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日常生活中吼具，當人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時矩距，都會十分在意其材質是否無毒無味拗盒、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異锥债、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”陡蝇，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種哮肚。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登夫。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上，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允趟。跳轉閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦恼策，這里有近千位化學化工醫(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)展重點領域布局綠色制造新技術輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領域，發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段潮剪。隨著航天航空涣楷、國防、能源抗碰、交通狮斗、包裝、電器弧蝇、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展碳褒，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱、隔音看疗、絕緣沙峻、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)量大鹃觉、增長量快专酗、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一，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盗扇。2016年祷肯，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。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝疗隶，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)工作佑笋。據(jù)趙玲介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類斑鼻〗常化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留、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蜀备，已逐漸被禁止和限制使用关摇；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，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全碾阁。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候输虱、火災危險、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端脂凶，超臨界流體宪睹，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關鍵共性技術蚕钦，而且CO2進入聚合物后會引起熔點亭病、表面張力和粘度下降、結晶行為改變等一系列變化嘶居，可以制備微孔甚至納米泡孔材料罪帖。聚丙烯是結晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制食听，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品胸蛛；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄樱报。因此葬项，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。為了攻克這一難題迹蛤，近年來民珍，華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院盗飒、浙江新恒泰嚷量、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系逆趣、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)化蝶溶、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”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)泡機制宣渗，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)泡專用料抖所，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；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率痕囱，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積田轧；釜壓發(fā)泡、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鞍恢、溫度場和速度場傻粘，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)每窖。

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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型，應用方向弦悉，性能要求窒典。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代警绩，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件崇败。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設計和制造水平高低的一個重要標志肩祥，塑料飾件的大量應用，促進了汽車的減重節(jié)能缩膝，提高了汽車的美觀舒適度混狠。PP以密度小、性價比高疾层、具有優(yōu)異的耐熱性能将饺、耐化學藥品腐蝕性、剛性痛黎、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用予弧。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。由于高性能基礎樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長湖饱、投資巨大掖蛤、技術要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術井厌，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛蚓庭、更有效、更經(jīng)濟仅仆、更實用的改性器赞。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性、機械的強度和抗斷裂性無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”墓拜。是由 PP樹脂港柜、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、碳酸鈣等無機填料的復合物咳榜，其主要用于汽車保險杠的注射成型夏醉，且改性PP保險杠具有成本低、質輕贿衍、易涂裝授舟、可循環(huán)使用等優(yōu)點∶潮玻滑石粉填充改性PP材料具有高剛性释树、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率肠槽，且其抗化學腐蝕性能強，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能奢啥，提高材料的模量和熱變形溫度秸仙。玻璃纖維增強改性PP玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應用(如在前端模塊、儀表板骨架桩盲、車門模塊等典型部件的應用)是多年來的研究熱點之一寂纪。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結構。10～25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度赌结、剛度捞蛋、韌性，以及尺寸穩(wěn)定性好柬姚、翹曲度低等優(yōu)勢拟杉。此外，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能量承，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變搬设。與金屬材料和熱固性復合材料相比，LG-FPP的密度低撕捍，相同部件的質量可減輕20%～50%;LGFPP能為設計人員提供更大的設計靈活性拿穴，可成型形狀復雜的部件、提高集成汽車零部件的能力忧风、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)默色、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%，鋁制品的35%～50%)阀蒂、簡化裝配工序该窗。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品，具有強度高蚤霞、熱膨脹系數(shù)低酗失、耐高溫、阻燃性能好昧绣、低浮纖规肴、低翹曲、低收縮 等特點夜畴。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度拖刃，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質，其具有質輕贪绘、耐熱兑牡、耐高溫等優(yōu)點。隨著汽車輕量化的發(fā)展税灌，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑均函，目前其在汽車內(nèi)飾上的應用也越來越多亿虽，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車苞也、工程機械車占20% 洛勉，客車、商務車占35%如迟。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料收毫，因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車殷勘，不僅增加了制造成本此再，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學發(fā)泡劑為氣源劳吠，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)引润，注入模腔后氣體在擴散內(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痒玩，且其理想的泡孔直徑應 <50μm ，但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 议慰。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡蠢古、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件别凹，如車身門板草讶、尾門、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條炉菲、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等堕战。利用微發(fā)泡技術可使PP制品的質量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重拍霜，注射壓力降低約30%～50% 嘱丢，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%祠饺，同時還能提高汽車的節(jié)能性越驻，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性道偷，使產(chǎn)品和模具的設計更靈活缀旁。在一些部件中，如汽車風管勺鸦、風道并巍，還可實現(xiàn)隔熱、降噪的效果换途，減少后道工序的成本懊渡。 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性能刽射，作為汽車車頂，可降低汽車的質量距贷，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件柄冲，有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對于工程塑料來說忠蝗，PP现横、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阁最、質輕戒祠、成本低的優(yōu)勢，因而被越來越多地應用于汽車以及其他領域速种，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差姜盈，而這一性能卻是儀表板、操控臺和門板表皮等汽車內(nèi)部應用部件的關鍵性能配阵，也是汽車外部應用部件馏颂、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一，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棋傍，同時還有利于涂色救拉，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。通過添加涂層瘫拣、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能亿絮，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復合材料。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料麸拄，因其可塑性強派昧、質輕、回收再利用率高等特性拢切，在汽車工業(yè)中的應用非常廣泛蒂萎，無論是內(nèi)飾件、外飾件還是功能性結構件失球，都越來越多地用到了塑料岖是。我國汽車保有量達到1.75億輛，對應用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要实苞，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場豺撑，是一個前景廣闊的領域，學術界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐黔牵。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比聪轿，微孔發(fā)泡注塑制品具有質量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應力更少猾浦、尺寸穩(wěn)定性好陆错、成型周期短等一系列優(yōu)點灯抛。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音瓷，具有操作簡單对嚼、效率高、能夠生產(chǎn)復雜制件绳慎，且能耗少纵竖，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念杏愤，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求靡砌。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)生大量變形珊楼，泡孔尺寸分布不均勻通殃，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷厕宗，制約了其力學性能的提高和外觀視覺画舌，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用。國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)的氣體反壓裝置已慢，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)泡行為的影響骗炉。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蛇受，改善了泡孔的形態(tài)。實驗方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP厕鹃、發(fā)泡劑(AC)兢仰、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。然后打開氣體反壓裝置剂碴，在型腔中分別注入固定的GCP為0把将，0.2，0.4忆矛，0.6察蹲，0.8 MPa的氣體，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡催训，冷卻后洽议，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漫拭，熔體壓力瞬間達到值亚兄。隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa采驻，注射完成后审胚，隨著氣體的排出匈勋，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮膳叨，熔體壓力逐漸趨于0 MPa洽洁。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力菲嘴，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境饿自。 GCP對泡孔質量的影響在沒有施加氣體反壓時，由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率临谱，泡孔發(fā)生流動剪切變形璃俗，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，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形悉默，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象城豁，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小抄课，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)唱星。同時發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大跟磨，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小间聊，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉變，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大抵拘，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布哎榴。當GCP達到0.8 MPa時，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)僵蛛，此時整體泡孔的變形較小尚蝌。這是因為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，GCP值越大充尉，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大飘言，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形驼侠。GCP對泡孔結構參數(shù)的影響GCP對泡孔結構參數(shù)的影響如下圖所示姿鸿。可知倒源，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%苛预；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高相速，GCP為0.8 MPa時碟渺，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，從63.7%下降到45.4%苫拍，這說明GCP可以減小泡孔變形層芜繁，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)計绒极，如下圖所示骏令，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢垄提，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大榔袋，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泡孔變形度铡俐，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距凰兑，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)計审丘，見圖c吏够，隨著GCP的增加，當GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小滩报，但隨著GCP的進一步增大锅知，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脓钾，使得泡孔的成核臨界能壘升高售睹，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可训，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長昌妹，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大握截。GCP提高了充模時的熔體壓力捺宗，有效地降低了泡孔的變形，且隨著GCP的升高川蒙，泡孔直徑增大，泡孔密度下降长已，發(fā)泡材料的質量減少整體趨于不變畜眨。結論隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa术瓮，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小康聂，減小了泡孔受到的流動剪切力。隨著GCP的增大胞四，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%恬汁，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304，泡孔的平均長度增大辜伟。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌氓侧，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力脊另，提高了注塑充模階段的熔體壓力，使得臨界成核點后移约巷，泡孔的成核長大在充模后進行偎痛，進而改善了制品泡孔的形貌。

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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独郎，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踩麦，。主要應用于：全降解包裝袋氓癌，全降解包裝用薄膜谓谦，物品內(nèi)襯，盒子內(nèi)托贪婉，食品包裝袋等反粥。那么，生物基塑料和生物可降解塑料到底是什么谓松？生物基塑料強調(diào)塑料制品的原材料星压，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）鬼譬，這類塑料未必是生物基的娜膘，它也可以是化石基的。在歐洲优质，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）竣贪。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巩螃，并努力發(fā)展工業(yè)堆肥演怎，而非僅僅紙上談兵。大力發(fā)展可堆肥塑料避乏，除了要防止其被廢棄在自然環(huán)境中爷耀，還應該把它們集中工業(yè)堆肥，形成塑料處理的“閉環(huán)”拍皮〈醵＃可堆肥塑料雖然被認為是良好的一次性塑料替代品，但它有局限性铆帽。其局限性在于可堆肥塑料仍然是基于“用完即棄”的邏輯咆耿，而非可反復使用的材料。因此爹橱，我們依然將反復使用模式作為主要的塑料政策進行倡導萨螺。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)、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)慰技，其中推出的PBAT材料椭盏，發(fā)泡出應用在禮品內(nèi)襯、內(nèi)托包裝盒中等等惹盼，在超臨界物理發(fā)泡下使材料做到了無毒庸汗、無味、無化學物質殘留手报，其表面光滑蚯舱，質感細膩，可印刷掩蛤，耐摔耐折疊等枉昏。