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年來綜合性能優(yōu)異混弥、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”，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種对省。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)蝗拿，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破，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(shù)蒿涎。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類哀托。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留劳秋、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仓手，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胖齐，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑嗽冒，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)呀伙，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)，而且CO2進入聚合物后會引起熔點添坊、表面張力和黏度下降剿另、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贬蛙。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物雨女，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;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔阳准，可操作窗口窄氛堕。因，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野蝇。為了攻克這一難題讼稚，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院浪耘、浙江新恒泰乱灵、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系七冲、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)化痛倚、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(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新澜躺。趙玲介紹蝉稳，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約掘鄙，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型耘戚。基于這一發(fā)泡機制操漠，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)泡專用料收津，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。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率浊伙，氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(fā)泡撞秋、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，保證了均勻的壓力場嚣鄙、溫度場和速度場吻贿，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)哑子，項目團隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置舅列，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套肌割、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，生產(chǎn)效率提高25%帐要，成品率提高到99%以上把敞，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元宠叼、利稅1.09億元先巴。此外，該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件冒冬、實用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文伸蚯。趙玲表示，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強简烤，除聚丙烯外剂邮，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成横侦。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料挥萌，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域枉侧，還可滿足兒童玩具引瀑、食品、醫(yī)療榨馁、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求憨栽。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域翼虫，如新能源汽車動力電池墊片屑柔、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜珍剑、防彈衣背板等掸宛。

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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP，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微米招拙，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)唧瘾。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震别凤、緩沖饰序、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝闻妓、交通工具、箱包掠械、體育器材等領(lǐng)域由缆，是傳統(tǒng)EVA注祖、PU、PS發(fā)泡材料均唉、EPE和EPP的替代物是晨。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導(dǎo)入聚丙烯材料基體舔箭，并誘導(dǎo)其成核罩缴、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料层扶。發(fā)泡過程清潔無污染箫章，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)镜会，因此可回收循環(huán)使用檬寂。丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料戳表。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械桶至、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖匾旭、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域镣屹，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫价涝。PP是半結(jié)晶聚合物女蜈，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE飒泻、PS鞭光、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達120℃泞遗，因此MPP特別適合高溫包裝惰许、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強史辙、隔熱和降噪為一體汹买，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車聊倔、軌道交通晦毙，船舶，風(fēng)機葉片等耙蔑。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用见妒，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等甸陌，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用须揣。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)下盐股，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小耻卡。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料疯汁，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控卵酪，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材幌蚊，而片材表面不會穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝溃卡。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在溢豆，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率塑煎。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流沫换，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的最铁、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)讯赏。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔冷尉，MPP具有極佳的表面保護性能漱挎，可應(yīng)用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領(lǐng)域。

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新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展之本雀哨，可降解塑料是新興的塑料新材料磕谅。隨著全球?qū)Ω纳骗h(huán)境的訴求越來越強烈，使用生物降解塑料被認為是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解決方案雾棺。著眼于中國的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)膊夹，生物基生物降解塑料全生命周期排放的溫室氣體總量較低。在此背景下捌浩，本報告深入研究可降解塑料行業(yè)現(xiàn)狀放刨。從性能上看，PLA尸饺、PBAT进统、PHA等生物降解塑料性能接近普通塑料，為替代不可降解塑料創(chuàng)造了條件浪听；從技術(shù)上看螟碎，PLA生產(chǎn)的中間原料丙交酯技術(shù)難以完全突破，限制產(chǎn)能釋放迹栓，而PBAT國內(nèi)生產(chǎn)工藝不受限于國外掉分，產(chǎn)能快速擴張；從應(yīng)用上看，可降解塑料主要應(yīng)用在餐飲酥郭、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域尔崔。根據(jù)艾瑞測算，至2025年褥民，外賣包裝、農(nóng)膜和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)尫趴山到馑芰闲枨?94.8億元洗搂、72.7億元和0.172億元消返。長遠來看，可降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨不確定性：一耘拇，可降解塑料的成本高于傳統(tǒng)塑料撵颊，靠政策驅(qū)動的市場可持續(xù)性存在風(fēng)險，產(chǎn)品的推廣最終取決于產(chǎn)業(yè)降本提效的空間惫叛；二倡勇，國內(nèi)掌握生物降解塑料技術(shù)的企業(yè)不多，而且在關(guān)鍵環(huán)節(jié)與國外企業(yè)相比仍有較大差異嘉涌，若后續(xù)技術(shù)無法突破妻熊，存在產(chǎn)能無法按時釋放的風(fēng)險；三仑最，多數(shù)可降解塑料的降解基于工業(yè)堆肥集中處理或特定的溫度扔役、濕度、菌類等條件警医，而實際在使用后亿胸，能否有效地收集可降解塑料并滿足降解的環(huán)境條件還有待驗證。

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央廣網(wǎng)上海9月17日消息（記者唐奇云 通訊員張婷）日常生活中预皇，當(dāng)人們購買兒童玩具侈玄、家具用品等塑料制品時，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味吟温、綠色環(huán)保序仙，近年來綜合性能優(yōu)異、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”溯街，日益受到熱捧诱桂，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。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)呈昔。在第22屆工博會高校展區(qū)挥等，華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項目，聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用堤尾。該項目也是2019年度上海市科技進步獎一等獎項目肝劲。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實驗裝置（央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖）鎖定新材料發(fā)展重點領(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)展重點領(lǐng)域，發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段辞槐。隨著航天航空掷漱、國防、能源榄檬、交通卜范、包裝、電器鹿榜、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展海雪，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱、隔音舱殿、絕緣奥裸、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切。聚丙烯作為產(chǎn)量大沪袭、增長量快湾宙、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一，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)域的熱點與難點冈绊。016年侠鳄，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎(chǔ)材料技術(shù)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(shù)”獲準(zhǔn)立項，該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝死宣，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)工作畦攘。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)泡劑兩大類十电≈海化學(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)泡倍率等缺點鹃骂；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用台盯，已逐漸被禁止和限制使用；一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高畏线，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全静盅。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險寝殴、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端蒿叠，超臨界流體，特別是超臨界CO2蚣常，發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)市咽，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進入聚合物后會引起熔點抵蚊、表面張力和粘度下降施绎、結(jié)晶行為改變等一系列變化溯革，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物谷醉，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制致稀，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俱尼，可操作窗口窄抖单。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遇八。為了攻克這一難題臭猜，近年來華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院押蚤、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位羹应，在合適物料體系揽碘、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园匹，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)泡機制雳刺，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(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑裸违；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率掖桦，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設(shè)備體積；釜壓發(fā)泡供汛、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)計保證了均勻的壓力場枪汪、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)怔昨。

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彈性體材料是指在受到外力或變形時雀久，能夠恢復(fù)原狀或者接近原狀的材料。其最基本的特性就是彈性趁舀，即在受到一定的外力作用后能夠發(fā)生彈性變形赖捌，然后在去除外力后能夠自動恢復(fù)原狀的能力。因此矮烹，彈性體材料在工業(yè)制造越庇、機械制造和航天、軍事等領(lǐng)域中扮演著重要的角色奉狈。 彈性體材料最典型的代表就是橡膠卤唉。橡膠具有較高的彈性和機械強度，具有良好的抗拉仁期、抗壓搬味、抗撕裂和耐磨性能境氢，適用于制作各種密封圈、彈簧碰纬、橡膠管等重要的機械零部件萍聊。除了橡膠之外，還有許多其他的彈性體材料悦析，例如聚合物材料寿桨、彈性泡沫等，這些材料都具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域强戴。由于彈性體材料具有良好的柔韌性和粘性亭螟，因此可以用于制作各種居家用品、文具用品骑歹、玩具等预烙。此外，彈性體材料還可以用于醫(yī)療領(lǐng)域中道媚，例如制作假肢和支架等醫(yī)療器械扁掸。在軍事領(lǐng)域中，彈性體材料可以用于制造坦克履帶最域、防彈衣和車胎等軍事裝備谴分，具有重要的戰(zhàn)略意義。彈性體材料是現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的一種材料镀脂，其廣泛應(yīng)用于制造牺蹄、機械、醫(yī)療薄翅、軍事等領(lǐng)域沙兰，為推動經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步做出了巨大貢獻。隨著新技術(shù)和新材料的不斷涌現(xiàn)翘魄，相信彈性體材料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)訌V泛僧凰。 TPU材料（熱塑性聚氨酯）是一種由聚醚或聚酯多元醇和二異氰酸酯組成的熱塑性彈性體。它具有優(yōu)異的彈性熟丸、耐磨性训措、耐油性、耐化學(xué)性光羞、耐氧化性和良好的加工性能绩鸣。由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，TPU材料被廣泛應(yīng)用于汽車纱兑、運動鞋呀闻、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械潜慎、玩具捡多、建筑材料等領(lǐng)域蓖康。 POE材料是一種烯烴共聚物，其含量一般在20~50%之間垒手。其優(yōu)異的物理性質(zhì)包括良好的伸展性蒜焊、回彈性、耐磨性科贬、耐撕裂性泳梆、防水性和耐氣候性等。此外榜掌，POE材料還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性优妙，可以在寬廣的溫度和化學(xué)介質(zhì)條件下使用。這些性質(zhì)使得POE材料在各種應(yīng)用領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景憎账。其次套硼，POE材料的制備方法分為物理法和化學(xué)法兩類。物理法主要是采用熔融混合或混合方式將多種材料混合熔融后制成胞皱，而化學(xué)法主要是采用聚合反應(yīng)將不同單體聚合成共聚物邪意。POE材料的物理和化學(xué)制備方法各有優(yōu)缺點，具體制備方法應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用要求而定朴恳。 TPEE材料（熱塑性聚酯彈性體）是一種由聚酯多元醇、二酸和丁二酸酯組成的熱塑性彈性體允蚣。它具有良好的彈性于颖、耐磨性、耐油性嚷兔、耐化學(xué)性森渐、耐氧化性和耐高溫性能。由于其優(yōu)異的性能冒晰，TPEE材料被廣泛應(yīng)用于汽車同衣、電氣電子、醫(yī)療器械壶运、玩具耐齐、運動器材等領(lǐng)域。 彈性體材料的制造工藝十分多樣蒋情，其中最常見的方式就是熱壓模塑和擠出成型埠况。在這些制造過程中，需要考慮材料的成型條件棵癣、工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素辕翰，以確保材料具有足夠的彈性和機械性能。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展狈谊，在彈性體制造領(lǐng)域中也出現(xiàn)了許多新的制造技術(shù)和新材料喜命，例如反應(yīng)注塑沟沙、液相硅膠等，這些新技術(shù)和新材料大大拓寬了彈性體材料的應(yīng)用領(lǐng)域壁榕。