聚丙烯是一种性能优良的通用热塑性树脂，具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点，在汽车、家用电器、电子、包装及建材家具等行业被广泛应用。近年来，成为合成树脂中增长速度最快、新产品开发最为活跃的品种之一。聚丙烯热成型专用料的消费需求正在快速增加。

热成型基本原理和特点

热成型是以热塑性塑料片材为成型对象的二次成型技术，主要包括真空成型、压力成型、模塞辅助成型及它们的组合，即通过加热热塑性片材使其软化后采用压力(真空或正压)使热塑性塑料片材作用于模具表面，冷却定型，从而得到所需形状的制品。

热成型过程对应的两个形变区域

热成型的过程包括片材加热和制品成型两个阶段，如上图所示，两者均对最终的热成型制品性能有很大的影响。一般情况下，片材加热软化或熔融后，由于自身重力作用会发生一定程度的熔垂变形，该形变的应变速率通常在小于0.01 s-1范围；当预热好的片材进人成型工位后，在外力(压力或机械力)作用下快速进人模具腔成型，此时的应变速率通常在0.1-10 s-1范围；不同材料在上述两个形变速率区域的应力-应变速率-温度关系，直接关系到热成型加工窗口的宽度及最终制品的性能。

热塑性树脂原则上都可用于热成型，根据树脂的结晶性能可进一步分为部分结晶和无定形两大类。下图为典型无定形聚合物PS和半结晶聚合物PP的热成型窗口示意图。

典型部分结晶和无定型树脂热成型加工窗口对比示意图

无定形聚合物，如PS、ABS、APET、PVC、PMMA 和PC等，在加热软化后通常弹性模量对温度的变化不敏感，存在一个模量平台区，在较宽的温度范围内能满足热成型压力需求，因此无定形热塑性树脂在热成型中获得非常广泛的应用。而半结晶聚合物，如PP、PET、PA等通常在熔融之前模量较高，而熔融后模量急剧下降。对热成型而言，模量过高或过低都会导致成型困难，比如模量过高，普通成型压力下无法成型或难以实现细节复制和复杂结构成型；模量过低易发生熔垂，厚度不均，甚至破裂等。模量对温度过于敏感，导致过窄的成型窗口，使片材温度难以控制，并引起制品质量不稳定。

因此，半结晶聚合物的热成型对聚合物结构性能、成型设备和技术的要求更高，应用也受到一定的限制。半结晶聚合物中聚乙烯较为特殊，通常其熔体弹性较高且对温度敏感性较低，成型窗口较宽，在热成型中得到广泛应用。

近年来随着热成型工艺和设备的不断改进以及针对热成型的计算机模拟技术的提高，工业化热成型工艺在更短的加工周期、更低的制模成本前提下，获得的热成型部件与注塑件具有相同的质量效果，使热成型工艺已经成为注塑工艺的竞争性解决方案。与注射成型工艺比较，热成型工艺的优势和不足如表1所示。

影响聚丙烯热成型制品透明度的因素

原料和配方的影响

1均聚聚丙烯原料的影响

用于聚丙烯片材和热成型制品的原料通常为低熔指拉丝级的均聚PP原料，包括常用的T30S(T03H），L5E89, S1003等。但是不同厂家的拉丝PP原料的等规度控制不一样，因此导致原料的透明性和刚性不一样，从而影响产品的透明性。等规度低的PP原料通常会透明性更高，但同时也会偏软一些。

2无规共聚高透明PP原料

无规共聚高透明PP原料由于含一定的乙烯共聚合，因此本身具有非常高的透明性和光泽度，有一定的客户会在配方中混合均聚PP原料和高透明PP原料以提高产品的透明性和光泽度，制备高透明杯子。不同厂家的无规共聚高透明PP原料本身乙烯含量和透明剂类型和含量有差异，因此用不同的高透明PP原料和均聚PP料混合的产品透明性和光泽性也会有影响。

3增韧剂的影响

在PP热成型和吸塑制品中，比较多的客户会添加增韧剂以降低破杯率，或者改善低温存储性能，目前适用于PP低温增韧的增韧剂有很多种（PE/威达美/POE)，但是有相当多的增韧剂会影响透明性。尤其是在耐低温要求高，增韧剂添加量比较高的情况，这时就需要选择合适的增韧剂产品，以尽量避免对产品的透明性产生负面影响。

4透明剂和透明母粒的选择

市场上有非常多的聚丙烯透明剂，每种透明剂有存在效果和价格的差异，包括分散的难易程度和合适的添加量，以及增透效果的差异。同时由于挤出片材机通常都是单螺杆挤出机，因此剪切和分散能力不强，使用粉末透明剂时，有可能无法分散。影响产品的最终透明性。在制备高透明高光泽的热成型制品时，需要选择合适的透明剂和透明母粒。

5边角料的影响

热成型和吸塑厂家通常都会掺混一定比例的边角料，在客户生产高透明产品的时候，如果边角料里面有影响透明性一些组分（不适当的增韧剂，透明剂，杂质等），将会影响到片材的质量和透明性， 从而最终影响制品的透明性。因此需要客户在生产环节加以管控，尽量将普通的边角料和高透的边角料区分开。

生产工艺的影响

1挤出温度的影响

片材挤出的温度设定会对PP产品的结晶行为和片材表面缺陷产生影响，同时也会对增韧剂，透明剂和其他组分在片材中的分散产生影响，从而影响到片材的透明性和最终制品的透明性。

2挤出速度的影响

挤出速度对片材和制品的影响和挤出温度的影响类似，同样也是会影响其他组分的分散性，以及PP片材的结晶行为和表面缺陷，从而影响最终制品的透明性。挤出速率太高，则三辊冷却跟不上，从而导致PP片材的结晶度增加，片材透明性下降。同时，挤出速率太快将容易在PP片材表面出现麻点，这些麻点将继续残余在制品表面，从而影响制品的透明性。

3三辊冷却的影响

三辊的温度设定主要是影响PP片材的结晶行为，从而影响制品的透明性，三辊温度高，这PP片材的结晶度高，容易形成大的晶体，从而降低透明性。

4热压成型温度的影响

热成型温度对最终PP热成型制品的透明性也会有一定影响，需要在一个合理的范围内，热成型温度太高将导致产品发雾，产品透明性和光泽性下降。温度太低导致产品成型不满。PP制品的成型温度区间非常窄，只有几度的范围。

模具和拉伸头的影响

1拉伸头的影响

拉伸头材料在热成型制品中具有非常重要的作用，拉伸头的材料的选择，形状的设计和表面光洁度都会对产品的壁厚分布，拉伸纹的高度和深浅产生影响，从而对产品的透明性产生影响。

2模具的影响

模具的设计，抛光和冷却情况会影响到PP制品表面的光洁度，以及PP材料的结晶，从而影响终端制品的透明性和光亮度。