南通聚乳酸發(fā)泡材料定制

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，當(dāng)人們購買兒童玩具扣典、家具用品等塑料制品時妆毕，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保贮尖，近年來綜合性能優(yōu)異设塔、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”，日益受到熱捧远舅，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種闰蛔。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)。在第22屆工博會高校展區(qū)图柏，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”項目序六，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。該項目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎一等獎項目蚤吹。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)域例诀，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裁着。隨著航天航空繁涂、國防、能源二驰、交通扔罪、包裝、電器桶雀、運(yùn)動器械等行業(yè)的快速發(fā)展矿酵，對具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱、隔音矗积、絕緣全肮、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)量大棘捣、增長量快辜腺、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)域的熱點與難點乍恐。016年评疗，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(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝禁熏，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)工作壤巷。據(jù)趙玲介紹邑彪，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類瞧毙。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)泡倍率等缺點宙彪；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用矩动，已逐漸被禁止和限制使用；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高释漆，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全悲没。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險男图、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端示姿，超臨界流體，特別是超臨界CO2逊笆，發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)栈戳，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(jìn)入聚合物后會引起熔點难裆、表面張力和粘度下降子檀、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乃戈。聚丙烯是結(jié)晶聚合物褂痰，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)品症虑；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔缩歪，可操作窗口窄。因此谍憔，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驶冒。為了攻克這一難題，近年來華理趙玲團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通韵卤、中石化北化院骗污、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位沈条，在合適物料體系需忿、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蜡歹，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(jī)制屋厘，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/添加劑月而；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率汗洒，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)泡父款、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溢谤、溫度場和速度場瞻凤，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)。

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國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營企業(yè)加速沖擊世杀，有如洪水阀参。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%，中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%瞻坝，東華能源蛛壳、中景石化、寶豐能源所刀、紹興三圓衙荐、巨正源等民營企業(yè)強(qiáng)勢來攻。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂浮创，薄壁注塑料緊隨其后赫模，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品蒸矛，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)瀑罗，成為天津石化創(chuàng)效利器。T5015M產(chǎn)品在透明度雏掠、加工成型斩祭、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒乡话、沙拉碗摧玫、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)。下一步绑青，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝诬像、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域，不斷擴(kuò)大中高端材料市場份額闸婴。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N坏挠，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場“健康美麗新風(fēng)尚”營銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營銷案例之后，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列邪乍，滿足用戶個性化需求的又一創(chuàng)新降狠。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加庇楞，正成為“新貴”榜配。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會”演講報告：《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應(yīng)用》近年來，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展吕晌，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯蛋褥、汽車部件、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼睛驳、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多烙心。筆者介紹熱成型基本原理及特點膜廊、國內(nèi)熱成型包裝市場概況、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況弃理。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子，如奶茶杯屎蜓、冷飲杯痘昌、快餐杯等，主要用于快餐店炬转、奶茶店辆苔、果凍制品廠等。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主扼劈，部分冷飲采用PET 材質(zhì)驻啤。杯子主要以透明材質(zhì)為主，季節(jié)性較強(qiáng)荐吵，主要用PP原料生產(chǎn)骑冗。1.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥先煎、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒贼涩。這都對樹脂原料提出了更高要求。PET薯蝎，PS 不耐高溫遥倦。PP 耐熱性能較好，價格低廉占锯，易得袒哥，所以成為原料。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形消略，且市場上無針對熱成型的專用料堡称，客戶采用T30S 添加助劑改性，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定艺演、制品成難等問題粮呢。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030，具有耐熱溫度高钞艇，成型方便啄寡，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋哩照、餐盒蓋挺物、杯蓋等，主要用于快餐店飘弧、奶茶店识藤、蛋糕店等.蓋子以透明為主砚著，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干痴昧、薯片稽穆、花生、餃子赶撰、湯圓的包裝舌镶，外面還會有一層包裝，主要使用于速食品廠豪娜。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主餐胀，另外還有乳白色等。一般餃子瘤载、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右否灾，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)，常溫下使用的零食托盤以PET鸣奔，PS 和PP 為主墨技，廠家根據(jù)喜好及價格選擇。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品挎狸。綜上可見健提，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍，樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求伟叛，如加工性能私痹、力學(xué)性能、光學(xué)性能等统刮，同時加工設(shè)備的改進(jìn)提升紊遵，也會對樹脂性能提出更高的要求，二者相互促進(jìn)侥蒙，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品暗膜。熱成型食品包裝用PP特點及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射、擠出鞭衩、吹塑之后学搜，又一重要的加工方式，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對這一市場提供了多個商業(yè)化的PP 牌號论衍。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號瑞佩。國外熱成型專用料多為均聚物，透明無規(guī)共聚物較少坯台，且部分牌號進(jìn)口周期長炬丸，國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主蜒蕾，隨成型機(jī)工藝的進(jìn)步稠炬，片材寬度日益提高焕阿，寬可達(dá)1 000 mm 以上，因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求首启。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD) 以提高片材耐熔垂性能暮屡，但此方式將帶來混料不均、制品透明性受限等問題毅桃。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能褒纲、超高透明度的PP 原料需求日益迫切。

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彈性體材料是指在受到外力或變形時疾嗅，能夠恢復(fù)原狀或者接近原狀的材料外厂。其最基本的特性就是彈性冕象，即在受到一定的外力作用后能夠發(fā)生彈性變形代承，然后在去除外力后能夠自動恢復(fù)原狀的能力。因此渐扮，彈性體材料在工業(yè)制造论悴、機(jī)械制造和航天、軍事等領(lǐng)域中扮演著重要的角色墓律。 彈性體材料最典型的代表就是橡膠膀估。橡膠具有較高的彈性和機(jī)械強(qiáng)度，具有良好的抗拉耻讽、抗壓察纯、抗撕裂和耐磨性能，適用于制作各種密封圈针肥、彈簧饼记、橡膠管等重要的機(jī)械零部件。除了橡膠之外慰枕，還有許多其他的彈性體材料具则，例如聚合物材料、彈性泡沫等具帮，這些材料都具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域博肋。由于彈性體材料具有良好的柔韌性和粘性，因此可以用于制作各種居家用品蜂厅、文具用品匪凡、玩具等。此外掘猿，彈性體材料還可以用于醫(yī)療領(lǐng)域中锹雏，例如制作假肢和支架等醫(yī)療器械。在軍事領(lǐng)域中术奖，彈性體材料可以用于制造坦克履帶礁遵、防彈衣和車胎等軍事裝備轻绞，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佣耐，其廣泛應(yīng)用于制造政勃、機(jī)械、醫(yī)療兼砖、軍事等領(lǐng)域奸远，為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著新技術(shù)和新材料的不斷涌現(xiàn)讽挟，相信彈性體材料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)訌V泛懒叛。 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)異的彈性耽梅、耐磨性薛窥、耐油性、耐化學(xué)性眼姐、耐氧化性和良好的加工性能诅迷。由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，TPU材料被廣泛應(yīng)用于汽車众旗、運(yùn)動鞋罢杉、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械贡歧、玩具滩租、建筑材料等領(lǐng)域。 POE材料是一種烯烴共聚物利朵，其含量一般在20~50%之間律想。其優(yōu)異的物理性質(zhì)包括良好的伸展性、回彈性哗咆、耐磨性蜘欲、耐撕裂性、防水性和耐氣候性等晌柬。此外姥份，POE材料還具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，可以在寬廣的溫度和化學(xué)介質(zhì)條件下使用年碘。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)用前景澈歉。其次，POE材料的制備方法分為物理法和化學(xué)法兩類屿衅。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埃难，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。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)用要求而定涡尘。 TPEE材料（熱塑性聚酯彈性體）是一種由聚酯多元醇忍弛、二酸和丁二酸酯組成的熱塑性彈性體。它具有良好的彈性考抄、耐磨性细疚、耐油性、耐化學(xué)性川梅、耐氧化性和耐高溫性能疯兼。由于其優(yōu)異的性能，TPEE材料被廣泛應(yīng)用于汽車贫途、電氣電子吧彪、醫(yī)療器械、玩具丢早、運(yùn)動器材等領(lǐng)域姨裸。 彈性體材料的制造工藝十分多樣，其中最常見的方式就是熱壓模塑和擠出成型香拉。在這些制造過程中啦扬，需要考慮材料的成型條件中狂、工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素凫碌，以確保材料具有足夠的彈性和機(jī)械性能。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展胃榕，在彈性體制造領(lǐng)域中也出現(xiàn)了許多新的制造技術(shù)和新材料盛险，例如反應(yīng)注塑、液相硅膠等勋又，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)域苦掘。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕楔壤、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點泡孩。目前爹谭，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，具有操作簡單隙畜、效率高抖部、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件，且能耗少议惰，符合節(jié)約材料慎颗，降低成本這一發(fā)展理念，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而俯萎，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)生大量變形傲宜，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕夫啊、銀紋等缺陷蛋哭，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用涮母。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)隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置谆趾，利用化學(xué)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。研究發(fā)現(xiàn)叛本，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沪蓬，改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP来候、發(fā)泡劑(AC)跷叉、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。然后打開氣體反壓裝置营搅，在型腔中分別注入固定的GCP為0云挟，0.2，0.4转质，0.6园欣，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(jìn)行發(fā)泡休蟹，冷卻后沸枯，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赂弓，熔體壓力瞬間達(dá)到大值绑榴。隨著GCP從0增加至0.8?MPa，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa盈魁，注射完成后翔怎，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降杨耙，隨著冷卻收縮赤套，熔體壓力逐漸趨于0?MPa。由此可知按脚，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力于毙，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時辅搬，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率唯沮，泡孔發(fā)生流動剪切變形脖旱，導(dǎo)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)很大的變形介蛉，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象萌庆，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小币旧，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)践险。同時發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大吹菱，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小巍虫，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，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大鳍刷，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布占遥。當(dāng)GCP達(dá)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)输瓜，此時整體泡孔的變形較小瓦胎。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值越大尤揣，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大搔啊，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形北戏。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示负芋。可知最欠，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%示罗；隨著GCP的增大惩猫，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高芝硬，GCP為0.8 MPa時，升高至26.7%轧房。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拌阴，從63.7%下降到45.4%，這說明GCP可以減小泡孔變形層奶镶，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍迟赃。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計，如下圖所示厂镇，泡孔的平均長度隨著GCP的增加纤壁，整體呈現(xiàn)減小的趨勢，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大捺信，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小酌媒，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可以減小泡孔長度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小秒咨。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計喇辽，見圖c，隨著GCP的增加雨席，當(dāng)GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小菩咨，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陡厘。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大抽米，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降糙置，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱缨硝，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長，因此熔體壓力越大罢低，泡孔直徑越大查辩。

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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代网持，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件宜岛。塑料在汽車上的應(yīng)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(shè)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志功舀，塑料飾件的大量應(yīng)用萍倡，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度辟汰。P以密度小列敲、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能帖汞、耐化學(xué)藥品腐蝕性戴而、剛性、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(yīng)用翩蘸。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢所意。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大催首、技術(shù)要求高扶踊，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛郎任、更有效秧耗、更經(jīng)濟(jì)、更實用的改性舶治。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體分井，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔胶台。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上杂抽，可以明顯減輕重量和成型的周期诈唬，大大降低機(jī)臺的鎖模力，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小缩麸、平直度高铸磅，沒有縮水，尺寸穩(wěn)定杭朱，成型視窗大等特點阅仔，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨具優(yōu)勢，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向弧械。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件八酒。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑刃唐，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多羞迷，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車画饥、工程機(jī)械車占20% 衔瓮，客車、商務(wù)車占35% 抖甘。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料热鞍。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車衔彻，不僅增加了制造成本薇宠，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體艰额，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源澄港，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下悴晰，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡慢睡，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <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 铡溪。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等泪喊，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件棕硫，如車身門板、尾門袒啼、風(fēng)道等哈扮；擠出微發(fā)泡適用于密封條纬纪、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等滑肉。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 包各，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)高50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 靶庙，鎖模力降低約20% 问畅，循環(huán)周期減少10%～15%，同時還能提高汽車的節(jié)能性六荒，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)高30%的節(jié)能护姆，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活掏击。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能卵皂，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量砚亭，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件灯变，有利于汽車的輕量化。

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年來綜合性能優(yōu)異捅膘、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”柒凉，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(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)篓跛，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破膝捞，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)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類愧沟∈咭В化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(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;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用沐寺，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^高林艘，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑混坞，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)狐援，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(jìn)入聚合物后會引起熔點究孕、表面張力和黏度下降啥酱、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厨诸。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物镶殷，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(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔微酬，可操作窗口窄绘趋。因颤陶，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。為了攻克這一難題陷遮，趙玲團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通滓走、中石化北化院、浙江新恒泰帽馋、鎮(zhèn)海煉化等單位搅方，在合適物料體系、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)化茬斧、強(qiáng)化和工程化等系列工作腰懂，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。趙玲介紹项秉，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡绣溜，既可突破結(jié)晶的制約，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型娄蔼〔烙鳎基于這一發(fā)泡機(jī)制，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)泡專用料岁诉，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑锚沸。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(shè)備體積;同時釜壓發(fā)泡涕癣、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)計哗蜈，保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場坠韩，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)距潘。利用上述創(chuàng)新技術(shù)，項目團(tuán)隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置只搁，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套音比、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%氢惋，成品率提高到99%以上洞翩，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元焰望、利稅1.09億元骚亿。此外，該團(tuán)隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件柿估、實用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文循未。趙玲表示，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)秫舌，除聚丙烯外的妖，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)完成足陨。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料嫂粟，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)域墨缘，還可滿足兒童玩具星虹、食品、醫(yī)療镊讼、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求宽涌。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)域蝶棋，如新能源汽車動力電池墊片卸亮、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜玩裙、防彈衣背板等兼贸。