江西可降解泡棉廠家

與傳統(tǒng)注塑制品相比乖杠，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少澄成、尺寸穩(wěn)定性好胧洒、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前墨状，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一卫漫，具有操作簡單、效率高肾砂、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件列赎，且能耗少，符合節(jié)約材料镐确，降低成本這一發(fā)展理念包吝，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而辫塌，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形漏策，泡孔尺寸分布不均勻派哲，所得制品表面存在大量的氣痕臼氨、銀紋等缺陷，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺芭届，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用储矩。家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響褂乍。研究發(fā)現(xiàn)持隧，采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點(diǎn)，改善了泡孔的形態(tài)逃片。丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)方法將PP屡拨、發(fā)泡劑(AC)、發(fā)泡助劑[Zn(St)2／ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進(jìn)行塑化褥实。然后打開氣體反壓裝置呀狼，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2损离，0.4哥艇，0.6，0.8?MPa的氣體僻澎，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡貌踏，冷卻后十饥，取出PP發(fā)泡樣品。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后祖乳，熔體壓力瞬間達(dá)到大值逗堵。隨著GCP從0增加至0.8?MPa，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa凡资，注射完成后砸捏，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降隙赁，隨著冷卻收縮垦藏，熔體壓力逐漸趨于0?MPa。由此可知伞访，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力掂骏，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時(shí)厚掷，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率弟灼，泡孔發(fā)生流動剪切變形，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大冒黑，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形田绑，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象，泡孔形貌極不規(guī)則抡爹，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小掩驱，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)冬竟，隨著GCP的增大欧穴，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變泵殴，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大涮帘，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時(shí)笑诅，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)调缨，此時(shí)整體泡孔的變形較小。是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用吆你，GCP值越大弦叶，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大，泡孔受到熔體的約束力大早处，泡孔不易發(fā)生變形湾蔓。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示∑霭穑可知默责，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%贬循；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高桃序，GCP為0.8 MPa時(shí)杖虾，升高至26.7%。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降媒熊，從63.7%下降到45.4%奇适，這說明GCP可以減小泡孔變形層，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍芦鳍。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)嚷往，如下圖所示，泡孔的平均長度隨著GCP的增加柠衅，整體呈現(xiàn)減小的趨勢皮仁，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小菲宴，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度贷祈，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小喝峦。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)势誊，見圖c，隨著GCP的增加谣蠢，當(dāng)GCP為0.2?MPa時(shí)泡孔直徑略有減小粟耻，但隨著GCP的進(jìn)一步增大，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm漩怎。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大勋颖，使得泡孔的成核臨界能壘升高嗦嗡，泡孔的成核速率下降勋锤，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長侥祭，因此熔體壓力越大叁执，泡孔直徑越大。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展矮冬，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代谈宛，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史胎署，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重要標(biāo)志吆录，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能琼牧，提高了汽車的美觀舒適度恢筝。PP以密度小哀卫、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的耐熱性能撬槽、耐化學(xué)藥品腐蝕性此改、剛性、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)用侄柔。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢共啃。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大暂题、技術(shù)要求高移剪，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛薪者、更有效挂滓、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性啸胧。延伸性赶站、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”。是由 PP樹脂纺念、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贝椿、碳酸鈣等無機(jī)填料的復(fù)合物，其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型陷谱，且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低烙博、質(zhì)輕、易涂裝烟逊、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)渣窜。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性宪躯、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率乔宿，且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能访雪，提高材料的模量和熱變形溫度详瑞。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、儀表板骨架臣缀、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一坝橡。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)。10～25mm的長玻璃纖維增強(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)度精置、剛度计寇、韌性，以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢番宁。此外蹲堂，LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變贝淤。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比柒竞，LG-FPP的密度低，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)靈活性播聪，可成型形狀復(fù)雜的部件朽基、提高集成汽車零部件的能力、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)离陶、減少能耗(長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%稼虎，鋁制品的35%～50%)、簡化裝配工序招刨。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品霎俩，具有強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低沉眶、耐高溫镣煮、阻燃性能好洒擦、低浮纖钮惠、低翹曲氛什、低收縮 等特點(diǎn)。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強(qiáng)度片习，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)捌肴，其具有質(zhì)輕、耐熱藕咏、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)状知。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑孽查，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多饥悴，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車卦碾、工程機(jī)械車占20% 铺坞，客車起宽、商務(wù)車占35%洲胖。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料，因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想坯沪，僅適合于需要表面覆皮的高端車绿映，不僅增加了制造成本，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，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源叉弦，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)丐一，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡淹冰，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 库车，但目前國內(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 。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡樱拴、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等柠衍，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板晶乔、尾門珍坊、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等正罢。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 阵漏，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 翻具，鎖模力降低約20% 履怯，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性裆泳，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能虑乖，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活晾虑。在一些部件中疹味，如汽車風(fēng)管、風(fēng)道帜篇，還可實(shí)現(xiàn)隔熱糙捺、降噪的效果，減少后道工序的成本笙隙。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)性能洪灯，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量竟痰，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件签钩，有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對于工程塑料來說坏快，PP铅檩、橡膠改性PP、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收莽鸿、質(zhì)輕昧旨、成本低的優(yōu)勢拾给，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差兔沃，而這一性能卻是儀表板蒋得、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能，也是汽車外部應(yīng)用部件乒疏、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一额衙，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，同時(shí)還有利于涂色怕吴，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入偷。通過添加涂層、無機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能械哟，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料疏之。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料，因其可塑性強(qiáng)暇咆、質(zhì)輕锋爪、回收再利用率高等特性，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛爸业，無論是內(nèi)飾件其骄、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件，都越來越多地用到了塑料扯旷。我國汽車保有量達(dá)到1.75億輛拯爽，對應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場钧忽，是一個前景廣闊的領(lǐng)域毯炮，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐。

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隨著國內(nèi)大煉化項(xiàng)目耸黑、PDH項(xiàng)目陸續(xù)上馬桃煎，國內(nèi)聚丙烯（PP）市場成為群雄角力之地。新建項(xiàng)目投產(chǎn)大刊，PP產(chǎn)能仍將快速增長为迈，預(yù)計(jì)到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸，自給率將近90%缺菌。屆時(shí)葫辐，高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏。高性能PP成投資熱土2020年已經(jīng)有三家企業(yè)成功投產(chǎn)聚丙烯裝置伴郁，浙江石化耿战、恒力石化、利和知信蛾绎。近一個月昆箕，聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮：4月22日鸦列，總投資約100億美元的白夤冢克森美孚廣東惠州乙烯項(xiàng)目正式動工鹏倘，項(xiàng)目包括乙烯裝置和高端PE、PP等生產(chǎn)裝置顽爹，采用已經(jīng)成功應(yīng)用纤泵、先進(jìn)的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日镜粤，總投資約56億美元的中海殼牌惠州三期乙烯項(xiàng)目合作框架協(xié)議簽約捏题，項(xiàng)目產(chǎn)品包括聚α烯烴、高碳合成醇肉渴、茂金屬PE公荧、共聚PP等，共14規(guī)模生產(chǎn)裝置同规。18日循狰，徐州海天石化集團(tuán)年產(chǎn)10萬噸高性能PP樹脂項(xiàng)目“云簽約”，落戶大慶龍鳳區(qū)券勺。高性能產(chǎn)品研發(fā)能力不足我國已投入生產(chǎn)的高端聚丙烯專用樹脂有：三元共聚聚丙烯薄膜專用料F5606绪钥、管材專用料、薄壁注塑料M50T关炼、高熔體強(qiáng)度薄膜專用料程腹、丙丁共聚膜料、低溫抗沖注塑專用料儒拂、氫調(diào)法高流動注塑料寸潦、高透明注塑專用料、抗菌系列專用料社痛、低灰分PP甸祭、快速成型PP、透明PP專用料等褥影。但由于我國高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足池户，且同質(zhì)化嚴(yán)重，一些高性能和特殊性能產(chǎn)品凡怎，如茂金屬PP（mPP）校焦、特種雙向拉伸聚丙烯（BOPP）膜、流延聚丙烯（CPP）膜等仍需大量進(jìn)口來滿足國內(nèi)市場需求统倒。我國mPP年消費(fèi)量約10萬噸寨典，除燕山石化少量供應(yīng)市場，基本依賴進(jìn)口房匆，主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品耸成、食品包裝薄膜报亩、無紡布、超細(xì)旦丙綸纖維等領(lǐng)域井氢。具有高拉伸速度與幅寬弦追、超薄、超透及更好低溫?zé)岱庑阅艿奶胤NBOPP薄膜花竞、電工膜劲件、電容器膜、鍍鋁膜等PP薄膜料以及汽車和家電用PP注塑料的年進(jìn)口量均超百萬噸约急。PP管材料的年進(jìn)口量約50萬噸零远。高性能PP開發(fā)方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐，推動汽車生產(chǎn)商聚焦抗菌PP在內(nèi)飾件中的應(yīng)用厌蔽，這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域牵辣。2玻纖增強(qiáng)PP長玻纖增強(qiáng)PP材料因具備更高的強(qiáng)度、剛度奴饮、韌度纬向、尺寸穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于儀表骨架板拐云、車門組合件罢猪、前端組件、車身門板模塊叉瘩、車頂面板膳帕、座椅骨架等汽車部件上。長玻纖增強(qiáng)PP材料在120℃時(shí)的高溫疲勞強(qiáng)度是普通玻纖增強(qiáng)PP材料的2倍薇缅，甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍材料高10%危彩，具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性。氣味散發(fā)耐刮擦PP隨著人們對汽車品質(zhì)的追求泳桦，車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學(xué)性能汤徽，還有對外觀、環(huán)保等方面的高要求灸撰。目前市場上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell谒府、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷，國產(chǎn)替代進(jìn)口任務(wù)艱巨浮毯。制造高抗刮擦汽車內(nèi)飾件材料一方面要采用國外表面硬度較高的PP原料完疫，另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度。但助劑在體系內(nèi)受熱會有小分子散發(fā)影響車內(nèi)空氣質(zhì)量债蓝，同時(shí)又會出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象壳鹤，影響內(nèi)飾件外觀。因此饰迹，問題核心仍取決于PP基材的性能芳誓。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展余舶，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒（低毒）锹淌、絕熱匿值、隔音、絕緣葛圃、緩沖千扔、輕量化等性能憎妙，在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機(jī)库正。隨著國民對于環(huán)保、綠色厘唾、安全褥符、舒適要求愈加苛刻，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃抚垃、可（完全）降解喷楣、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)鹤树。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授領(lǐng)銜的《高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強(qiáng)化》項(xiàng)目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎铣焊，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用罕伯，包括新能源汽車動力電池墊片等等曲伊，引領(lǐng)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點(diǎn)發(fā)泡材料具有較好防震緩沖追他、隔音坟募、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材邑狸、汽車減震懈糯、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料单雾，如地板赚哗、頂棚、方向盤硅堆、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料屿储，這種材料耐候性能較差，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體硬萍。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著扩所，對汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡朴乖、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下祖屏，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向助赞。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局袁勺。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動汽車的技術(shù)關(guān)鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術(shù)及安全性能雹食。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題期丰。在暴雨群叶、淺灘、霧霾等極端條件下钝荡，為滿足汽車行駛過程中動力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求街立，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動力電池上。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量埠通、提升安全性赎离，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個電芯，可在一定時(shí)間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控端辱。由于特斯拉在動力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用梁剔，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應(yīng)用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下舞蔽，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)域荣病，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年渗柿，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點(diǎn)課題个盆。日常生活中，當(dāng)人們購買兒童玩具做祝、家具用品等塑料制品時(shí)砾省，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保混槐，近年來綜合性能優(yōu)異编兄、可回收的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”，日益受到熱捧声登，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種狠鸳。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快悯嗓、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一件舵，其高品質(zhì)發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領(lǐng)域的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。其中脯厨，超臨界CO2（二氧化碳）發(fā)泡聚合物技術(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)铅祸。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝临梗，開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作涡扼。據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類盟庞〕曰Γ化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)什猖；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用票彪，已逐漸被禁止和限制使用；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高或價(jià)格昂貴不狮，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全降铸。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險(xiǎn)荤傲、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端垮耳，超臨界流體颈渊，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)遂黍，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)俊嗽、表面張力和粘度下降雾家、結(jié)晶行為改變等一系列變化，可以制備微孔甚至納米泡孔材料绍豁。聚丙烯是結(jié)晶聚合物芯咧，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品竹揍；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔敬飒，可操作窗口窄。因此芬位，大規(guī)模制造具有穩(wěn)定均勻泡孔形貌和外形尺寸的高發(fā)泡倍率微孔材料難度大无拗。了攻克這一難題，近年來昧碉，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會通英染、中石化北化院、浙江新恒泰被饿、鎮(zhèn)海煉化等單位四康，在合適物料體系、可控工藝過程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化狭握、強(qiáng)化和工程化等系列工作闪金，形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專用料“分步/分段發(fā)泡新工藝”“優(yōu)化構(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結(jié)晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機(jī)制，開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強(qiáng)的CO2溶解擴(kuò)散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料论颅，以及能有效改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑哎垦；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率喝检，氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積；釜壓發(fā)泡撼泛、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)保證了均勻的壓力場挠说、溫度場和速度場，成功實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產(chǎn)愿题。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)损俭，項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造潘酗；新建了4套杆兵、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置，生產(chǎn)效率提高25%仔夺，成品率提高到99%以上琐脏；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億缸兔，利稅1.09億日裙。隨著應(yīng)用市場快速開拓，2019年共推廣新建了13套裝置惰蜜，市場占有率高和競爭力強(qiáng)昂拂。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利8件抛猖；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文格侯，“國外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為〔浦”科技查新表明联四，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性撑教。

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日常生活中朝墩，當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)驮履，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味鱼辙、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異玫镐、可回收的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”倒戏，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種恐似。超臨界CO2（二氧化碳）發(fā)泡聚合物技術(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)杜跷。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上，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)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強(qiáng)化”項(xiàng)目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦葛闷，這里有近千位化學(xué)化工醫(yī)藥專業(yè)的海內(nèi)外本碩博畢業(yè)生等你招聘~聚丙烯微孔發(fā)泡鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域憋槐，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段。隨著航天航空淑趾、國防阳仔、能源、交通扣泊、包裝近范、電器、運(yùn)動器械等行業(yè)的快速發(fā)展延蟹，對具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱评矩、隔音、絕緣阱飘、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切斥杜。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快沥匈、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一蔗喂，其高品質(zhì)發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領(lǐng)域的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。2016年咐熙，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)弱恒。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝，開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作棋恼。據(jù)趙玲介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類锈玉∽ζ化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)拉背；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用师崎，已逐漸被禁止和限制使用；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高或價(jià)格昂貴椅棺，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全犁罩。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險(xiǎn)两疚、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端床估，超臨界流體，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)诱渤，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)丐巫，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化递胧，可以制備微孔甚至納米泡孔材料碑韵。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制缎脾，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品祝闻；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄遗菠。因此治筒，大規(guī)模制造具有穩(wěn)定均勻泡孔形貌和外形尺寸的高發(fā)泡倍率微孔材料難度大。為了攻克這一難題舷蒲，近年來耸袜，華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會通、中石化北化院牲平、浙江新恒泰堤框、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系纵柿、可控工藝過程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化蜈抓、強(qiáng)化和工程化等系列工作，形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專用料”“分步/分段發(fā)泡新工藝”“優(yōu)化構(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結(jié)晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機(jī)制昂儒，開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強(qiáng)的CO2溶解擴(kuò)散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料沟使，以及能有效改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率渊跋，氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積腊嗡；釜壓發(fā)泡、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)保證了均勻的壓力場拾酝、溫度場和速度場燕少，成功實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產(chǎn)。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比蒿囤，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕客们、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好材诽、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)底挫。目前，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一脸侥，具有操作簡單建邓、效率高、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件湿痢，且能耗少涝缝，符合節(jié)約材料扑庞，降低成本這一發(fā)展理念，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求拒逮。然而罐氨，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形，泡孔尺寸分布不均勻滩援，所得制品表面存在大量的氣痕栅隐、銀紋等缺陷，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺玩徊，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用租悄。國家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響恩袱。研究發(fā)現(xiàn)泣棋，采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點(diǎn)，改善了泡孔的形態(tài)畔塔。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP潭辈、發(fā)泡劑(AC)、發(fā)泡助劑[Zn(St)2／ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進(jìn)行塑化澈吨。然后打開氣體反壓裝置把敢，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2谅辣，0.4修赞，0.6，0.8 MPa的氣體桑阶，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡柏副，冷卻后，取出PP發(fā)泡樣品联逻。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后搓扯，熔體壓力瞬間達(dá)到值。隨著GCP從0增加至0.8 MPa包归，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa，注射完成后铅歼，隨著氣體的排出公壤，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮椎椰，熔體壓力逐漸趨于0 MPa厦幅。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力慨飘，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境确憨。 GCP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時(shí)译荞，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動剪切變形休弃，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大吞歼，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象塔猾，泡孔形貌極不規(guī)則篙骡，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)丈甸。同時(shí)發(fā)現(xiàn)糯俗，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小睦擂，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變得湘，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布顿仇。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時(shí)淘正，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)，此時(shí)整體泡孔的變形較小夺欲。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用跪帝，GCP值越大，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大些阅，泡孔受到熔體的約束力大伞剑，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示市埋±杵可知，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%缤谎；隨著GCP的增大抒倚，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時(shí)坷澡，升高至26.7%托呕。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降，從63.7%下降到45.4%频敛，這說明GCP可以減小泡孔變形層项郊，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)斟赚，如下圖所示着降，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢拗军，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大任洞，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小蓄喇，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距交掏，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小妆偏。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見圖c耀销，隨著GCP的增加楼眷，當(dāng)GCP為0.2 MPa時(shí)泡孔直徑略有減小，但隨著GCP的進(jìn)一步增大熊尉，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm罐柳。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大，使得泡孔的成核臨界能壘升高狰住，泡孔的成核速率下降张吉，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長催植，因此熔體壓力越大肮蛹，泡孔直徑越大。GCP提高了充模時(shí)的熔體壓力创南，有效地降低了泡孔的變形伦忠，且隨著GCP的升高，泡孔直徑增大稿辙，泡孔密度下降昆码，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa邻储，熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa赋咽，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小，減小了泡孔受到的流動剪切力吨娜。隨著GCP的增大脓匿，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304宦赠，泡孔的平均長度增大陪毡。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時(shí)的阻力勾扭，提高了注塑充模階段的熔體壓力缤骨，使得臨界成核點(diǎn)后移，泡孔的成核長大在充模后進(jìn)行尺借，進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌。