湖南PBAT發(fā)泡材料定制

當前酌呆，作為制約人類生存和經(jīng)濟發(fā)展的水資源受到更大程度的保護衡载，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隙袁，對環(huán)境和人體有很大危害痰娱，因此要開發(fā)綜合利用，采取科學的凈化措施才可排放菩收，化害為利梨睁。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質。研究表明娜饵，造成水污染的污染物中坡贺，重金屬占據(jù)主導地位，一些重金屬對人體健康和生態(tài)環(huán)境構成了嚴重威脅箱舞。尤其是化工廢水中有些含有如氰拴念、酚、砷褐缠、汞政鼠、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質，以及無機酸队魏、堿類等刺激性公般、腐蝕性的物質，在一定的濃度下對生物和微生物產(chǎn)生毒性影響胡桨。環(huán)境中的銅離子很容易通過食物鏈進入人體中官帘，會引起頭痛、呼吸困難昧谊、引起血管內(nèi)溶血刽虹、損傷神經(jīng)系統(tǒng)，對人體健康造成嚴重的威脅呢诬。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害涌哲，發(fā)泡材料因特有的吸附過濾功能成為工業(yè)污水處理設備中的目標用材胖缤。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阀圾，其具有良好的水溶性哪廓、黏附性、機械性能和穩(wěn)定性初烘，廣泛應用于紡織涡真、食品和醫(yī)藥等行業(yè)。近些年來肾筐，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用中哆料。在有關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，多以聚乙烯醇為原料吗铐，配以甲醛东亦、淀粉、半纖維素抓歼、竹炭讥此、聚丙烯酸拢锹、生物炭谣妻、海泡石、水滑石卒稳、坡縷石水等聚合物蹋半，再經(jīng)發(fā)泡處理制備。不僅具有強吸水性充坑，而且能夠通過吸附污漬實現(xiàn)凈化除污减江。可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質（生物毒性或致癌性）捻爷，為社會倡導的高效辈灼、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案。針對污水處理的實際需求也榄，本文僅限于對幾種公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關介紹巡莹，如淀粉基、碳納米管改性的水凝膠甜紫、聚乙烯醇縮甲醛降宅、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖、生物炭等材質的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料囚霸。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 腰根。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。利用半纖維素增強拓型、增韌的作用额嘿，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學性能瘸恼，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)泡處理而成岩睁。具有比表面積大钞脂，結構穩(wěn)固，過濾分離和吸附效率好捕儒，同時具有優(yōu)異的親水性能和力學性能冰啃，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刘莹，適用于污水處理技術阎毅。 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)污水中的重金屬進行吸附。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結構和大的比表面積点弯，其高吸附能力和很高的表面活性扇调，使它成為獨特的多功能吸附劑。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料抢肛，是利用腐殖酸和海泡石的增強作用狼钮，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)狀水凝膠材料中捡絮，形成對重金屬離子吸附效率好熬芜、吸附量大，而且結構穩(wěn)固福稳、力學性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料涎拉。試驗表明，凈化去污能力好的圆，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水鼓拧，同時還可以處理工業(yè)廢水，如電鍍越妈、紡織季俩、印染、化工梅掠、制藥等工業(yè)排放的廢水酌住，特別是不易生物處理的廢水，并且可以回收廢水中的貴金屬瓤檐、稀有金屬等赂韵。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體，適用于需要殺菌的場合挠蛉。聚乙烯醇縮甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解祭示，容易對周圍環(huán)境造成污染。天然高分子材料對生物無毒谴古，傳質性能好质涛，但強度低稠歉，厭氧條件下易被微生物分解，壽命短汇陆。合成高分子材料強度高怒炸，化學穩(wěn)定性好，但傳質性能差毡代。因此阅羹，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,既能有良好的傳質性能。又能擁有強度高教寂、化學穩(wěn)定性好的優(yōu)點捏鱼。該實驗中采用機械打泡法和化學發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復率性，對廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力酪耕，穩(wěn)定后COD去除效果可達90%以上导梆，氨氮去除效果可達96%以上。因此也可作為污水處理的潛在方案迂烁。圖源：河北科技大學 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案看尼。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開孔結構，較好的力學強度和耐磨性盟步，以及生物相容性藏斩。被用作清潔材料、過濾材料址芯、吸收劑和功能性的吸附材料灾茁。殼聚糖是含多種整合機的天然生物聚合物窜觉，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谷炸。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，且孔徑較大禀挫，接觸面積較大旬陡，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。實驗表明语婴，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)快速解吸附描孟，經(jīng)過5次循環(huán)之后，對 Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對良好的吸附能力砰左∧湫眩可見是一種能用于污水處理的理想吸附劑。該方法操作方便缠导，吸附后處理簡單廉羔，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法。 我國大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質標準不高僻造，出水中仍含有較多的污染物質憋他，進入水體后會造成水體富營養(yǎng)化孩饼，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竹挡，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小镀娶、掛膜困難、生物量比較少且生物膜易脫落揪罕，處理效率不高等問題梯码。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用好啰，比表面積大忍些，掛膜快，具有良好的親水性親生物性坎怪，表面生物量大且種類豐富罢坝，污泥量少不堵塞，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢搅窿，在污水處理廠提標改造及改擴建領域具有重大意義嘁酿。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)大學相較于傳統(tǒng)的技術，如將聚合物吸附填料直接共混于樹脂中男应，或者直接用吸附性物質制成復合吸附劑闹司，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)泡技術發(fā)展均比較成熟沐飘，并且得到了一定規(guī)模應用游桩，對解決工業(yè)污水處理、建設環(huán)保型社會做了應有之義耐朴。目前借卧，針對聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應用，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究筛峭，制作材料技術铐刘、裝備和價格也具有普惠性和實用性，但仍需要在今后的實際工業(yè)污水處理中對材料的性能進行規(guī)挠跋化驗證和優(yōu)化镰吵。

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什么是MPP？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯挂签，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小于10微米疤祭，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在饵婆，MPP具有優(yōu)異的減震勺馆、緩沖、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應用于包裝谓传、交通工具蜈项、箱包、體育器材等領域续挟，是傳統(tǒng)EVA紧卒、PU、PS發(fā)泡材料诗祸、EPE和EPP的佳替代物跑芳。聚丙烯微孔發(fā)泡MPP所需的原料制造MPP一般需要使用高熔體強度聚丙烯(high melt strength PP)。通用的PP由于其是線性的半結晶聚合物直颅，加工窗口較窄博个，且難以得到封閉的泡孔結構。性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(supercritical carbon dioxide) 制備MPP功偿，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體盆佣，并誘導其成核、發(fā)泡械荷，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料共耍。發(fā)泡過程清潔無污染，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保吨瞎。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)痹兜，因此可回收循環(huán)使用。聚丙烯（PP）本身是無毒材料颤诀，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料字旭。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域崖叫。也可應用于兒童拼圖遗淳、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫归露，EVA泡沫洲脂。 PP是半結晶聚合物斤儿，其熔點一般150~170℃剧包。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS往果、PU發(fā)泡材料疆液，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝陕贮、高溫保溫等領域堕油。MPP集增強、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域掉缺，如汽車卜录、軌道交通，船舶眶明，風機葉片等艰毒。輕質高強的MPP厚板作為結構泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結構泡沫如PVC/PU互穿結構泡沫搜囱、PET結構泡沫等丑瞧，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有： 1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下蜀肘，由于泡孔較小绊汹，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料扮宠，更加降低制品重量和體積西乖。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材坛增，而片材表面不會穿孔浴栽，可應用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板轿偎，提高漫反射率典鸡。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞坏晦。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的萝玷、依賴于泡孔結構的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)。(5) 輕質高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用昆婿。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔球碉，MPP具有極佳的表面保護性能，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域仓蛆。 MPP的阻燃著下游應用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升睁冬，對MPP阻燃要求日益劇增，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低看疙，添加1%即可達到UL94 VTM-2阻燃等級豆拨，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外能庆，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性施禾，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應的優(yōu)點。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品搁胆，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達到非常高效的光老化弥搞，延長MPP長時間在戶外暴曬的時間邮绿，防止材料老化降解； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外攀例，同時還具有形態(tài)顆链化，加工方便粤铭，潔凈傻唾，無粉塵污染等特點。

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PBAT是一種石油基生物可降解塑料 PBAT材料不僅可堆肥也可以生物降解承耿，PBAT生產(chǎn)的生物降解材料是生物堆肥垃圾中心回收生物變廢物時的使用材料冠骄，。主要應用于：全降解包裝袋加袋，全降解包裝用薄膜凛辣，物品內(nèi)襯，盒子內(nèi)托职烧，食品包裝袋等扁誓。那么，生物基塑料和生物可降解塑料到底是什么蚀之？生物基塑料強調(diào)塑料制品的原材料蝗敢，因此未必具有生物可降解性能。而生物可降解塑料則強調(diào)塑料制品的廢棄處理方式（可否分解）足删，這類塑料未必是生物基的寿谴，它也可以是化石基的。在歐洲失受，可堆肥塑料（生物可降解塑料）有完善的法例約束（歐洲標準EN 13432）讶泰。要落實可持續(xù)的塑料政策，就得推行生物垃圾的分類收集拂到，并努力發(fā)展工業(yè)堆肥痪署，而非僅僅紙上談兵。大力發(fā)展可堆肥塑料兄旬，除了要防止其被廢棄在自然環(huán)境中狼犯，還應該把它們集中工業(yè)堆肥，形成塑料處理的“閉環(huán)”领铐∶跎可堆肥塑料雖然被認為是良好的一次性塑料替代品，但它有局限性罐孝。其局限性在于可堆肥塑料仍然是基于“用完即棄”的邏輯呐馆，而非可反復使用的材料。因此莲兢，我們依然將反復使用模式作為主要的塑料政策進行倡導汹来。寧波致微新材料科技有限公司成立于2017年是一家專注于研究、開發(fā)改艇、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)收班，其中推出的PBAT材料，發(fā)泡出應用在禮品內(nèi)襯谒兄、內(nèi)托包裝盒中等等摔桦，在超臨界物理發(fā)泡下使材料做到了無毒、無味承疲、無化學物質殘留邻耕，其表面光滑，質感細膩燕鸽，可印刷兄世，耐摔耐折疊等。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比啊研，微孔發(fā)泡注塑制品具有質量更輕御滩、翹曲和內(nèi)部殘余應力更少、尺寸穩(wěn)定性好党远、成型周期短等一系列優(yōu)點削解。目前，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術中應用為廣泛的工藝之一沟娱，具有操作簡單氛驮、效率高、能夠生產(chǎn)復雜制件济似，且能耗少柳爽，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念碱屁，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求磷脯。然而，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)生大量變形娩脾，泡孔尺寸分布不均勻赵誓，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷柿赊，制約了其力學性能的提高和外觀視覺俩功，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用。家復合改性聚合物材料工程技術研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置碰声，利用化學欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響诡蜓。研究發(fā)現(xiàn)，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胰挑，改善了泡孔的形態(tài)蔓罚。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP椿肩、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行塑化豺谈。然后打開氣體反壓裝置郑象，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2茬末，0.4厂榛，0.6，0.8?MPa的氣體丽惭，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡击奶，冷卻后，取出PP發(fā)泡樣品责掏。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后柜砾，熔體壓力瞬間達到大值。隨著GCP從0增加至0.8?MPa拷橘，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa局义，注射完成后，隨著氣體的排出冗疮，熔體壓力瞬間下降萄唇，隨著冷卻收縮，熔體壓力逐漸趨于0?MPa术幔。由此可知另萤，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境诅挑。CP對泡孔質量的影響在沒有施加氣體反壓時四敞，由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動剪切變形拔妥，導致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大忿危，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)象没龙，泡孔形貌極不規(guī)則铺厨，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)硬纤。同時發(fā)現(xiàn)解滓，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小筝家，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉變洼裤，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布溪王。當GCP達到0.8?MPa時腮鞍，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)值骇，此時整體泡孔的變形較小。是因為GCP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用缕减，GCP值越大雷客，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大芒珠，泡孔受到熔體的約束力大桥狡，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對結構參數(shù)的影響CP對泡孔結構參數(shù)的影響如下圖所示皱卓」ィ可知，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%娜汁；隨著GCP的增大嫂易，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時掐禁，升高至26.7%怜械。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%傅事，這說明GCP可以減小泡孔變形層缕允，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計蹭越，如下圖所示障本，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢响鹃，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大驾霜，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度买置，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距粪糙，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計忿项，見圖c蓉冈，隨著GCP的增加，當GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小倦卖，但隨著GCP的進一步增大洒擦，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大怕膛，使得泡孔的成核臨界能壘升高熟嫩，泡孔的成核速率下降，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱褐捻，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長掸茅，因此熔體壓力越大椅邓，泡孔直徑越大。

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近年來綜合性能優(yōu)異昧狮、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”景馁，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。超臨界二氧化碳(CO2)發(fā)泡聚合物技術是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關鍵核心技術逗鸣，近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術領域取得了實質性突破合住，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)化和強化技術。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類撒璧⊥父穑化學發(fā)泡劑存在化學殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用卿樱，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高僚害，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑繁调，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術作為綠色制造技術萨蚕，已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物后會引起熔點蹄胰、表面張力和黏度下降岳遥、結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烤送。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結晶聚合物寒随，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔帮坚，可操作窗口窄妻往。因此，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试和。為了攻克這一難題讯泣，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院阅悍、浙江新恒泰好渠、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系节视、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)化拳锚、強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)化構建流場結構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術創(chuàng)新寻行。趙玲介紹霍掺，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結晶的制約，又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸穩(wěn)定成型杆烁⊙览觯基于這一發(fā)泡機制，他們開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料兔魂，以及能改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑烤芦。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率，氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設備體積;同時釜壓發(fā)泡析校、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計构罗，保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場勺良，實現(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)绰播。利用上述創(chuàng)新技術骄噪，項目團隊建設了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置尚困，實現(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)泡裝置链蕊，生產(chǎn)效率提高25%事甜，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)滔韵，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元逻谦、利稅1.09億元。此外陪蜻，該團隊已獲得授權發(fā)明專利8件邦马、實用新型專利8件;相關研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應用宴卖，因其具有的優(yōu)異機械性能和無毒（低毒）滋将、絕熱、隔音症昏、絕緣随闽、緩沖、輕量化等性能肝谭，在新能源汽車領域的應用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機掘宪。隨著國民對于環(huán)保、綠色攘烛、安全魏滚、舒適要求愈加苛刻，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術和具備可阻燃坟漱、可（完全）降解鼠次、可導電等新型發(fā)泡材料受到追捧，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學化工學院趙玲教授領銜的《高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強化》項目斬獲科技進步獎一等獎须眷，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷竖瘾，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領域成功應用，包括新能源汽車動力電池墊片等等花颗，引領了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應用捕传。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點發(fā)泡材料具有較好防震緩沖、隔音扩劝、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性庸论，其在汽車領域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材、汽車減震棒呛、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等聂示。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料，如地板簇秒、頂棚鱼喉、方向盤、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料趋观，這種材料耐候性能較差扛禽，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著皱坛，對汽車輕量化提出了更高要求编曼。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下剩辟，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向掐场。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領域的布局贩猎。發(fā)泡材料在新能源汽車領域的新應用新能源電動汽車的技術關鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術及安全性能熊户。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融欧。在暴雨敏弃、淺灘、霧霾等極端條件下噪馏，為滿足汽車行駛過程中動力電池的密封和緩沖保護的要求麦到，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應用到動力電池上。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量欠肾、提升安全性瓶颠，大量使用有機硅發(fā)泡灌封材料來保護單個電芯，可在一定時間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導致熱失控刺桃。由于特斯拉在動力電池組技術方便的標桿作用粹淋，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下，微孔發(fā)泡技術讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領域桃移，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一屋匕。2018年，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應用技術開發(fā)列為重點課題借杰。日常生活中过吻，當人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時蔗衡，都會十分在意其材質是否無毒無味纤虽、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異绞惦、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”逼纸，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種济蝉。聚丙烯作為產(chǎn)量大杰刽、增長量快、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一堆生，其高品質發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領域的熱點與難點专缠。其中，超臨界CO2（二氧化碳）發(fā)泡聚合物技術是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關鍵核心技術淑仆。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術2016年，由華東理工大學牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎材料技術提升與產(chǎn)業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術”獲準立項哥力。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝蔗怠，開展聚合物輕量化的應用基礎—共性技術—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作。據(jù)項目團隊專家介紹吩跋，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類寞射。化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留锌钮、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點桥温；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用梁丘；一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高或價格昂貴侵浸，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候氛谜、火災危險掏觉、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體值漫，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術澳腹，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降酱塔、結晶行為改變等一系列變化沥邻，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結晶聚合物羊娃，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制谋国，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔迁沫，可操作窗口窄芦瘾。因此，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集畅。了攻克這一難題近弟，近年來，團隊聯(lián)合無錫會通挺智、中石化北化院祷愉、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位赦颇，在合適物料體系二鳄、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、強化和工程化等系列工作媒怯，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)化構建流場結構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機制订讼，開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料，以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑扇苞；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率欺殿，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積；釜壓發(fā)泡鳖敷、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計保證了均勻的壓力場脖苏、溫度場和速度場，成功實現(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)定踱。目成果利用上述創(chuàng)新技術棍潘，項目已成功建設了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造崖媚；新建了4套亦歉、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%至扰，成品率提高到99%以上鳍徽；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億敢课，利稅1.09億阶祭。隨著應用市場快速開拓绷杜，2019年共推廣新建了13套裝置，市場占有率高和競爭力強濒募。項目團隊獲得授權發(fā)明專利8件鞭盟、實用新型專利8件；相關研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文瑰剃，“國外同行認為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為齿诉。”科技查新表明晌姚，模壓發(fā)泡的工程化技術達到國際領先水平粤剧，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強化技術具有國內(nèi)外新穎性。