基座和結(jié)構(gòu)支撐等應(yīng)用。