杭州TPEE材料定制

近年來綜合性能優(yōu)異、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”稚晚，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種崇堵。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)型诚，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)性突破客燕，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)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類狰贯∫泊辏化學(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涵紊，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^高傍妒，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑摸柄，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)颤练，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驱负、表面張力和黏度下降嗦玖、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跃脊。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物宇挫，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酪术，可操作窗口窄器瘪。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。為了攻克這一難題橡疼，趙玲團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通援所、中石化北化院、浙江新恒泰欣除、鎮(zhèn)海煉化等單位任斋，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)化耻涛、強化和工程化等系列工作废酷，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。趙玲介紹抹缕，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡澈蟆，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)定成型卓研∨糠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)泡專用料奏赘，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑寥闪。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)泡磨淌、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)計疲憋，保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場梁只，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)缚柳。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)泡裝置搪锣，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套秋忙、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%构舟，成品率提高到99%以上灰追，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元狗超、利稅1.09億元弹澎。此外，該團(tuán)隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件抡谐、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

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新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展之本裁奇，可降解塑料是新興的塑料新材料。隨著全球?qū)Ω纳骗h(huán)境的訴求越來越強烈麦撵，使用生物降解塑料被認(rèn)為是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解決方案刽肠。著眼于中國的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)溃肪，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。在此背景下音五，本報告深入研究可降解塑料行業(yè)現(xiàn)狀惫撰。從性能上看，PLA躺涝、PBAT厨钻、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)造了條件坚嗜；從技術(shù)上看夯膀，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)能釋放苍蔬，而PBAT國內(nèi)生產(chǎn)工藝不受限于國外诱建，產(chǎn)能快速擴張；從應(yīng)用上看碟绑，可降解塑料主要應(yīng)用在餐飲俺猿、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。根據(jù)艾瑞測算格仲，至2025年押袍，外賣包裝、農(nóng)膜和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)尫趴山到馑芰闲枨?94.8億元凯肋、72.7億元和0.172億元谊惭。長遠(yuǎn)來看，可降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨不確定性：一否过，可降解塑料的成本高于傳統(tǒng)塑料午笛，靠政策驅(qū)動的市場可持續(xù)性存在風(fēng)險惭蟋，產(chǎn)品的推廣最終取決于產(chǎn)業(yè)降本提效的空間苗桂；二，國內(nèi)掌握生物降解塑料技術(shù)的企業(yè)不多告组，而且在關(guān)鍵環(huán)節(jié)與國外企業(yè)相比仍有較大差異煤伟，若后續(xù)技術(shù)無法突破，存在產(chǎn)能無法按時釋放的風(fēng)險木缝；三便锨，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、濕度我碟、菌類等條件放案，而實際在使用后，能否有效地收集可降解塑料并滿足降解的環(huán)境條件還有待驗證矫俺。

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什么是MPP吱殉？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯掸冤，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(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)友雳。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在稿湿，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖押赊、隔熱和吸聲等性能饺藤，可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具流礁、箱包涕俗、體育器材等領(lǐng)域，是傳統(tǒng)EVA神帅、PU咽袜、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的佳替代物枕稀。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)询刹。通用的PP由于其是線性的半結(jié)晶聚合物，加工窗口較窄萎坷，且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)凹联。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?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體哆档，并誘導(dǎo)其成核蔽挠、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料瓜浸。發(fā)泡過程清潔無污染澳淑，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)插佛，因此可回收循環(huán)使用杠巡。聚丙烯（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雇寇。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械氢拥、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖锨侯、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域嫩海，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫囚痴。 PP是半結(jié)晶聚合物叁怪，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE深滚、PS奕谭、PU發(fā)泡材料耳璧，MPP的使用溫度可達(dá)120℃，因此MPP特別適合高溫包裝展箱、高溫保溫等領(lǐng)域旨枯。MPP集增強、隔熱和降噪為一體混驰，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域攀隔，如汽車、軌道交通栖榨，船舶昆汹，風(fēng)機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用婴栽，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫满粗、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用愚争。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)下映皆，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小轰枝。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料捅彻，更加降低制品重量和體積。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控鞍陨，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材步淹，而片材表面不會穿孔，可應(yīng)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诚撵，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板缭裆，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流寿烟，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞澈驼。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)韧衣。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用盅藻。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能畅铭，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。 MPP的阻燃著下游應(yīng)用范圍的不斷擴大以及性能要求的提升，對MPP阻燃要求日益劇增，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低膜赃，添加1%即可達(dá)到UL94 VTM-2阻燃等級叹坦，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響窗价，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外赂苗，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性屈糊，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(yīng)的優(yōu)點钱烟。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品谍失，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達(dá)到非常高效的光老化眶俩，延長MPP長時間在戶外暴曬的時間，防止材料老化降解快鱼； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外颠印，同時還具有形態(tài)顆粒化抹竹，加工方便线罕，潔凈，無粉塵污染等特點窃判。

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彈性體材料是指在受到外力或變形時钞楼，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袄琳，即在受到一定的外力作用后能夠發(fā)生彈性變形询件，然后在去除外力后能夠自動恢復(fù)原狀的能力。因此唆樊，彈性體材料在工業(yè)制造雳殊、機械制造和航天、軍事等領(lǐng)域中扮演著重要的角色窗轩。 彈性體材料最典型的代表就是橡膠夯秃。橡膠具有較高的彈性和機械強度，具有良好的抗拉痢艺、抗壓仓洼、抗撕裂和耐磨性能，適用于制作各種密封圈堤舒、彈簧色建、橡膠管等重要的機械零部件。除了橡膠之外舌缤，還有許多其他的彈性體材料箕戳，例如聚合物材料、彈性泡沫等国撵，這些材料都具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域陵吸。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介牙、文具用品壮虫、玩具等。此外，彈性體材料還可以用于醫(yī)療領(lǐng)域中囚似，例如制作假肢和支架等醫(yī)療器械剩拢。在軍事領(lǐng)域中，彈性體材料可以用于制造坦克履帶饶唤、防彈衣和車胎等軍事裝備徐伐，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募狂，其廣泛應(yīng)用于制造办素、機械、醫(yī)療熬尺、軍事等領(lǐng)域摸屠，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)粱哼，相信彈性體材料的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)訌V泛季二。 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)異的彈性揭措、耐磨性胯舷、耐油性、耐化學(xué)性绊含、耐氧化性和良好的加工性能桑嘶。由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，TPU材料被廣泛應(yīng)用于汽車躬充、運動鞋逃顶、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械充甚、玩具以政、建筑材料等領(lǐng)域。 POE材料是一種烯烴共聚物伴找，其含量一般在20~50%之間盈蛮。其優(yōu)異的物理性質(zhì)包括良好的伸展性、回彈性技矮、耐磨性抖誉、耐撕裂性、防水性和耐氣候性等衰倦。此外袒炉，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)條件下使用耿币。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)用前景梳杏。其次，POE材料的制備方法分為物理法和化學(xué)法兩類淹接。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十性，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)缺點塑悼，具體制備方法應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用要求而定劲适。 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厢蒜。它具有良好的彈性霞势、耐磨性、耐油性斑鸦、耐化學(xué)性愕贡、耐氧化性和耐高溫性能。由于其優(yōu)異的性能巷屿，TPEE材料被廣泛應(yīng)用于汽車固以、電氣電子、醫(yī)療器械嘱巾、玩具憨琳、運動器材等領(lǐng)域。 彈性體材料的制造工藝十分多樣旬昭，其中最常見的方式就是熱壓模塑和擠出成型篙螟。在這些制造過程中，需要考慮材料的成型條件问拘、工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計等因素遍略，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)展骤坐，在彈性體制造領(lǐng)域中也出現(xiàn)了許多新的制造技術(shù)和新材料绪杏，例如反應(yīng)注塑、液相硅膠等或油，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)域寞忿。