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PBAT全名為聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯叨吮，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡(jiǎn)寫(xiě)辆布，即其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：從其化學(xué)結(jié)構(gòu)式可知：PBAT 是己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)的特性茶鉴，既有較好的力學(xué)性能锋玲，又有較高的延展性和斷裂伸長(zhǎng)率，還具有優(yōu)良的生物降解性涵叮，是一種全生物可降解塑料惭蹂。生物可降解塑料是在土壤、沙土等自然條件下割粮，與微生物淵（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳盾碗、水等小分子或低分子化合物的塑料。降解塑料主要分為光降解塑料穆刻、生物降解塑料堯置尔、光生物降解塑料。光降解塑料需要充足的光照才能降解氢伟，給生產(chǎn)帶來(lái)了很大局限性榜轿，所以光降解塑料的推廣并不好。生物降解塑料品種已經(jīng)有幾十種朵锣，可批量生產(chǎn)和工業(yè)化生產(chǎn)的品種主要有：微生物發(fā)酵合成的聚羥基脂肪酸酯谬盐，化學(xué)合成的聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯诚些、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)飞傀、脂肪族/芳香族共聚酯、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)诬烹、聚乙烯醇(PVA)等砸烦、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等绞吁。PBAT操作特點(diǎn)：(1)為了減少 BDO 的副反應(yīng)發(fā)生幢痘，減少 THF的生成，降低原料消耗家破，整個(gè)酯化反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行颜说，降低了酯化反應(yīng)溫度购岗；同時(shí)也降低了能耗。(2)由于原料的活性較低問(wèn)題门粪，采用了高性能催化劑喊积；由于此催化劑的易水解失活的特性，由原來(lái)傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式玄妈，改為液面下加入乾吻，解決了以上問(wèn)題。(3)在縮聚過(guò)程中措近，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中溶弟，造成系統(tǒng)堵塞。為此瞭郑，在氣相管道上設(shè)置旋風(fēng)分離收集系統(tǒng)辜御，將生成的低聚物通過(guò)旋風(fēng)分離器收集捕捉，其尾氣進(jìn)入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)屈张。(4)酯化反應(yīng)過(guò)程中擒权，雖然可以降低副反應(yīng)發(fā)生的程度，但在酯化反應(yīng)中還是不可避免的有THF 和水阁谆。由于 THF 屬于低毒性碳抄，但是其高濃度易對(duì)人體危害很大，如果直接排放至污水處理场绿，將會(huì)對(duì)污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生危害剖效。為解決這一問(wèn)題，設(shè)置了 THF 回收裝置焰盗。將 THF 與水進(jìn)行分離處理璧尸，經(jīng)過(guò)回收裝置處理后，其 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到 99.95%以上熬拒，可用于直接銷售爷光。廢水中 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 0.05%左右，將廢水送至汽提塔進(jìn)行汽提澎粟，提取出其中的 THF 及其他有機(jī)物蛀序，通過(guò)管道送至燃?xì)忮仩t燃燒。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低活烙，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒徐裸，易造成黏結(jié)、纏刀啸盏，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)重贺。為此，采用水下模頭切粒的方式，通過(guò)水下輸送管道的長(zhǎng)短和切粒水的溫度來(lái)控制切片粒子的成型和結(jié)晶程度檬姥；同時(shí)由于 PBAT 易降解的特性，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進(jìn)行干燥粉怕，然后沖氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)和包裝健民。(6)針對(duì) PBAT 的特性，分子鏈增長(zhǎng)難贫贝、黏度高秉犹、流動(dòng)性差等特點(diǎn)侠仇，惠通公司采用惠通獨(dú)家專利技術(shù)的立式液相增黏釜血公，可使物料的動(dòng)力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上笔诵、分子鏈隨之增長(zhǎng)克蚂，同時(shí)由于黏度很高齐遵，需采用螺桿出料的方式來(lái)保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性谁鳍。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過(guò)程中戈锻，有 THF 蒸汽產(chǎn)生宝鼓，為此在縮聚裝置內(nèi)局部地區(qū)設(shè)置了軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)裝置通風(fēng)能力也搓，同時(shí)還設(shè)置可燃有害氣體檢測(cè)和報(bào)警裝置赏廓，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)個(gè)人防護(hù)面具和呼吸器等安全裝備；THF 回收裝置采取全敞開(kāi)式混凝土框架結(jié)構(gòu)傍妒，使有害氣體不易積聚幔摸。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料，可以降低石油資源消耗颤练，緩解“白色污染”既忆，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前全球 PBAT 市場(chǎng)需求旺盛嗦玖，由于 PBAT 價(jià)格較高患雇，而我國(guó)具備良好的原料生產(chǎn)條件。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口踏揣，行業(yè)集中度高庆亡，潛在市場(chǎng)大，產(chǎn)業(yè)化前景好捞稿。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展又谋，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來(lái)越多的汽車零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件娱局。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史彰亥，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，塑料飾件的大量應(yīng)用衰齐，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能任斋，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小耻涛、性價(jià)比高废酷、具有優(yōu)異的耐熱性能瘟檩、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性澈蟆、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用墨辛。近來(lái)更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢(shì)。由于高性能基礎(chǔ)樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)趴俘、投資巨大睹簇、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)寥闪，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹(shù)脂需要進(jìn)行更廣泛太惠、更有效、更經(jīng)濟(jì)疲憋、更實(shí)用的改性凿渊。延伸性、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無(wú)機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”柜某。是由 PP樹(shù)脂嗽元、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉、碳酸鈣等無(wú)機(jī)填料的復(fù)合物喂击，其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型剂癌，且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低、質(zhì)輕翰绊、易涂裝佩谷、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)〖嗍龋滑石粉填充改性PP材料具有高剛性谐檀、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率，且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)裁奇，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能桐猬，提高材料的模量和熱變形溫度。聚丙烯微孔發(fā)泡玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊刽肠、儀表板骨架溃肪、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。LGFPP制品指含有長(zhǎng)度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過(guò)注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)音五。10～25mm的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度惫撰、剛度、韌性躺涝，以及尺寸穩(wěn)定性好厨钻、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)。此外，LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能夯膀，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變诗充。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比，LG-FPP的密度低诱建，相同部件的質(zhì)量可減輕20%～50%;LGFPP能為設(shè)計(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性其障，可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力涂佃、節(jié)約模具成本(一般長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)、減少能耗(長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%蜈敢，鋁制品的35%～50%)辜荠、簡(jiǎn)化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品抓狭，具有強(qiáng)度高伯病、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫否过、阻燃性能好午笛、低浮纖、低翹曲苗桂、低收縮 等特點(diǎn)药磺。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過(guò)提高PP的熔體強(qiáng)度，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)煤伟，其具有質(zhì)輕癌佩、耐熱、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)便锨。隨著汽車輕量化的發(fā)展围辙，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來(lái)越多放案，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%姚建，卡車、工程機(jī)械車占20% 吱殉，客車掸冤、商務(wù)車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料考婴，因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想贩虾，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本沥阱，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體缎罢，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源，通過(guò)自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下策精，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡舰始，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 咽袜。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡丸卷、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件询刹，如車身門板谜嫉、尾門、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條凹联、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等沐兰。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重蔽挠，注射壓力降低約30%～50% 住闯，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%澳淑，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性比原，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性杠巡，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活量窘。在一些部件中，如汽車風(fēng)管氢拥、風(fēng)道绑改，還可實(shí)現(xiàn)隔熱、降噪的效果兄一，減少后道工序的成本厘线。密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能，作為汽車車頂出革，可降低汽車的質(zhì)量造壮，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化骂束。耐刮擦PP相對(duì)于工程塑料來(lái)說(shuō)耳璧，PP、橡膠改性PP展箱、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收旨枯、質(zhì)輕、成本低的優(yōu)勢(shì)混驰，因而被越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域攀隔，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差皂贩，而這一性能卻是儀表板、操控臺(tái)和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能昆汹，也是汽車外部應(yīng)用部件明刷、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一，而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料满粗，同時(shí)還有利于涂色辈末，因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要。通過(guò)添加涂層映皆、無(wú)機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能挤聘，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料捅彻，因其可塑性強(qiáng)檬洞、質(zhì)輕、回收再利用率高等特性沟饥，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，無(wú)論是內(nèi)飾件湾戳、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件贤旷，都越來(lái)越多地用到了塑料。我國(guó)汽車保有量達(dá)到1.75億輛砾脑，對(duì)應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無(wú)疑變得越來(lái)越重要幼驶，且汽車塑料的回收將會(huì)形成一個(gè)巨大的市場(chǎng)，是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域韧衣，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐盅藻。

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塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%畅铭。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%氏淑，廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架硕噩、座位板假残、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾炉擅。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上辉懒。讓汽車用上更多的塑料部件，還有很多功課可以開(kāi)展谍失。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)眶俩，前三位為：美國(guó)、日本快鱼、德國(guó)颠印。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟纲岭、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來(lái)源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利嗽仪。Trexel公司在1995年通過(guò)專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開(kāi)發(fā)和商品化推廣荒勇，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑闻坚，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔沽翔，通過(guò)壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹(shù)脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域窿凤，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一仅偎。2018年，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)列為重點(diǎn)課題雳殊。國(guó)內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)橘沥。在高校方面，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請(qǐng)量上占有主要地位夯秃，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞?wèn)|課題組座咆。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在專利申請(qǐng)方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來(lái)獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系仓洼。近期介陶，華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授領(lǐng)銜的“高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化”項(xiàng)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。北京化工大學(xué)教授色建、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民哺呜，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長(zhǎng)箕戳、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲某残，兩位教授將出席“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開(kāi)發(fā)陵吸。國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著玻墅，對(duì)汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡壮虫、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下椭豫，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠旨指、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局赏酥。汽車輕量化要求更高，對(duì)聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大谆构！在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求裸扶？有哪些新的技術(shù)研發(fā)？趙玲教授將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”開(kāi)講搬素。

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新材料研習(xí)社報(bào)道呵晨，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展魏保，輕量、舒適摸屠、綠色谓罗、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量季二、降低油耗檩咱，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一。目前胯舷，汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重刻蚯、昂貴的金屬構(gòu)件，“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案桑嘶，汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的重要標(biāo)志炊汹。在當(dāng)前的車用塑料中，聚丙烯是用量逃顶、使用頻次讨便、增長(zhǎng)速度的品種。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長(zhǎng)是因?yàn)槠涿芏刃∫哉Ⅲw積輕霸褒、設(shè)計(jì)空間廣，綠色環(huán)保妙蔗、性能優(yōu)異及其制造成本低。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應(yīng)用特點(diǎn)是以塑代鋼疆瑰，減輕汽車自重眉反。聚丙烯是一種由丙烯聚合（均聚PP）或丙烯和乙烯共同聚合（共聚PP）而成的無(wú)臭、無(wú)毒穆役、半透明的聚合物寸五。聚丙烯按甲基（-CH3）空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯（Isotactic polypropylene）、無(wú)規(guī)聚丙烯（Atactic polypropylene）和間規(guī)聚丙烯（Syndiotactic polypropylene）三種耿币。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性梳杏、耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性淹接、介電性能十性，以及高強(qiáng)度的機(jī)械性能和高頻絕緣性，且不受濕度的影響塑悼，聚丙烯的種類及性能劲适。目前，為了進(jìn)一步改善聚丙烯的性能厢蒜，通常采用化學(xué)改性（共聚改性霞势、交聯(lián)改性烹植、接枝改性、添加成核劑等）或物理改性（添加有機(jī)或無(wú)機(jī)助劑等）改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)愕贡、晶體構(gòu)型或填充草雕、共混、增強(qiáng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化固以。改性聚丙烯根據(jù)特點(diǎn)和功能可分為長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料墩虹、免噴涂聚丙烯材料、聚丙烯微發(fā)泡材料嘴纺、高溶體強(qiáng)度聚丙烯败晴、環(huán)保阻燃聚丙烯材料、抗菌聚丙烯栽渴、耐刮擦聚丙烯材料尖坤，及低氣味、低VOC聚丙烯材料等闲擦。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢(shì)性能優(yōu)勢(shì)聚丙烯在強(qiáng)度慢味、剛度、硬度墅冷、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯纯路；能夠在100℃的溫度下正常使用，具有良好的尺寸穩(wěn)定性寞忿、熱穩(wěn)定性驰唬、較好的力學(xué)性能、較高的耐沖擊性腔彰、機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌叫编，化學(xué)穩(wěn)定性良好且不受濕度影響。聚丙烯外觀透明而輕霹抛，密度為0.89~0.91 g/cm3搓逾，是目前塑料中輕的品種之一。因此杯拐，采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量的降低霞篡。另外，由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢(shì)端逼。保優(yōu)勢(shì)聚丙烯為無(wú)毒朗兵、無(wú)味、無(wú)臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物顶滩，屬于環(huán)保材質(zhì)矛市。聚丙烯不僅可回收再利用，而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子诲祸，在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應(yīng)浊吏，使聚丙烯具有降解特性而昨，大大地降低了白色污染帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。成本優(yōu)勢(shì)聚丙烯的生產(chǎn)原料來(lái)源路徑多樣找田，主要有油歌憨、煤、甲醇墩衙、丙烯等务嫡。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長(zhǎng)快的一種原料來(lái)源方式。由于我國(guó)煤炭資源豐富漆改，且煤炭的價(jià)格較為穩(wěn)定心铃，煤制備聚丙烯成本浮動(dòng)小。同時(shí)挫剑，聚丙烯容易加工成型去扣，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，其生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的其他塑料材料樊破。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應(yīng)用的核心基材愉棱，但由于聚丙烯的性能缺陷，包括收縮率大哲戚、容易產(chǎn)生翹曲變形奔滑、低溫易脆斷等，決定其必須通過(guò)改性才能滿足車用部件的特殊需求顺少。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求朋其，優(yōu)化基體樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)和組成，采用化學(xué)或物理方法來(lái)進(jìn)行改性脆炎。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯是采用長(zhǎng)度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合而形成的改性聚丙烯復(fù)合材料梅猿，與普通聚丙烯材料相比，通過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高腕窥，能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美粒没。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯具有更好的耐熱性能筛婉，且成本遠(yuǎn)低于ABS塑料簇爆；另外，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的高溫耐疲勞強(qiáng)度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍高出10%爽撒，同時(shí)兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性入蛆。普通聚丙烯與長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的性能對(duì)比。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體硕勿，通過(guò)物理或者化學(xué)的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)哨毁。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限，可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期源武；同時(shí)使制品具有內(nèi)應(yīng)力扼褪、翹曲小的特性想幻，在注塑成型中更平整、筆直和穩(wěn)定话浇；另一方面脏毯，由于微孔的支撐作用，使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異幔崖，在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復(fù)原始形狀食店。低氣味、低VOC聚丙烯低氣味赏寇、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個(gè)重要方向吉嫩，尤其針對(duì)處于相對(duì)封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料，對(duì)聚丙烯提出了綠色嗅定、環(huán)保的要求自娩。低氣味、低 VOC 聚丙烯是通過(guò)在填料露戒、加工助劑的選擇椒功、成型及后處理工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)上來(lái)優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生，從而控制氣味的產(chǎn)生智什。

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摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能动漾，PP屬于結(jié)晶型聚合物，在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)荠锭，存在結(jié)晶區(qū)旱眯，相態(tài)為固態(tài)，難以發(fā)泡证九；而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)删豺，熔體強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂愧怜。目前呀页，關(guān)于超臨界二氧化碳制備PP微孔發(fā)泡材料的研究主要聚焦于改善PP的發(fā)泡行為，通過(guò)添加納米顆劣堤常或聚合物來(lái)調(diào)控PP的結(jié)晶方式蓬蝶，采用直接合成、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強(qiáng)度猜惋，以及改進(jìn)發(fā)泡方法來(lái)獲得PP微孔發(fā)泡材料丸氛。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有良好的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能著摔，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料缓窜，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS），耐熱溫度130 ℃，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃禾锤；此外私股，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好，即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀恩掷。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居庇茫、包裝、交通螃成、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求旦签。超臨界二氧化碳由于無(wú)毒、價(jià)廉寸宏、不易燃以及在聚合物中相對(duì)高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑宁炫，因此，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注氮凝。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為羔巢、提高其熔體強(qiáng)度、改進(jìn)發(fā)泡方法等方面綜述了近年來(lái)用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進(jìn)展罩阵。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物竿秆，在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)，由于晶區(qū)的存在稿壁，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散幽钢，因此溶解度低；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻傅是，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響匪燕，無(wú)法得到泡孔均一的發(fā)泡材料。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)喧笔，在高結(jié)晶度聚合物中無(wú)法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)帽驯，而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到。.2 晶區(qū)尺寸結(jié)晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物书闸，是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低尼变，有利于泡孔成核。一般而言浆劲，晶區(qū)面積小嫌术，結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核梳侨，甚至導(dǎo)致無(wú)法發(fā)泡蛉威。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)日丹，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核走哺、長(zhǎng)大和定型。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)哲虾，熔體強(qiáng)度急劇下降丙躏，導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí)择示，泡孔發(fā)生破裂和聚并，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃晒旅。因此栅盲，要制備泡孔均一分布、泡孔尺寸小废恋、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品谈秫，需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過(guò)程中PP熔體強(qiáng)度低等問(wèn)題鱼鼓。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為拟烫，使PP能在較低的溫度發(fā)泡；二是對(duì)PP進(jìn)行改性迄本，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）硕淑；三是改進(jìn)發(fā)泡方法。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無(wú)機(jī)納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能嘉赎，碳納米纖維置媳、碳納米管、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來(lái)改變PP的結(jié)晶行為公条，在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用拇囊。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為靶橱，減小晶體尺寸寂拆，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點(diǎn)抓韩，從而得到晶體尺寸小纠永、密度高的發(fā)泡材料。Wang Chuanbao等進(jìn)一步考察了碳納米纖維含量對(duì)納米材料發(fā)泡的影響谒拴，結(jié)果表明：當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%尝江，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)，但泡孔尺寸分布不均一英上，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域炭序；當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí)，PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降苍日，使二氧化碳的溶解度提高惭聂，泡孔均一；當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到25%時(shí)相恃，泡孔結(jié)構(gòu)為均一辜纲，泡孔尺寸小。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)，納米材料的尺寸耕腾、幾何形狀對(duì)結(jié)晶行為也有影響见剩，并且得到纖維含量越高，泡孔尺寸越小的結(jié)論扫俺。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲(chǔ)能模量苍苞，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶。Rizvi等采用機(jī)械共混狼纬，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系羹呵。結(jié)果表明：PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核，且PTFE對(duì)二氧化碳有親和性疗琉，提高了二氧化碳溶解度担巩，PP泡孔密度大幅提高。Luo Yiwei等分別對(duì)比了球狀和纖維狀聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復(fù)合材料的發(fā)泡没炒。結(jié)果表明：球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進(jìn)了PP的結(jié)晶涛癌，提高了PP的結(jié)晶密度，密集的晶體作為泡孔成核劑送火，減小了泡孔尺寸拳话，提高了泡孔密度。提高熔體強(qiáng)度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強(qiáng)度种吸，一種行之有效的方法就是對(duì)PP進(jìn)行改性以得到HMSPP弃衍，從而加寬發(fā)泡溫度范圍。目前坚俗，獲得HMSPP的方法通常有直接合成镜盯、共混擠出、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等猖败。3.1 直接合成采用傳統(tǒng)的Zeigler-Natta催化劑和茂金屬催化劑能制備高線性和高規(guī)整聚合物速缆，但很難得到支化聚合物。Langston等將對(duì)-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑恩闻，與茂金屬催化劑結(jié)合艺糜，制備了相對(duì)分子質(zhì)量高、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的長(zhǎng)支鏈PP（LCBPP）幢尚。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α破停，ω-二烯單體制備LCBPP。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體尉剩，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP真慢。用這種方法制備LCBPP的相對(duì)分子質(zhì)量分布大于5，且零剪切黏度也有所提高理茎。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過(guò)共混提高PP的支化程度黑界，從而提高熔體強(qiáng)度管嬉。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體，從而獲得LCBPP园爷。其原理是引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基捕獲PP分子主鏈中叔碳上的氫原子，然后通過(guò)控制反應(yīng)溫度式撼、單體濃度等使失去氫原子的不穩(wěn)定叔碳自由基與其他自由基反應(yīng)童社，形成長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)。Nam等通過(guò)加入過(guò)氧化物引發(fā)劑和多官能團(tuán)單體反應(yīng)共混得到LCBPP著隆，通過(guò)流變性能證明長(zhǎng)支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強(qiáng)度扰楼，并獲得了較好的發(fā)泡性能。Gotsis使用過(guò)氧化二碳酸酯對(duì)線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP美浦，熔體強(qiáng)度和拉伸性能都明顯提升弦赖，有效抑制泡孔的聚并和破裂。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑浦辨，與馬來(lái)酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混蹬竖，得到具有較高模量、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP流酬，能改善發(fā)泡行為币厕。另外在熔融態(tài)時(shí)，只加入過(guò)氧化物和PP芽腾，會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解旦装，為了提高接枝效率，通常會(huì)加入給電子體（如苯乙烯摊滔、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)阴绢。此外，通過(guò)緩慢釋放過(guò)氧化物的自由基以及超臨界流體作為塑化劑降低操作溫度的方法都可以有效抑制分子鏈的降解艰躺。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展呻袭，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來(lái)越多的汽車零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件腺兴。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史棒妨，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，塑料飾件的大量應(yīng)用含长，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能券腔，提高了汽車的美觀舒適度。P以密度小拘泞、性價(jià)比高纷纫、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性陪腌、剛性辱魁、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用烟瞧。近來(lái)更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢(shì)。由于高性能基礎(chǔ)樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)染簇、投資巨大参滴、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)锻弓，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹(shù)脂需要進(jìn)行更廣泛砾赔、更有效、更經(jīng)濟(jì)青灼、更實(shí)用的改性暴心。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔杂拨。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限专普，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上，可以明顯減輕重量和成型的周期弹沽，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力檀夹，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小、平直度高策橘，沒(méi)有縮水击胜，尺寸穩(wěn)定，成型視窗大等特點(diǎn)役纹，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨(dú)具優(yōu)勢(shì)偶摔，成為近年來(lái)注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件促脉。隨著汽車輕量化的發(fā)展辰斋，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來(lái)越多瘸味，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%宫仗，卡車、工程機(jī)械車占20% 旁仿，客車藕夫、商務(wù)車占35% 。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料枯冈。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想毅贮，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本尘奏，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用滩褥；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源炫加，通過(guò)自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)瑰煎，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下铺然，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 酒甸，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 魄健。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等插勤，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件沽瘦，如車身門板、尾門饮六、風(fēng)道等其垄；擠出微發(fā)泡適用于密封條苛蒲、頂棚等卤橄；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 臂外，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)高50%的減重窟扑，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% 漏健，循環(huán)周期減少10%～15%嚎货，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)高30%的節(jié)能蔫浆，并且能改善制品的翹曲變形性殖属，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能瓦盛，作為汽車車頂洗显，可降低汽車的質(zhì)量，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件原环，有利于汽車的輕量化挠唆。