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發(fā)布時間:2023-06-16 01:14:49惠州PBAT定制
說到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢湃鹊?這可不一定,塑料具有重量輕币呵,不易受水和陽光影響的特點侨颈,適合制作容器,但也因為這樣的特點使得塑料不易被大自然分解妻柒,容易造成大量垃圾耘分,因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器绑警,但紙質(zhì)容器也不是沒有缺點,甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大待秃。首先因為紙張?zhí)焐滤砸伲龅剿蜁浕狙埽瑳]辦法單獨承裝液體暖庄,因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜培廓,所以摸起來感覺滑滑的春叫。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計就會造成回收的難題肩钠,紙加塑料淋膜的設(shè)計當(dāng)被送到回收廠時暂殖,如果沒有特殊技術(shù)是無法將紙與塑料淋膜分離,不能分離就無法重新回收材料再利用踩窖,而被放在自然環(huán)境中也因為是復(fù)合材料很難被分解晨横,所以紙杯基本上只能焚燒。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質(zhì)越單一越容易回收再利用手形,現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點,耐熱伙狐,抗腐蝕又安全鳞骤,還可以在微波爐內(nèi)加熱窒百,只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理,成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器顷帖,并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出榴嗅,吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量陶舞,將二氧化碳或氮氣注入到特殊的塑化裝置中,使氣體與原料充分混合唠粥,讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程停做,利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化蛉腌,緩沖吸震,吸音烙丛,保溫等特點,廣泛應(yīng)用于包裝悄谐,建筑建材等行業(yè)库北。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了寒瓦,在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木,這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的杂腰,從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后惜颇,人們對這種微孔新型塑料日益感興趣少辣,并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)可以分為兩種锨亏。一種是物理發(fā)泡劑,這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳器予,氮氣,氨氣等氣體爱葵,并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)钧惧,而且在氣態(tài)時在塑料中的擴散速度會低于在空氣中的擴散速度勾习。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑浓瞪,它是一種當(dāng)受熱后就會釋放如氮氣,二氧化碳等的物質(zhì)巧婶,釋放氣體的速度能夠控制,化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨英岭,碳酸氫鈉等湿右。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法毅人,就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中,再經(jīng)過降壓釋放出氣體划煮,從而就能在成型的塑料中形成很多小孔弛秋,這種發(fā)泡法由于成本較低俐载,發(fā)泡后對不會留下殘余物遏佣,并且對發(fā)泡塑料性能不會改變。另一種是化學(xué)發(fā)泡法捶障,這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡担平,是對加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡暂论,還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進(jìn)行發(fā)泡取胎。 后一種是機械發(fā)泡闻蛀,使用機械攪拌的方法使氣體混入材料中您市,然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料墨坚。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后,發(fā)泡劑的分子就會在塑料中形成很多微小氣泡(氣泡核)盗尸,隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加泼各,氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大扣蜻,隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低,氣泡也會停止增長并且慢慢成型锐极,這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔灵再。所以不管采用什么發(fā)泡工藝翎迁,使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核净薛,氣泡核膨脹肃拜,氣泡固化成型這個過程。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜衷掷,也就是我們常說的珍珠棉戚嗅,將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點懦胞,如防震躏尉,防潮后众,韌性好等蒂誉,來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的右锨。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯,首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合悄窃,通過管道將其吸入到擠出機入料口轧抗,同時在擠出機中還要加入發(fā)泡劑。在擠出機中需要加溫讓原料熔化潮剪,再通過噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡,然后從機頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜狮斗。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開碳褒,展平后收成卷沙峻,這樣就可切割后包裝產(chǎn)品了摔寨。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機在上面印上需要的圖案或者文字是复。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀,后通過機器壓封成包裝袋逗余,這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了录粱。塑料通過發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡关摇,能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便输虱,還能起到包裝保護的功能脂凶,現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬,也具有這樣的性能鹅很,它就像金屬的氣泡包裝材料罪帖。這種復(fù)合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的整袁,它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬坐昙,它比合金鋼要輕70%炸客,能吸收超過普通鋼幾十倍的能量痹仙,具備防輻射,防彈拟枚,防火的能力梨州,在遭遇壓力時其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護的作用暴匠,也許將來我們就能用到這種氣泡金屬每窖。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高弦悉,怎么提高可持續(xù)性以及提升效率稽莉,推動材料和能源消耗的下降,以及材料性能的提升昧甘,成本降低战得,有些可以通過輕量化實現(xiàn)常侦,而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來發(fā)展的方向聋亡。那些用于包裝杀捻,汽車致讥,建筑和日用消費品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡垢袱,輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展港柜,很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用夏醉,各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛畔柔。
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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腮考,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蔚,馅闽。主要應(yīng)用于:全降解包裝袋福也,全降解包裝用薄膜拟杉,物品內(nèi)襯搬设,盒子內(nèi)托,食品包裝袋等泣洞。那么球凰,生物基塑料和生物可降解塑料到底是什么呕诉?生物基塑料強調(diào)塑料制品的原材料甩挫,因此未必具有生物可降解性能伊者。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)亦渗,這類塑料未必是生物基的法精,它也可以是化石基的均函。在歐洲苞也,可堆肥塑料(生物可降解塑料)有完善的法例約束(歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 13432)如迟。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昔搂,并努力發(fā)展工業(yè)堆肥输拇,而非僅僅紙上談兵摘符。大力發(fā)展可堆肥塑料,除了要防止其被廢棄在自然環(huán)境中策吠,還應(yīng)該把它們集中工業(yè)堆肥,形成塑料處理的“閉環(huán)”带族◎觯可堆肥塑料雖然被認(rèn)為是良好的一次性塑料替代品跋理,但它有局限性择克。其局限性在于可堆肥塑料仍然是基于“用完即棄”的邏輯,而非可反復(fù)使用的材料薪介。因此汁政,我們依然將反復(fù)使用模式作為主要的塑料政策進(jìn)行倡導(dǎo)。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缀旁、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)目木,其中推出的PBAT材料懊渡,發(fā)泡出應(yīng)用在禮品內(nèi)襯剃执、內(nèi)托包裝盒中等等誓禁,在超臨界物理發(fā)泡下使材料做到了無毒摹恰、無味俗慈、無化學(xué)物質(zhì)殘留,其表面光滑闺阱,質(zhì)感細(xì)膩酣溃,可印刷示血,耐摔耐折疊等亿絮。
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近年來綜合性能優(yōu)異黔姜、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。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)毙芜,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)架曹。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類隘冲。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留绑雄、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展辞,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,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全绳慎。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑纵竖,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)漠烧,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靡砌、表面張力和黏度下降已脓、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通殃。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物度液,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画舌,可操作窗口窄堕担。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曲聂。為了攻克這一難題霹购,趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院朋腋、浙江新恒泰齐疙、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系旭咽、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)化贞奋、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)新穷绵。趙玲介紹轿塔,在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡,既可突破結(jié)晶的制約仲墨,又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型勾缭。基于這一發(fā)泡機制宗收,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)泡專用料漫拭,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)泡倍率混稽,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、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)計审胚,保證了均勻的壓力場匈勋、溫度場和速度場,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)膳叨。利用上述創(chuàng)新技術(shù)洽洁,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,實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套菲嘴、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置饿自,生產(chǎn)效率提高25%汰翠,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)昭雌,2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元复唤、利稅1.09億元。此外烛卧,該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件佛纫、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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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(yīng)用总放,因其具有的優(yōu)異機械性能和無毒(低毒)呈宇、絕熱、隔音局雄、絕緣甥啄、緩沖、輕量化等性能炬搭,在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機型豁。隨著國民對于環(huán)保、綠色尚蝌、安全迎变、舒適要求愈加苛刻,對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃飘言、可(完全)降解衣形、可導(dǎo)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姿鸿。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授領(lǐng)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(jìn)步獎一等獎谆吴,發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷,聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用苛预,包括新能源汽車動力電池墊片等等句狼,引領(lǐng)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用。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热某、隔音腻菇、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性,其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材昔馋、汽車減震筹吐、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料秘遏,如地板丘薛、頂棚、方向盤邦危、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料洋侨,這種材料耐候性能較差舍扰,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)展趨勢愈加顯著希坚,對汽車輕量化提出了更高要求边苹。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下吏够,輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向勾给。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局锅知。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動汽車的技術(shù)關(guān)鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術(shù)及安全性能播急。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售睹。在暴雨桩警、淺灘、霧霾等極端條件下昌妹,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捶枢,特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)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飞崖、提升安全性烂叔,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(dǎo)致熱失控固歪。由于特斯拉在動力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用蒜鸡,大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應(yīng)用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下牢裳,微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域逢防,微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年蒲讯,中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題忘朝。日常生活中,當(dāng)人們購買兒童玩具判帮、家具用品等塑料制品時局嘁,都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保脊另,近年來綜合性能優(yōu)異导狡、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”,日益受到熱捧偎痛,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。聚丙烯作為產(chǎn)量大独郎、增長量快踩麦、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一枚赡,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。其中谓谦,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)贫橙。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年,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)立項反粥。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝卢肃,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。據(jù)項目團隊專家介紹才顿,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類莫湘。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留郑气、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點幅垮;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尾组;一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高或價格昂貴忙芒,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候讳侨、火災(zāi)危險呵萨、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端,超臨界流體跨跨,特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)潮峦,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歹叮、表面張力和粘度下降跑杭、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咆耿。聚丙烯是結(jié)晶聚合物德谅,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)品萨螺;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔窄做,可操作窗口窄。因此慰技,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椭盏。了攻克這一難題,近年來吻商,團隊聯(lián)合無錫會通掏颊、中石化北化院、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位乌叶,在合適物料體系盆偿、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准浴,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)泡機制事扭,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/添加劑乐横;CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率求橄,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)泡葡公、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罐农、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)匾南。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)啃匿,項目已成功建設(shè)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蛆楞;新建了4套溯乒、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%豹爹,成品率提高到99%以上裆悄;發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn);2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億臂聋,利稅1.09億光稼。隨著應(yīng)用市場快速開拓,2019年共推廣新建了13套裝置孩等,市場占有率高和競爭力強艾君。項目團隊獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實用新型專利8件肄方;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文冰垄,“國外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為∪ㄋ”科技查新表明虹茶,模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性隅要。
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摘要:長玻纖增強聚丙烯材料(PP-LGF)作為一種輕質(zhì)高強的復(fù)合材料蝴罪,在滿足汽車零部件性能的同時,對零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)步清,目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞要门。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀,詳細(xì)介紹了薄壁注塑、物理發(fā)泡暂衡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況询微,并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景崖瞭。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來狂巢,隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展书聚。然而唧领,由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重,通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染雌续,已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點斩个,其中,使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來也取得了較大進(jìn)展驯杜。運用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)受啥、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復(fù)合材料中鸽心,長玻纖增強聚丙烯材料(PP-LGF)以其低廉的價格滚局、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強聚丙烯材料(PP-SGF)相比顽频,PPLGF在強度藤肢、剛度、翹曲度糯景、耐疲勞嘁圈、缺口沖擊強度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢,因此蟀淮,使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實現(xiàn)重量及成本的降低最住。1 長玻纖增強聚丙烯材料性能特點長玻纖增強聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種,即熔融浸漬怠惶、溶液浸漬涨缚、粉末浸漬、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝甚疟,而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法仗岖。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm~15mm,其中玻纖的含量可達(dá)20%~60%览妖,粒子中玻纖的保留長度可達(dá)1mm~3mm,如圖1所示轧拄,相較于玻纖保留長度僅為0.2mm~0.4mm的PP-SGF材料,PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)讽膏,可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能檩电、抗沖擊性能、耐蠕變性能等特點,更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件俐末。此外料按,隨著纖維含量的增加,PP-LGF的性能也隨之提高卓箫。長玻纖增強聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件载矿,為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量,中烹卒、高檔車型普遍會采用軟質(zhì)儀表板闷盔,即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件旅急,同時也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)逢勾,因此要求其具有高強度及高剛性,目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料藐吮,采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料溺拱,在滿足相關(guān)性能的同時,可提升儀表板吸能性能谣辞,同時可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計厚度由3mm~3.5mm降低到1.8mm~2.5mm迫摔,從而降低儀表板骨架重量,推動汽車內(nèi)飾輕量化潦闲。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑攒菠、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面歉闰,介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用辖众。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄,在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法和敬,與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm~3.5mm壁厚的儀表板骨架相比凹炸,PP-LGF材料運用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右,整體減重可達(dá)約25%昼弟。該工藝的投入成本較低啤它,重量優(yōu)勢明顯。目前舱痘,該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中变骡,如吉利、大眾芭逝、上汽塌碌、福特等均有應(yīng)用,一般選擇PPLGF20材料旬盯,設(shè)計的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm~2.5mm台妆。然而翎猛,薄壁注塑工藝也存在兩點問題,首先是該工藝的模具成本較高接剩,使用薄壁注塑切厘,成型模具需要采用熱流道設(shè)計,熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高懊缺。其次疫稿,注塑工藝管控和注塑精度要求高,因為PP-LGF中長玻纖分布的各向異性桐汤,采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重而克,尺寸穩(wěn)定性較差。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝怔毛,它是以熱塑性材料為基體,通過將超臨界流體(二氧化碳或氮氣) 溶解到熱熔膠中形成單相溶體腾降,并保持在高壓力下拣度,然后,通過開關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔螃壤,由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]抗果,該項技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明,1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實現(xiàn)全球商品化奸晴。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短冤馏、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低寄啼、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣逮光。MuCell工藝使用超臨界流體,可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動性墩划。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段涕刚,縮短成型周期,同時乙帮,可使壓力分布均勻杜漠,有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力,降低因長玻纖各項異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲察净,增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性驾茴。另外,泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕氢卡,微孔結(jié)構(gòu)擴充锈至,降低材料密度,產(chǎn)品重量減輕异吻,較同材質(zhì)實體裹赴,重量可降低5%~10%喜庞。目前,福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝棋返,骨架產(chǎn)品設(shè)計壁厚2.4mm延都,相較于實心材料重量降低了10%,此外睛竣,長城和大眾也有應(yīng)用于此項技術(shù)晰房。MuCell 工藝的缺點是一次性投入高,工藝難度大射沟,同時相關(guān)研究表明殊者,使用該工藝對儀表板減重比控制在3%~8%時,產(chǎn)品性能會下降10%左右验夯,基本滿足性能要求猖吴,減重超過8%,機械性能和耐熱老化性能急劇下降挥转,不能滿足要求海蔽。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%~5%。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝(core-back)绑谣,二者均是在注塑過程中党窜,利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機發(fā)泡劑,受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體借宵,使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)幌衣,以降低材料密度,減輕產(chǎn)品重量壤玫。其中豁护,core-back工藝因使用了二次開模,相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡垦细,發(fā)泡的倍率更高择镇,產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多,產(chǎn)品的減重比更大括改。一般來說腻豌,模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實心材料在5%~8%左右,而core-back工藝可高達(dá)30%~50%嘱能,具體根據(jù)退模行程決定吝梅。同物理發(fā)泡工藝一樣,化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時惹骂,減少產(chǎn)品翹曲變形苏携,提升產(chǎn)品穩(wěn)定性,而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件对粪。目前右冻,寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝装蓬,產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm,重量降低了約40%纱扭,此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝牍帚。core-back工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴,開模的周期較長乳蛾,模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高暗赶,而且該工藝的技術(shù)難度較高,后期調(diào)試周期較長肃叶,產(chǎn)品的綜合成本較高蹂随。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點是發(fā)泡劑較貴,產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯因惭,減重效果低于薄壁注塑工藝岳锁,物理發(fā)泡工藝和core-back工藝。