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發(fā)布時(shí)間:2023-03-16 01:18:30東莞PLA廠家
與傳統(tǒng)注塑制品相比,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕目派、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少坤候、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)企蹭。目前铐拐,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,具有操作簡(jiǎn)單练对、效率高遍蟋、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件,且能耗少螟凭,符合節(jié)約材料虚青,降低成本這一發(fā)展理念,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求螺男。然而棒厘,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)生大量變形纵穿,泡孔尺寸分布不均勻,所得制品表面存在大量的氣痕奢人、銀紋等缺陷谓媒,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺(jué),阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用何乎。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)的氣體反壓裝置句惯,利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對(duì)微孔注塑過(guò)程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)支救,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)抢野,改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)方法將PP各墨、發(fā)泡劑(AC)指孤、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。然后打開(kāi)氣體反壓裝置贬堵,在型腔中分別注入固定的GCP為0恃轩,0.2,0.4黎做,0.6叉跛,0.8?MPa的氣體,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹(shù)脂進(jìn)行發(fā)泡引几,冷卻后,取出PP發(fā)泡樣品挽铁。GCP對(duì)充模過(guò)程中熔體壓力的影響熔體注射完后伟桅,熔體壓力瞬間達(dá)到大值。隨著GCP從0增加至0.8?MPa叽掘,熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa楣铁,注射完成后,隨著氣體的排出更扁,熔體壓力瞬間下降盖腕,隨著冷卻收縮,熔體壓力逐漸趨于0?MPa浓镜。由此可知溃列,GCP可以明顯地提高熔體充模過(guò)程中的熔體壓力,改善欠注發(fā)泡過(guò)程中的熔體壓力環(huán)境膛薛。CP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒(méi)有施加氣體反壓時(shí)听隐,由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率,泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形哄啄,導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大雅任,在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形风范,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象,泡孔形貌極不規(guī)則沪么,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小硼婿,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)禽车,隨著GCP的增大寇漫,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)變哭当,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大猪腕,泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時(shí)钦勘,皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)陋葡,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(guò)程中受到的流動(dòng)剪切作用彻采,GCP值越大腐缤,泡孔在遷移過(guò)程中受到熔體壓力越大,泡孔受到熔體的約束力大肛响,泡孔不易發(fā)生變形岭粤。GCP對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示√厮瘢可知剃浇,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(gè)樣品厚度的10.9%;隨著GCP的增大猎物,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高虎囚,GCP為0.8 MPa時(shí),升高至26.7%蔫磨。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淘讥,從63.7%下降到45.4%,這說(shuō)明GCP可以減小泡孔變形層堤如,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍蒲列。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如下圖所示搀罢,泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加蝗岖,整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì),泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大榔至,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小剪侮,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(zhǎng)度與寬度的差距,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小瓣俯。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)杰标,見(jiàn)圖c,隨著GCP的增加彩匕,當(dāng)GCP為0.2?MPa時(shí)泡孔直徑略有減小腔剂,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驼仪。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大掸犬,使得泡孔的成核臨界能壘升高,泡孔的成核速率下降绪爸,泡孔在充模過(guò)程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱湾碎,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng),因此熔體壓力越大奠货,泡孔直徑越大介褥。
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說(shuō)到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢?這可不一定递惋,塑料具有重量輕柔滔,不易受水和陽(yáng)光影響的特點(diǎn),適合制作容器萍虽,但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解睛廊,容易造成大量垃圾,因此后來(lái)出現(xiàn)紙質(zhì)容器杉编,但紙質(zhì)容器也不是沒(méi)有缺點(diǎn)超全,甚至與傳統(tǒng)塑料相比問(wèn)題還更大。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤寺龅剿蜁?huì)軟化嘶朱,沒(méi)辦法單獨(dú)承裝液體,因此市面上常見(jiàn)的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜绒净,所以摸起來(lái)感覺(jué)滑滑的秒梅。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會(huì)造成回收的難題恼五,紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí)娇斩,如果沒(méi)有特殊技術(shù)是無(wú)法將紙與塑料淋膜分離脐帝,不能分離就無(wú)法重新回收材料再利用誊稚,而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解刁憋,所以紙杯基本上只能焚燒欺抗。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說(shuō)材質(zhì)越單一越容易回收再利用审胚,現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點(diǎn)视事,耐熱胆萧,抗腐蝕又安全,還可以在微波爐內(nèi)加熱,只要經(jīng)過(guò)發(fā)泡加工處理跌穗,成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器订晌,并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出蚌吸,吹塑等加工過(guò)程中為了減輕產(chǎn)品的重量锈拨,將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中,使氣體與原料充分混合羹唠,讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過(guò)程奕枢,利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品具有輕量化,緩沖吸震佩微,吸音缝彬,保溫等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于包裝哺眯,建筑建材等行業(yè)谷浅。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了,在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木族购,這種材料是用類(lèi)似于制造泡沫橡膠的方法制取的壳贪,從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過(guò)發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料。到了80年代美國(guó)人研制出了微孔發(fā)泡之后寝杖,人們對(duì)這種微孔新型塑料日益感興趣违施,并逐漸成為市場(chǎng)上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場(chǎng)上普遍使用的發(fā)可以分為兩種瑟幕。一種是物理發(fā)泡劑磕蒲,這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳,氮?dú)庵豁铮睔獾葰怏w辣往,并且這些氣體在氣態(tài)下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而且在氣態(tài)時(shí)在塑料中的擴(kuò)散速度會(huì)低于在空氣中的擴(kuò)散速度殖卑。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑站削,它是一種當(dāng)受熱后就會(huì)釋放如氮?dú)猓趸嫉鹊奈镔|(zhì)孵稽,釋放氣體的速度能夠控制许起,化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨,碳酸氫鈉等菩鲜。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法园细,就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中,再經(jīng)過(guò)降壓釋放出氣體接校,從而就能在成型的塑料中形成很多小孔猛频,這種發(fā)泡法由于成本較低,發(fā)泡后對(duì)不會(huì)留下殘余物,并且對(duì)發(fā)泡塑料性能不會(huì)改變鹿寻。另一種是化學(xué)發(fā)泡法睦柴,這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來(lái)使塑料發(fā)泡,是對(duì)加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡毡熏,還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進(jìn)行發(fā)泡爱只。 后一種是機(jī)械發(fā)泡,使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中招刹,然后經(jīng)定型過(guò)程形成泡孔的泡沫塑料恬试。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后,發(fā)泡劑的分子就會(huì)在塑料中形成很多微小氣泡(氣泡核)疯暑,隨著塑料在熔化過(guò)程中溫度的升高和壓力增加训柴,氣泡開(kāi)始增長(zhǎng)或者與其它氣泡合并變大,隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開(kāi)始降低妇拯,氣泡也會(huì)停止增長(zhǎng)并且慢慢成型幻馁,這樣就會(huì)在塑料中形成很多或大或小的氣孔。所以不管采用什么發(fā)泡工藝越锈,使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過(guò)形成氣泡核仗嗦,氣泡核膨脹,氣泡固化成型這個(gè)過(guò)程甘凭。發(fā)泡膜包裝袋制造過(guò)程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜稀拐,也就是我們常說(shuō)的珍珠棉,將它作為包裝材料來(lái)使用有很多的優(yōu)點(diǎn)丹弱,如防震德撬,防潮,韌性好等躲胳,來(lái)看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來(lái)的蜓洪。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯,首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合坯苹,通過(guò)管道將其吸入到擠出機(jī)入料口隆檀,同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化粹湃,再通過(guò)噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡恐仑,然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開(kāi)再芋,展平后收成卷菊霜,這樣就可切割后包裝產(chǎn)品了坚冀。讓成卷的發(fā)泡膜通過(guò)印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字济赎。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀,后通過(guò)機(jī)器壓封成包裝袋,這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了司训。塑料通過(guò)發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡构捡,能讓生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加輕便,還能起到包裝保護(hù)的功能壳猜,現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬勾徽,也具有這樣的性能,它就像金屬的氣泡包裝材料统扳。這種復(fù)合氣泡金屬是通過(guò)空心金屬周?chē)刍X材來(lái)制造的喘帚,它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬,它比合金鋼要輕70%咒钟,能吸收超過(guò)普通鋼幾十倍的能量吹由,具備防輻射,防彈朱嘴,防火的能力倾鲫,在遭遇壓力時(shí)其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護(hù)的作用,也許將來(lái)我們就能用到這種氣泡金屬萍嬉。隨著世界資源的減少和對(duì)環(huán)境要求的提高乌昔,怎么提高可持續(xù)性以及提升效率,推動(dòng)材料和能源消耗的下降壤追,以及材料性能的提升磕道,成本降低,有些可以通過(guò)輕量化實(shí)現(xiàn)行冰,而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來(lái)發(fā)展的方向捅厂。那些用于包裝,汽車(chē)资柔,建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡焙贷,輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展,很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用贿堰,各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來(lái)的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來(lái)越廣泛辙芍。
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說(shuō)到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢?這可不一定羹与,塑料具有重量輕故硅,不易受水和陽(yáng)光影響的特點(diǎn),適合制作容器纵搁,但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解吃衅,容易造成大量垃圾,因此后來(lái)出現(xiàn)紙質(zhì)容器腾誉,但紙質(zhì)容器也不是沒(méi)有缺點(diǎn)徘层,甚至與傳統(tǒng)塑料相比問(wèn)題還更大峻呕。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤龅剿蜁?huì)軟化趣效,沒(méi)辦法單獨(dú)承裝液體瘦癌,因此市面上常見(jiàn)的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜,所以摸起來(lái)感覺(jué)滑滑的跷敬。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會(huì)造成回收的難題讯私,紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí),如果沒(méi)有特殊技術(shù)是無(wú)法將紙與塑料淋膜分離西傀,不能分離就無(wú)法重新回收材料再利用斤寇,而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解,所以紙杯基本上只能焚燒拥褂。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說(shuō)材質(zhì)越單一越容易回收再利用抡驼,現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點(diǎn),耐熱肿仑,抗腐蝕又安全致盟,還可以在微波爐內(nèi)加熱,只要經(jīng)過(guò)發(fā)泡加工處理尤慰,成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器馏锡,并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出伟端,吹塑等加工過(guò)程中為了減輕產(chǎn)品的重量杯道,將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中,使氣體與原料充分混合责蝠,讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過(guò)程党巾,利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品具有輕量化,緩沖吸震霜医,吸音齿拂,保溫等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于包裝肴敛,建筑建材等行業(yè)署海。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了,在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木医男,這種材料是用類(lèi)似于制造泡沫橡膠的方法制取的砸狞,從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過(guò)發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料。到了80年代美國(guó)人研制出了微孔發(fā)泡之后镀梭,人們對(duì)這種微孔新型塑料日益感興趣刀森,并逐漸成為市場(chǎng)上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場(chǎng)上普遍使用的發(fā)泡劑可以分為兩種报账。一種是物理發(fā)泡劑研底,這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳埠偿,氮?dú)猓睔獾葰怏w飘哨,并且這些氣體在氣態(tài)下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而且在氣態(tài)時(shí)在塑料中的擴(kuò)散速度會(huì)低于在空氣中的擴(kuò)散速度琐凭。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑芽隆,它是一種當(dāng)受熱后就會(huì)釋放如氮?dú)猓趸嫉鹊奈镔|(zhì)统屈,釋放氣體的速度能夠胚吁,化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨,碳酸氫鈉等愁憔。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法腕扶,就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中,再經(jīng)過(guò)降壓釋放出氣體吨掌,從而就能在成型的塑料中形成很多小孔半抱,這種發(fā)泡法由于成本較低,發(fā)泡后對(duì)不會(huì)留下殘余物膜宋,并且對(duì)發(fā)泡塑料性能不會(huì)改變窿侈。另一種是化學(xué)發(fā)泡法,這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來(lái)使塑料發(fā)泡秋茫,是對(duì)加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡史简,還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進(jìn)行發(fā)泡。 后一種是機(jī)械發(fā)泡肛著,使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中圆兵,然后經(jīng)定型過(guò)程形成泡孔的泡沫塑料。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后枢贿,發(fā)泡劑的分子就會(huì)在塑料中形成很多微小氣泡(氣泡核)殉农,隨著塑料在熔化過(guò)程中溫度的升高和壓力增加,氣泡開(kāi)始增長(zhǎng)或者與其它氣泡合并變大局荚,隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開(kāi)始降低统抬,氣泡也會(huì)停止增長(zhǎng)并且慢慢成型,這樣就會(huì)在塑料中形成很多或大或小的氣孔危队。所以不管采用什么發(fā)泡工藝聪建,使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過(guò)形成氣泡核,氣泡核膨脹茫陆,氣泡固化成型這個(gè)過(guò)程金麸。發(fā)泡膜包裝袋制造過(guò)程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜,也就是我們常說(shuō)的珍珠棉簿盅,將它作為包裝材料來(lái)使用有很多的優(yōu)點(diǎn)挥下,如防震揍魂,防潮,韌性好等棚瘟,來(lái)看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來(lái)的现斋。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯,首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合偎蘸,通過(guò)管道將其吸入到擠出機(jī)入料口庄蹋,同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化迷雪,再通過(guò)噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡限书,然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開(kāi)章咧,展平后收成卷倦西,這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了。讓成卷的發(fā)泡膜通過(guò)印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字赁严。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀扰柠,后通過(guò)機(jī)器壓封成包裝袋,這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了疼约。塑料通過(guò)發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡耻矮,能讓生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加輕便,還能起到包裝保護(hù)的功能忆谓,現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬裆装,也具有這樣的性能,它就像金屬的氣泡包裝材料倡缠。這種復(fù)合氣泡金屬是通過(guò)空心金屬周?chē)刍X材來(lái)制造的哨免,它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬,它比合金鋼要輕70%昙沦,能吸收超過(guò)普通鋼幾十倍的能量琢唾,具備防輻射,防彈盾饮,防火的能力采桃,在遭遇壓力時(shí)其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護(hù)的作用,也許將來(lái)我們就能用到這種氣泡金屬丘损。隨著世界資源的減少和對(duì)環(huán)境要求的提高普办,怎么提高可持續(xù)性以及提升效率,推動(dòng)材料和能源消耗的下降徘钥,以及材料性能的提升衔蹲,成本降低,有些可以通過(guò)輕量化實(shí)現(xiàn)呈础,而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來(lái)發(fā)展的方向舆驶。那些用于包裝橱健,汽車(chē),建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡沙廉,輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展拘荡,很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用,各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來(lái)的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來(lái)越廣泛撬陵。
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當(dāng)熱塑性聚氨酯聚合物在1950年代問(wèn)世時(shí)珊皿,TPE成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)。在1960年代袱结,苯乙烯嵌段共聚物問(wèn)世亮隙,在1970年代途凫,各種TPE出現(xiàn)垢夹。TPE的全球使用量(1990年為680000噸/年)以每年約9%的速度增長(zhǎng)。由于聚苯乙烯和聚丁二烯之間的不相容性维费,苯乙烯-丁二烯材料具有兩相微觀結(jié)構(gòu)塊果元,前者根據(jù)確切的成分分成球體或棒。由于聚苯乙烯含量低犀盟,該材料具有彈性而晒,聚丁二烯的特性占主導(dǎo)地位。通常阅畴,它們提供比傳統(tǒng)交聯(lián)橡膠更廣泛的性能倡怎,因?yàn)槠涑煞挚梢宰兓赃m應(yīng)最終的構(gòu)造目標(biāo)。嵌段共聚物很有趣贱枣,因?yàn)樗鼈兛梢浴拔⑾喾蛛x”以形成周期性納米結(jié)構(gòu)监署,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物。這種聚合物被稱為Kraton纽哥,用于鞋底和粘合劑钠乏。由于微細(xì)結(jié)構(gòu),需要透射電子顯微鏡(TEM)來(lái)檢查結(jié)構(gòu)春塌。丁二烯基質(zhì)用四氧化鋨染色以在圖像中提供對(duì)比度晓避。該材料是通過(guò)活性聚合制成的,因此塊體幾乎是單分散的只壳,因此有助于形成非常規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)俏拱。由于大多數(shù)聚合物彼此不相容,形成嵌段聚合物通常會(huì)導(dǎo)致相分離吼句,并且自從引入SBS嵌段聚合物以來(lái)彰触,該原理已被廣泛采用,特別是在其中一種嵌段是高度結(jié)晶的情況下命辖。不相容規(guī)則的一個(gè)例外是Noryl材料况毅,其中聚苯乙烯和聚苯醚或PPO相互形成連續(xù)共混物分蓖。其他TPE具有結(jié)晶域,其中一種嵌段與相鄰鏈中的其他嵌段共結(jié)晶尔许,例如在共聚酯橡膠中么鹤,實(shí)現(xiàn)與SBS嵌段聚合物相同的效果。取決于嵌段長(zhǎng)度味廊,由于較高的晶體熔點(diǎn)蒸甜,域通常比后者更穩(wěn)定。該點(diǎn)決定了材料成型所需的加工溫度余佛,以及產(chǎn)品的最終使用溫度柠新。這樣的材料包括Hytrel,一種聚酯-聚醚共聚物和Pebax辉巡,一種尼龍或聚酰胺-聚醚共聚物恨憎。熱塑性彈性體(TPE),有時(shí)也稱為熱塑性橡膠郊楣,是一類(lèi)共聚物或聚合物(通常是塑料和橡膠)的物理混合物憔恳,由具有熱塑性和彈性體特性的材料組成。雖然大多數(shù)彈性體是熱固性塑料净蚤,但相比之下钥组,熱塑性塑料在制造中相對(duì)容易使用,例如通過(guò)注塑成型今瀑。熱塑性彈性體顯示出橡膠材料和塑料材料的典型優(yōu)勢(shì)程梦。使用熱塑性彈性體的好處是能夠拉伸到適度的伸長(zhǎng)率并恢復(fù)到接近原始形狀的能力,從而比其他材料具有更長(zhǎng)的使用壽命和更好的物理范圍橘荠。熱固性彈性體和熱塑性彈性體之間的主要區(qū)別在于其結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)鍵類(lèi)型屿附。事實(shí)上,交聯(lián)是賦予高彈性性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素砾医。類(lèi)型商業(yè)TPE有六類(lèi)通用類(lèi)別(名稱符合ISO18064):苯乙烯嵌段共聚物拿撩,TPS(TPE-s);熱塑性聚烯烴彈性體如蚜;熱塑性硫化橡膠压恒,TPV(TPE-v或TPV);熱塑性聚氨酯错邦,TPU(TPU)探赫;熱塑性共聚酯,TPC(TPE-E)撬呢;熱塑性聚酰胺伦吠,TPA(TPE-A);未分類(lèi)的熱塑性彈性體,TPZ毛仪。來(lái)自嵌段共聚物組的TPE材料的例子包括CAWITON搁嗓、THERMOLASTK、THERMOLASTM箱靴、Arnitel腺逛、Hytrel、Dryflex衡怀、Mediprene棍矛、Kraton、Pibiflex抛杨、Sofprene和Laprene够委。這些苯乙烯嵌段共聚物(TPE-s)中有CAWITON、THERMOLASTK怖现、THERMOLASTM茁帽、Sofprene、Dryflex和Laprene真竖。Laripur脐雪、Desmopan或Elastollan是熱塑性聚氨酯(TPU)的例子恢共。Sarlink、Santoprene璧亚、Termoton讨韭、Solprene、THERMOLASTV癣蟋、Vegaprene透硝、或Forprene是TPV材料的例子。熱塑性烯烴彈性體(TPO)化合物的例子是For-TecE或Engage疯搅。Ninjaflex用于3D打印濒生。為了符合熱塑性彈性體的資格,材料必須具有以下三個(gè)基本特征:1.拉伸到適度伸長(zhǎng)的能力幔欧。2.并在消除應(yīng)力后恢復(fù)到接近其原始形狀的狀態(tài).3.可在高溫下作為熔體加工,沒(méi)有明顯的蠕變罪治。TPE用于傳統(tǒng)彈性體無(wú)法提供產(chǎn)品所需物理性能范圍的地方。這些材料在汽車(chē)領(lǐng)域和家用電器領(lǐng)域有大量應(yīng)用礁蔗。2014年觉义,TPE的全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約167億美元。大約40%的TPE產(chǎn)品用于汽車(chē)制造浴井。例如晒骇,共聚酯TPE用于雪地摩托軌道,其中剛度和耐磨性非常重要。熱塑性烯烴(TPO)越來(lái)越多地用作屋頂材料洪囤。TPE也廣泛用于導(dǎo)管尼龍嵌段共聚物為患者提供了一系列理想的柔軟度徒坡。熱塑性有機(jī)硅和烯烴混合物用于擠出玻璃滑道和動(dòng)態(tài)擋風(fēng)雨條汽車(chē)型材。苯乙烯嵌段共聚物因其易于加工而用于鞋底瘤缩,并廣泛用作粘合劑崭参。 由于在對(duì)各種熱塑性基材進(jìn)行雙組分注塑成型方面具有無(wú)與倫比的能力,工程TPS材料還涵蓋了從汽車(chē)市場(chǎng)到消費(fèi)品和醫(yī)療產(chǎn)品的廣泛技術(shù)應(yīng)用款咖。例如何暮,柔軟的抓握表面、設(shè)計(jì)元素铐殃、背光開(kāi)關(guān)和表面海洼,以及密封件、墊圈或阻尼元件富腊。TPE通常用于制造汽車(chē)性能應(yīng)用的懸架襯套坏逢,因?yàn)榕c常規(guī)橡膠襯套相比,它具有更大的抗變形能力赘被。由于改性塑料樹(shù)脂的功能是整、成本效益和適應(yīng)性,熱塑性塑料在供暖民假、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)行業(yè)經(jīng)歷了增長(zhǎng)成各種蓋子浮入、風(fēng)扇和外殼。TPE還可用于醫(yī)療設(shè)備羊异、電纜護(hù)套和內(nèi)絕緣事秀、性玩具和一些耳機(jī)電纜。 不僅用于工業(yè)用途野舶,還用于運(yùn)動(dòng)鞋和背包等消費(fèi)品易迹。您可以在許多運(yùn)動(dòng)和戶外品牌產(chǎn)品中看到基于TPE的材料“ARIAPRENE”。2021年平道,全新的TPE回收理念問(wèn)世睹欲,稱為APTERRA,它是GRS(全球回收標(biāo)準(zhǔn))收集和再生泡沫織物廠廢料一屋,因?yàn)槊看紊a(chǎn)運(yùn)行總是有20%的廢料窘疮。
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塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車(chē)上占重量的10%左右,在國(guó)外汽車(chē)上達(dá)到了15%至20%陆淀。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%考余,廣泛應(yīng)用于儀表板、電機(jī)支架轧苫、座位板楚堤、空調(diào)風(fēng)罩疫蔓、門(mén)嵌飾板等內(nèi)外飾。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上身冬。讓汽車(chē)用上更多的塑料部件衅胀,還有很多功課可以開(kāi)展。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)酥筝,前三位為:美國(guó)滚躯、日本、德國(guó)嘿歌。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟掸掏、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)明專利宙帝。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)和商品化推廣丧凤,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)泡劑步脓,發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔愿待,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(chē)駛向輕量化——在汽車(chē)非金屬部件的輕量化領(lǐng)域靴患,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一仍侥。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)課題鸳君。國(guó)內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)农渊。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)量上占有主要地位相嵌,主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞?wèn)|課題組腿时。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)况脆,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饭宾。近期,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)格了。北京化工大學(xué)教授看铆、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民,華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)盛末、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長(zhǎng)弹惦、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲,兩位教授將出席“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”悄但,并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開(kāi)發(fā)棠隐。國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著,對(duì)汽車(chē)輕量化提出了更高要求檐嚣。特別是在車(chē)市持續(xù)萎靡助泽、新能源汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下,輕量化成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車(chē)廠嗡贺、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局隐解。汽車(chē)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)一步放大诫睬!在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求煞茫?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)講摄凡。