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近年來綜合性能優(yōu)異、可回收易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”三妈，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種畜埋。超臨界二氧化碳(CO2)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)，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破畴蒲，成功開發(fā)了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)化技術(shù)悠鞍。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類∧Ｔ铮化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留咖祭、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用掩宜，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全心肪。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑锭亏，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)，已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)硬鞍，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)慧瘤、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化固该，可以制備微孔甚至納米泡孔材料锅减。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制伐坏，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔怔匣，可操作窗口窄。因此桦沉，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每瞒。為了攻克這一難題，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會通纯露、中石化北化院剿骨、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位埠褪，在合適物料體系浓利、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、強(qiáng)化和工程化等系列工作钞速，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”三大技術(shù)創(chuàng)新贷掖。趙玲介紹，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡渴语，既可突破結(jié)晶的制約苹威，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型〖菪祝基于這一發(fā)泡機(jī)制屠升，他們開發(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，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑狭郑。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率腹暖，氣泡成核和生長的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(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)計翰萨，保證了均勻的壓力場脏答、溫度場和速度場，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)殖告，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置阿蝶，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置黄绩，生產(chǎn)效率提高25%羡洁，成品率提高到99%以上，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)爽丹，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元筑煮、利稅1.09億元。此外粤蝎，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件真仲、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文

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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)初澎，其中凝膠含量約為10%秸应，且凝膠的交聯(lián)點(diǎn)之間平均相對分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比碑宴，具有相近的剪切黏度和熔體流動速率软啼，但熔體彈性明顯增加，且有應(yīng)變硬化行為延柠，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍祸挪。因此，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能捕仔。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑匕积，在不加入成核劑的條件下盈罐，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料榜跌。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此盅粪，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強(qiáng)度钓葫，使氣泡核增長時泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量票顾，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)础浮，引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能奠骄，但是會引起線型聚丙烯成核速率降低豆同，在制備高泡孔密度的泡沫時，必須加入納米成核劑含鳞。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時影锈，在沒有使用成核劑的條件下，均得到了高泡孔密度的泡沫材料。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能鸭廷，但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升枣抱，引起加工困難，并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用辆床，應(yīng)用上受到限制佳晶。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下讼载，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度轿秧，并改善聚烯烴發(fā)泡性能。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性维雇，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)淤刃，并且對形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征，同時測試了改性聚丙烯的流變行為吱型。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進(jìn)行了評價逸贾。聚丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5津滞，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500铝侵，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%，苯乙烯(St):純度99%:上捍バ欤化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%咪鲜，上海凌峰試劑廠。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機(jī)Haake Ｒheocord90型:Thermo Scientific公司(德國);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV撞鹉，日本電子公司(日本)疟丙。1.2 實(shí)驗(yàn)過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g鸟雏、不飽和聚酯2.5g享郊、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g，混合孝鹊，加入密煉機(jī)中炊琉，170℃，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下又活，熔融反應(yīng)6.0min苔咪。然后停止攪拌，在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min柳骄。反應(yīng)過程大致如Fig.2团赏。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后，放入5gPP樣品耐薯。關(guān)閉高壓釜舔清，充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa隘世。高壓釜在油浴中升溫至170℃，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)鸠踪。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa丙者，保持30min后，迅速打開閥門泄壓营密，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品械媒。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加评汰。為了比較2種PP剪切黏度的變化纷捞，通過Cross方程對兩曲線進(jìn)行擬合。從Tab.1中可以看到被去，交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加主儡，且熔體指數(shù)略有下降，這主要是因?yàn)槲⒔宦?lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)間的平均相對分子質(zhì)量達(dá)到了3.0×105惨缆，遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)糜值。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得熔體松弛時間和熔體彈性增加坯墨，所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍寂汇。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46，剪切變稀行為有所減弱捣染。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論骄瓣，在末端低頻率區(qū)域，只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻(xiàn)耍攘，所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示榕栏，改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87蕾各，改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)扒磁。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感。Fig.4(B)顯示示损，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升渗磅，而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩嚷硫。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小检访，熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明仔掸，在臨界凝膠點(diǎn)脆贵，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)起暮。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系卖氨，鄭強(qiáng)等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，并認(rèn)為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時筒捺，由于法向應(yīng)力差的的作用柏腻，呈現(xiàn)彈性行為。通過比較法向應(yīng)力差系吭，可知聚合物熔體彈性的大小五嫂。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變。由Fig.5可以看到肯尺，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高沃缘，熔體彈性增強(qiáng)。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時则吟，2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線槐臀，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線。由于拉伸應(yīng)變速率較大氓仲，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂水慨，且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為敬扛，瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線讥巡，大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍，達(dá)到5.6×105Pa·s舔哪。交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因欢顷。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑捉蚤，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能抬驴。工藝條件為溫度170℃、壓力15MPa缆巧。從Fig.7A中可以看到布持，純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)陕悬。說明純PP的熔體強(qiáng)度不夠题暖，無法支持發(fā)泡時氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力，在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時捉超，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂胧卤。Fig.7B中顯示，改性PP發(fā)泡后拼岳，可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個橫截面枝誊，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2惜纸。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右叶撒，泡孔密度達(dá)到1.1×109cm－3绝骚。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為，不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度祠够，同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時压汪，熔體形變變得均勻，使得熔體不容易斷裂古瓤，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善蛾魄。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率，具體原因尚需更多的研究湿滓。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性滴须，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時叽奥，沒有使剪切黏度劇烈增加扔水，使得在改善發(fā)泡性能的同時，保持了聚丙烯的加工性能朝氓。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡魔市，在不加入任何成核劑的條件下，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍赵哲，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料待德。

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PBAT全名為聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡寫枫夺，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苯二甲酸丁二醇酯的共聚物将宪。兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)的特性，既有較好的力學(xué)性能橡庞，又有較高的延展性和斷裂伸長率较坛，還具有優(yōu)良的生物降解性，是一種全生物可降解塑料扒最。生物可降解塑料是在土壤丑勤、沙土等自然條件下，與微生物淵（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳吧趣、水等小分子或低分子化合物的塑料法竞。降解塑料主要分為光降解塑料、生物降解塑料堯强挫、光生物降解塑料岔霸。光降解塑料需要充足的光照才能降解，給生產(chǎn)帶來了很大局限性纠拔，所以光降解塑料的推廣并不好秉剑。生物降解塑料品種已經(jīng)有幾十種泛豪，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稠诲，化學(xué)合成的聚乳酸(PLA)侦鹏、聚己內(nèi)酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)臀叙、脂肪族/芳香族共聚酯略水、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)、聚乙烯醇(PVA)等劝萤、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物渊涝、塑料合金等。PBAT操作特點(diǎn)：(1)為了減少 BDO 的副反應(yīng)發(fā)生床嫌，減少 THF的生成跨释，降低原料消耗，整個酯化反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行厌处，降低了酯化反應(yīng)溫度鳖谈；同時也降低了能耗。(2)由于原料的活性較低問題阔涉，采用了高性能催化劑缆娃；由于此催化劑的易水解失活的特性，由原來傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式瑰排，改為液面下加入贯要，解決了以上問題。(3)在縮聚過程中椭住，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中崇渗，造成系統(tǒng)堵塞。為此京郑，在氣相管道上設(shè)置旋風(fēng)分離收集系統(tǒng)显押，將生成的低聚物通過旋風(fēng)分離器收集捕捉，其尾氣進(jìn)入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)傻挂。(4)酯化反應(yīng)過程中乘碑，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 和水金拒。由于 THF 屬于低毒性兽肤，但是其高濃度易對人體危害很大，如果直接排放至污水處理绪抛，將會對污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生危害资铡。為解決這一問題，設(shè)置了 THF 回收裝置幢码。將 THF 與水進(jìn)行分離處理笤休，經(jīng)過回收裝置處理后，其 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到 99.95%以上症副，可用于直接銷售店雅。廢水中 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 0.05%左右政基，將廢水送至汽提塔進(jìn)行汽提，提取出其中的 THF 及其他有機(jī)物闹啦，通過管道送至燃?xì)忮仩t燃燒沮明。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒窍奋，易造成黏結(jié)荐健、纏刀，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)琳袄。為此江场，采用水下模頭切粒的方式，通過水下輸送管道的長短和切粒水的溫度來控制切片粒子的成型和結(jié)晶程度窖逗；同時由于 PBAT 易降解的特性扛稽，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進(jìn)行干燥，然后沖氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)和包裝滑负。(6)針對 PBAT 的特性在张，分子鏈增長難、黏度高矮慕、流動性差等特點(diǎn)帮匾，惠通公司采用惠通獨(dú)家專利技術(shù)的立式液相增黏釜，可使物料的動力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上痴鳄、分子鏈隨之增長瘟斜，同時由于黏度很高，需采用螺桿出料的方式來保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性痪寻。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過程中螺句，有 THF 蒸汽產(chǎn)生，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)能力橡类，同時還設(shè)置可燃有害氣體檢測和報警裝置蛇尚，現(xiàn)場設(shè)計個人防護(hù)面具和呼吸器等安全裝備；THF 回收裝置采取全敞開式混凝土框架結(jié)構(gòu)顾画，使有害氣體不易積聚取劫。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料，可以降低石油資源消耗研侣，緩解“白色污染”谱邪，對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前全球 PBAT 市場需求旺盛庶诡，由于 PBAT 價格較高惦银，而我國具備良好的原料生產(chǎn)條件。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口，行業(yè)集中度高扯俱，潛在市場大书蚪，產(chǎn)業(yè)化前景好。

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右蘸吓，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%善炫。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%撩幽，廣泛應(yīng)用于儀表板库继、電機(jī)支架、座位板窜醉、空調(diào)風(fēng)罩宪萄、門嵌飾板等內(nèi)外飾。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上榨惰。讓汽車用上更多的塑料部件拜英，還有很多功課可以開展。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請琅催，前三位為：美國居凶、日本、德國藤抡。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟侠碧、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利缠黍。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣弄兜，并在此基礎(chǔ)上開發(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)泡劑瓷式，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔替饿，通過壓力控制氣泡的生長使樹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)域贸典，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一视卢。2018年，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)課題廊驼。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)腾夯。在高校方面，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請量上占有主要地位蔬充，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組蝶俱。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)，在專利申請方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系饥漫。近期榨呆，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)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎一等獎。北京化工大學(xué)教授庸队、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授楊衛(wèi)民积蜻，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長闯割、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授趙玲竿拆，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會”宙拉，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著丙笋，對汽車輕量化提出了更高要求谢澈。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下御板，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向锥忿。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局怠肋。汽車輕量化要求更高敬鬓，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大！在這個領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求笙各？有哪些新的技術(shù)研發(fā)钉答？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會”開講。

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當(dāng)前杈抢，作為制約人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源受到更大程度的保護(hù)数尿，水污染治理也得到了高度的重視。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)春感，對環(huán)境和人體有很大危害砌创，因此要開發(fā)綜合利用，采取科學(xué)的凈化措施才可排放鲫懒，化害為利嫩实。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)。研究表明窥岩，造成水污染的污染物中甲献，重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位，一些重金屬對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅颂翼。尤其是化工廢水中有些含有如氰晃洒、酚、砷朦乏、汞球及、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)，以及無機(jī)酸呻疹、堿類等刺激性吃引、腐蝕性的物質(zhì)，在一定的濃度下對生物和微生物產(chǎn)生毒性影響。環(huán)境中的銅離子很容易通過食物鏈進(jìn)入人體中镊尺，會引起頭痛朦佩、呼吸困難、引起血管內(nèi)溶血庐氮、損傷神經(jīng)系統(tǒng)语稠，對人體健康造成嚴(yán)重的威脅。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害弄砍，發(fā)泡材料因特有的吸附過濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標(biāo)用材仙畦。在工業(yè)污水處理工程中，聚乙烯醇（PVA）是常用的高分子聚合物输枯，其具有良好的水溶性议泵、黏附性占贫、機(jī)械性能和穩(wěn)定性桃熄，廣泛應(yīng)用于紡織、食品和醫(yī)藥等行業(yè)型奥。近些年來瞳收，聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料多被用到工業(yè)污水和城市廢水處理的研究應(yīng)用中。在有關(guān)公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中厢汹，多以聚乙烯醇為原料螟深，配以甲醛、淀粉烫葬、半纖維素界弧、竹炭、聚丙烯酸搭综、生物炭垢箕、海泡石、水滑石兑巾、坡縷石水等聚合物条获，再經(jīng)發(fā)泡處理制備。不僅具有強(qiáng)吸水性蒋歌，而且能夠通過吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污帅掘。可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)（生物毒性或致癌性）堂油，為社會倡導(dǎo)的高效修档、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案。針對污水處理的實(shí)際需求府框，本文僅限于對幾種公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹吱窝，如淀粉基、碳納米管改性的水凝膠、聚乙烯醇縮甲醛癣诱、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖计维、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 撕予。該類發(fā)泡材料主要由包含半纖維素和海泡石的材料制備而成鲫惶。利用半纖維素增強(qiáng)、增韌的作用实抡，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能欠母，將半纖維素和海泡石穿插于聚乙烯醇與淀粉形成的水凝膠材料中，再經(jīng)發(fā)泡處理而成吆寨。具有比表面積大赏淌，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，過濾分離和吸附效率好啄清，同時具有優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能六水，能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬，并有脫除異味和脫色的效果辣卒，適用于污水處理技術(shù)掷贾。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行吸附。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積荣茫，其高吸附能力和很高的表面活性想帅，使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料啡莉，是利用腐殖酸和海泡石的增強(qiáng)作用港准，將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中咧欣，形成對重金屬離子吸附效率好浅缸、吸附量大，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固该押、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料疗杉。試驗(yàn)表明，凈化去污能力好蚕礼，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水烟具，同時還可以處理工業(yè)廢水，如電鍍奠蹬、紡織朝聋、印染、化工囤躁、制藥等工業(yè)排放的廢水冀痕，特別是不易生物處理的廢水荔睹，并且可以回收廢水中的貴金屬、稀有金屬等言蛇。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體僻他，適用于需要?dú)⒕膱龊稀＞垡蚁┐伎s甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解腊尚，容易對周圍環(huán)境造成污染吨拗。天然高分子材料對生物無毒，傳質(zhì)性能好婿斥，但強(qiáng)度低劝篷，厭氧條件下易被微生物分解，壽命短民宿。合成高分子材料強(qiáng)度高娇妓，化學(xué)穩(wěn)定性好，但傳質(zhì)性能差活鹰。因此哈恰，將天然高分子材料秸稈纖維和合成高分子材料聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料——聚乙烯醇縮甲醛（PVFM）發(fā)泡材料用來處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能。又能擁有強(qiáng)度高华望、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)蕊蝗。該實(shí)驗(yàn)中采用機(jī)械打泡法和化學(xué)發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復(fù)率性仅乓，對廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力赖舟，穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上，氨氮去除效果可達(dá)96%以上夸楣。因此也可作為污水處理的潛在方案宾抓。圖源：河北科技大學(xué) 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進(jìn)一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)豫喧，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性石洗，以及生物相容性。被用作清潔材料紧显、過濾材料讲衫、吸收劑和功能性的吸附材料。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物孵班，能通過整合作用或離子交換除去廢水中的金屬離子和燃料等有害物質(zhì)涉兽。通過這兩種材料制備的聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料含有一定量的氨基，且孔徑較大篙程，接觸面積較大枷畏，克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對重金屬離子吸附速率較慢的缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明虱饿，聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料吸附金屬離子后可以在幾分鐘內(nèi)快速解吸附拥诡，經(jīng)過5次循環(huán)之后触趴，對 Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對良好的吸附能力】嗜猓可見是一種能用于污水處理的理想吸附劑冗懦。該方法操作方便，吸附后處理簡單仇祭，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法批狐。 我國大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高，出水中仍含有較多的污染物質(zhì)前塔，進(jìn)入水體后會造成水體富營養(yǎng)化嚣艇，對環(huán)境造成一定的影響。填料的性能直接決定污染物去除率华弓，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小食零、掛膜困難、生物量比較少且生物膜易脫落寂屏，處理效率不高等問題贰谣。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料，可以作為污水處理填料應(yīng)用迁霎，比表面積大吱抚，掛膜快，具有良好的親水性親生物性考廉，表面生物量大且種類豐富秘豹，污泥量少不堵塞，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢昌粤，在污水處理廠提標(biāo)改造及改擴(kuò)建領(lǐng)域具有重大意義既绕。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料 圖源：浙江工業(yè)大學(xué)相較于傳統(tǒng)的技術(shù)，如將聚合物吸附填料直接共混于樹脂中涮坐，或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑凄贩，研究新型的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料成為污水處理綠色發(fā)展的重要方向。國內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟袱讹，并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用疲扎，對解決工業(yè)污水處理、建設(shè)環(huán)保型社會做了應(yīng)有之義捷雕。目前椒丧，針對聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究非区，制作材料技術(shù)瓜挽、裝備和價格也具有普惠性和實(shí)用性，但仍需要在今后的實(shí)際工業(yè)污水處理中對材料的性能進(jìn)行規(guī)恼鞒瘢化驗(yàn)證和優(yōu)化久橙。