江蘇PP微孔發(fā)泡定制

編者按：目前，塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右玖雁，在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%更扁。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應(yīng)用于儀表板赫冬、電機(jī)支架浓镜、座位板、空調(diào)風(fēng)罩劲厌、門嵌飾板等內(nèi)外飾膛薛。本文作者從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考补鼻。標(biāo)題：微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化丙烯微孔發(fā)泡汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域哄啄，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一。目前风范，塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右咨跌，在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%硼婿，廣泛應(yīng)用于儀表板锌半、電機(jī)支架、座位板寇漫、空調(diào)風(fēng)罩刊殉、門嵌飾板等內(nèi)外飾。該技術(shù)在20世紀(jì)80年代初被麻省理工學(xué)院提出猪腕，通常指孔徑小于10μm冗澈、泡孔密度大于109個(gè)/cm3的發(fā)泡材料，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔陋葡，相對(duì)于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性亚亲，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文中，筆者將從專利角度對(duì)微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請(qǐng)人進(jìn)行分析捌归，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考肛响。外注重工藝技術(shù)保護(hù)筆者通過專利數(shù)據(jù)庫(kù)檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前惜索，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)特笋，其中國(guó)外有1700余件，美國(guó)巾兆、日本猎物、德國(guó)三國(guó)的相關(guān)專利申請(qǐng)量居前三位；國(guó)內(nèi)相關(guān)專利申請(qǐng)有2400多件角塑，其中企業(yè)占1556件蔫磨，其次是科研院所，從申請(qǐng)人分布地區(qū)來看圃伶，廣東堤如、江蘇、浙江等地的專利申請(qǐng)量較高窒朋。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟搀罢、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利侥猩。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣榔至，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑拭宁，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔洛退，通過壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。后來杰标，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請(qǐng)共有33件兵怯，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設(shè)備結(jié)構(gòu)的研發(fā)，旨在提高超臨界流體在聚合物中的溶解性以及控制超臨界流體的流量腔剂。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性媒区，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)、設(shè)置旋轉(zhuǎn)擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)的螺旋件等方法改進(jìn)掸犬；在超臨界流體計(jì)量控制上袜漩，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲(chǔ)料缸控制發(fā)泡劑計(jì)量、螺桿上添加超臨界流體的計(jì)量泵等解決手段湾碎≈婀ィ基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%，減少材料消耗并縮短成型周期介褥，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案座掘。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請(qǐng)了較多專利递惋，其早的相關(guān)專利申請(qǐng)是在1995年，申請(qǐng)的25件相關(guān)專利均為螺桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)溢陪，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)萍虽。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計(jì)量與混合模塊，使熔體/氣體混合物的均化過程獨(dú)立于塑化過程形真，獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力杉编，消除了翹曲和縮痕，較適用于汽車內(nèi)飾咆霜。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機(jī)制造商邓馒，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單蛾坯，采用液體發(fā)泡劑绒净，通過密封螺桿加料段來使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入偿衰。該技術(shù)主要適用于纖維增強(qiáng)發(fā)泡材料，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%改览。阿博格公司的專利申請(qǐng)量不多下翎，主要涉及注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機(jī)是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)宝当。筆者認(rèn)為视事，Trexel、Demag Ergotech等國(guó)外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù)庆揩，國(guó)內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時(shí)必然面臨較高的專利許可費(fèi)用俐东。國(guó)內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)人中，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會(huì)通新材料股份有限公司（下稱會(huì)通新材料）的相關(guān)專利申請(qǐng)量多订晌，這兩個(gè)申請(qǐng)人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主虏辫，涉及的技術(shù)均為通過原料選擇來提高發(fā)泡材料的熔體強(qiáng)度和流動(dòng)性，以獲得泡孔均勻锈拨、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品砌庄。

江蘇PP微孔發(fā)泡定制

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代奕枢，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件娄昆。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(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志缝彬，塑料飾件的大量應(yīng)用萌焰，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度谷浅。P以密度小扒俯、性價(jià)比高奶卓、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性陵珍、剛性寝杖、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。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(shì)互纯。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)瑟幕、投資巨大、技術(shù)要求高留潦，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)只盹，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效兔院、更經(jīng)濟(jì)殖卑、更實(shí)用的改性。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坊萝，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔孵稽。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)上十偶，可以明顯減輕重量和成型的周期菩鲜，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小惦积、平直度高接校，沒有縮水，尺寸穩(wěn)定狮崩，成型視窗大等特點(diǎn)蛛勉，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(dú)具優(yōu)勢(shì)，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向睦柴。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件诽凌。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爱只，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多皿淋，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車恬试、工程機(jī)械車占20% 窝趣，客車、商務(wù)車占35% 训柴。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料哑舒。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幻馁，不僅增加了制造成本洗鸵，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用越锈；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源膘滨，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)甘凭，注入模腔后氣體在擴(kuò)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火邓，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 丹弱，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡铲咨、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等躲胳，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板纤勒、尾門坯苹、風(fēng)道等；擠出微發(fā)泡適用于密封條摇天、頂棚等粹湃；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 泉坐，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)高50%的減重再芋，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% 坚冀，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性鉴逞，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)高30%的節(jié)能记某，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活构捡。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能液南，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量勾徽，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件滑凉，有利于汽車的輕量化。

江蘇PP微孔發(fā)泡定制

當(dāng)前喘帚，作為制約人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源受到更大程度的保護(hù)畅姊，水污染治理也得到了高度的重視。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)吹由，對(duì)環(huán)境和人體有很大危害若未，因此要開發(fā)綜合利用，采取科學(xué)的凈化措施才可排放倾鲫，化害為利粗合。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)萍嬉。研究表明，造成水污染的污染物中隙疚，重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位壤追，一些重金屬對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。尤其是化工廢水中有些含有如氰供屉、酚行冰、砷、汞贯卦、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)资柔，以及無機(jī)酸、堿類等刺激性撵割、腐蝕性的物質(zhì)贿堰，在一定的濃度下對(duì)生物和微生物產(chǎn)生毒性影響。環(huán)境中的銅離子很容易通過食物鏈進(jìn)入人體中啡彬，會(huì)引起頭痛羹与、呼吸困難、引起血管內(nèi)溶血庶灿、損傷神經(jīng)系統(tǒng)纵搁，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的威脅。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害往踢，發(fā)泡材料因特有的吸附過濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標(biāo)用材腾誉。在工業(yè)污水處理工程中，聚乙烯醇（PVA）是常用的高分子聚合物峻呕，其具有良好的水溶性利职、黏附性、機(jī)械性能和穩(wěn)定性瘦癌，廣泛應(yīng)用于紡織猪贪、食品和醫(yī)藥等行業(yè)。近些年來讯私，聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料多被用到工業(yè)污水和城市廢水處理的研究應(yīng)用中热押。在有關(guān)公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中，多以聚乙烯醇為原料斤寇，配以甲醛桶癣、淀粉、半纖維素娘锁、竹炭鬼廓、聚丙烯酸、生物炭致盟、海泡石碎税、水滑石尤慰、坡縷石水等聚合物，再經(jīng)發(fā)泡處理制備雷蹂。不僅具有強(qiáng)吸水性伟端，而且能夠通過吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污》嘶停可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)（生物毒性或致癌性）责蝠，為社會(huì)倡導(dǎo)的高效、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案萎庭。針對(duì)污水處理的實(shí)際需求霜医，本文僅限于對(duì)幾種公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹，如淀粉基驳规、碳納米管改性的水凝膠肴敛、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖吗购、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料医男。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 。該類發(fā)泡材料主要由包含半纖維素和海泡石的材料制備而成捻勉。利用半纖維素增強(qiáng)镀梭、增韌的作用，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能踱启，將半纖維素和海泡石穿插于聚乙烯醇與淀粉形成的水凝膠材料中报账，再經(jīng)發(fā)泡處理而成。具有比表面積大埠偿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固笙什，過濾分離和吸附效率好，同時(shí)具有優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能胚想，能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬，并有脫除異味和脫色的效果芽隆，適用于污水處理技術(shù)浊服。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對(duì)工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行吸附。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積胚吁，其高吸附能力和很高的表面活性牙躺，使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料腕扶，是利用腐殖酸和海泡石的增強(qiáng)作用孽拷，將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中半抱，形成對(duì)重金屬離子吸附效率好脓恕、吸附量大膜宋，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料炼幔。試驗(yàn)表明秋茫，凈化去污能力好，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水乃秀，同時(shí)還可以處理工業(yè)廢水肛著，如電鍍、紡織跺讯、印染枢贿、化工、制藥等工業(yè)排放的廢水刀脏，特別是不易生物處理的廢水局荚，并且可以回收廢水中的貴金屬、稀有金屬等火本。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體危队，適用于需要?dú)⒕膱?chǎng)合。聚乙烯醇縮甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解钙畔，容易對(duì)周圍環(huán)境造成污染茫陆。天然高分子材料對(duì)生物無毒，傳質(zhì)性能好擎析，但強(qiáng)度低簿盅，厭氧條件下易被微生物分解，壽命短揍魂。合成高分子材料強(qiáng)度高桨醋，化學(xué)穩(wěn)定性好，但傳質(zhì)性能差现斋。因此喜最，將天然高分子材料秸稈纖維和合成高分子材料聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料——聚乙烯醇縮甲醛（PVFM）發(fā)泡材料用來處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能。又能擁有強(qiáng)度高庄蹋、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)瞬内。該實(shí)驗(yàn)中采用機(jī)械打泡法和化學(xué)發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復(fù)率性，對(duì)廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力限书，穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上虫蝶，氨氮去除效果可達(dá)96%以上。因此也可作為污水處理的潛在方案倦西。圖源：河北科技大學(xué) 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進(jìn)一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案能真。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性，以及生物相容性粉铐。被用作清潔材料疼约、過濾材料、吸收劑和功能性的吸附材料秦躯。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物忆谓，能通過整合作用或離子交換除去廢水中的金屬離子和燃料等有害物質(zhì)。通過這兩種材料制備的聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料含有一定量的氨基踱承，且孔徑較大倡缠，接觸面積較大，克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對(duì)重金屬離子吸附速率較慢的缺點(diǎn)茎活。實(shí)驗(yàn)表明昙沦，聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料吸附金屬離子后可以在幾分鐘內(nèi)快速解吸附，經(jīng)過5次循環(huán)之后载荔，對(duì) Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對(duì)良好的吸附能力盾饮。可見是一種能用于污水處理的理想吸附劑懒熙。該方法操作方便丘损，吸附后處理簡(jiǎn)單，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法工扎。 我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高徘钥，出水中仍含有較多的污染物質(zhì)，進(jìn)入水體后會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化肢娘，對(duì)環(huán)境造成一定的影響呈础。填料的性能直接決定污染物去除率，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小橱健、掛膜困難而钞、生物量比較少且生物膜易脫落，處理效率不高等問題拘荡。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料臼节，可以作為污水處理填料應(yīng)用，比表面積大珊皿，掛膜快网缝，具有良好的親水性親生物性，表面生物量大且種類豐富亮隙，污泥量少不堵塞，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢(shì)垢夹，在污水處理廠提標(biāo)改造及改擴(kuò)建領(lǐng)域具有重大意義溢吻。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料 圖源：浙江工業(yè)大學(xué)相較于傳統(tǒng)的技術(shù)，如將聚合物吸附填料直接共混于樹脂中，或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑促王，研究新型的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料成為污水處理綠色發(fā)展的重要方向犀盟。國(guó)內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟，并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用蝇狼，對(duì)解決工業(yè)污水處理阅畴、建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做了應(yīng)有之義。目前迅耘，針對(duì)聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用贱枣，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究，制作材料技術(shù)颤专、裝備和價(jià)格也具有普惠性和實(shí)用性纽哥，但仍需要在今后的實(shí)際工業(yè)污水處理中對(duì)材料的性能進(jìn)行規(guī)模化驗(yàn)證和優(yōu)化栖秕。

江蘇PP微孔發(fā)泡定制

隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展春塌，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件簇捍。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史只壳，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，塑料飾件的大量應(yīng)用暑塑，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能吼句，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小梯投、性價(jià)比高命辖、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性分蓖、剛性尔艇、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。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(shì)么鹤。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)终娃、投資巨大、技術(shù)要求高蒸甜，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)棠耕，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效柠新、更經(jīng)濟(jì)窍荧、更實(shí)用的改性。延伸性恨憎、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”蕊退。是由 PP樹脂郊楣、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(jī)填料的復(fù)合物瓤荔，其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型净蚤，且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低、質(zhì)輕输硝、易涂裝今瀑、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)〉惆眩滑石粉填充改性PP材料具有高剛性橘荠、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率，且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)愉粤，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能砾医，提高材料的模量和熱變形溫度。聚丙烯微孔發(fā)泡玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊衣厘、儀表板骨架如蚜、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一。LGFPP制品指含有長(zhǎng)度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)影暴。10～25mm的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度错邦、剛度、韌性型宙，以及尺寸穩(wěn)定性好撬呢、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)。此外妆兑，LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能魂拦，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比搁嗓，LG-FPP的密度低芯勘，相同部件的質(zhì)量可減輕20%～50%;LGFPP能為設(shè)計(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性，可成型形狀復(fù)雜的部件腺逛、提高集成汽車零部件的能力荷愕、節(jié)約模具成本(一般長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)、減少能耗(長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%棍矛，鋁制品的35%～50%)安疗、簡(jiǎn)化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品够委，具有強(qiáng)度高荐类、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫茁帽、阻燃性能好玉罐、低浮纖真竖、低翹曲、低收縮 等特點(diǎn)厌小。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強(qiáng)度，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)战秋，其具有質(zhì)輕璧亚、耐熱、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)脂信。隨著汽車輕量化的發(fā)展癣蟋，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多狰闪，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%疯搅，卡車、工程機(jī)械車占20% 埋泵，客車幔欧、商務(wù)車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料丽声，因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想礁蔗，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本雁社，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浴井，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)霉撵，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下磺浙，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 徒坡，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 撕氧。對(duì)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)泡等崭参，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件呵曹，如車身門板、尾門何暮、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條奄喂、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 海洼，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重跨新，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% 坏逢，循環(huán)周期減少10%～15%域帐，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性赘被，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性肖揣，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活民假。在一些部件中，如汽車風(fēng)管龙优、風(fēng)道羊异，還可實(shí)現(xiàn)隔熱、降噪的效果彤断，減少后道工序的成本野舶。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(xué)性能，作為汽車車頂宰衙，可降低汽車的質(zhì)量平道，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化供炼。耐刮擦PP相對(duì)于工程塑料來說一屋，PP、橡膠改性PP袋哼、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收陆淀、質(zhì)輕、成本低的優(yōu)勢(shì)先嬉，因而被越來越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域轧苫，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差，而這一性能卻是儀表板疫蔓、操控臺(tái)和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能含懊，也是汽車外部應(yīng)用部件、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一衅胀，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岔乔，同時(shí)還有利于涂色，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滚躯。通過添加涂層雏门、無機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料掸掏。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料茁影，因其可塑性強(qiáng)、質(zhì)輕丧凤、回收再利用率高等特性募闲，在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，無論是內(nèi)飾件愿待、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件浩螺，都越來越多地用到了塑料靴患。我國(guó)汽車保有量達(dá)到1.75億輛，對(duì)應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要要出，且汽車塑料的回收將會(huì)形成一個(gè)巨大的市場(chǎng)鸳君，是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域，學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐患蹂。

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PBAT全名為聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯相嵌，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡(jiǎn)寫，即其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：從其化學(xué)結(jié)構(gòu)式可知：PBAT 是己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物况脆。兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)的特性，既有較好的力學(xué)性能批糟，又有較高的延展性和斷裂伸長(zhǎng)率格了，還具有優(yōu)良的生物降解性，是一種全生物可降解塑料徽鼎。生物可降解塑料是在土壤盛末、沙土等自然條件下，與微生物淵（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳否淤、水等小分子或低分子化合物的塑料悄但。降解塑料主要分為光降解塑料、生物降解塑料堯石抡、光生物降解塑料檐嚣。光降解塑料需要充足的光照才能降解，給生產(chǎn)帶來了很大局限性啰扛，所以光降解塑料的推廣并不好嚎京。生物降解塑料品種已經(jīng)有幾十種，可批量生產(chǎn)和工業(yè)化生產(chǎn)的品種主要有：微生物發(fā)酵合成的聚羥基脂肪酸酯隐解，化學(xué)合成的聚乳酸(PLA)鞍帝、聚己內(nèi)酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)煞茫、脂肪族/芳香族共聚酯帕涌、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)、聚乙烯醇(PVA)等续徽、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物蚓曼、塑料合金等。PBAT操作特點(diǎn)：(1)為了減少 BDO 的副反應(yīng)發(fā)生钦扭，減少 THF的生成辟躏，降低原料消耗，整個(gè)酯化反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行土全，降低了酯化反應(yīng)溫度捎琐；同時(shí)也降低了能耗会涎。(2)由于原料的活性較低問題，采用了高性能催化劑瑞凑；由于此催化劑的易水解失活的特性末秃，由原來傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式，改為液面下加入籽御，解決了以上問題练慕。(3)在縮聚過程中，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中技掏，造成系統(tǒng)堵塞铃将。為此，在氣相管道上設(shè)置旋風(fēng)分離收集系統(tǒng)哑梳，將生成的低聚物通過旋風(fēng)分離器收集捕捉劲阎，其尾氣進(jìn)入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)。(4)酯化反應(yīng)過程中鸠真，雖然可以降低副反應(yīng)發(fā)生的程度悯仙，但在酯化反應(yīng)中還是不可避免的有THF 和水。由于 THF 屬于低毒性吠卷，但是其高濃度易對(duì)人體危害很大锡垄，如果直接排放至污水處理，將會(huì)對(duì)污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生危害祭隔。為解決這一問題货岭，設(shè)置了 THF 回收裝置。將 THF 與水進(jìn)行分離處理疾渴，經(jīng)過回收裝置處理后茴她，其 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到 99.95%以上，可用于直接銷售程奠。廢水中 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 0.05%左右丈牢，將廢水送至汽提塔進(jìn)行汽提，提取出其中的 THF 及其他有機(jī)物瞄沙，通過管道送至燃?xì)忮仩t燃燒己沛。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒距境，易造成黏結(jié)申尼、纏刀，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)垫桂。為此师幕，采用水下模頭切粒的方式，通過水下輸送管道的長(zhǎng)短和切粒水的溫度來控制切片粒子的成型和結(jié)晶程度；同時(shí)由于 PBAT 易降解的特性霹粥，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進(jìn)行干燥灭将，然后沖氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)和包裝。(6)針對(duì) PBAT 的特性后控，分子鏈增長(zhǎng)難庙曙、黏度高、流動(dòng)性差等特點(diǎn)浩淘，惠通公司采用惠通獨(dú)家專利技術(shù)的立式液相增黏釜捌朴，可使物料的動(dòng)力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上、分子鏈隨之增長(zhǎng)张抄，同時(shí)由于黏度很高砂蔽，需采用螺桿出料的方式來保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過程中署惯，有 THF 蒸汽產(chǎn)生左驾，為此在縮聚裝置內(nèi)局部地區(qū)設(shè)置了軸流風(fēng)機(jī)加強(qiáng)裝置通風(fēng)能力，同時(shí)還設(shè)置可燃有害氣體檢測(cè)和報(bào)警裝置泽台，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)個(gè)人防護(hù)面具和呼吸器等安全裝備；THF 回收裝置采取全敞開式混凝土框架結(jié)構(gòu)矾缓，使有害氣體不易積聚怀酷。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料，可以降低石油資源消耗嗜闻，緩解“白色污染”蜕依，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前全球 PBAT 市場(chǎng)需求旺盛琉雳，由于 PBAT 價(jià)格較高样眠，而我國(guó)具備良好的原料生產(chǎn)條件。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口翠肘，行業(yè)集中度高檐束，潛在市場(chǎng)大，產(chǎn)業(yè)化前景好束倍。

江蘇PP微孔發(fā)泡定制

央廣網(wǎng)上海9月17日消息（記者唐奇云 通訊員張婷）日常生活中被丧，當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)绪妹，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味甥桂、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異邮旷、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”黄选，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種婶肩。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)办陷。在第22屆工博會(huì)高校展區(qū)貌夕，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(xiàng)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)用懂诗。該項(xiàng)目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目蜂嗽。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實(shí)驗(yàn)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(diǎn)領(lǐng)域，布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國(guó)新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域殃恒，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段植旧。隨著航天航空、國(guó)防离唐、能源病附、交通、包裝亥鬓、電器完沪、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱嵌戈、隔音覆积、絕緣、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切熟呛。聚丙烯作為產(chǎn)量大宽档、增長(zhǎng)量快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一庵朝，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(diǎn)與難點(diǎn)吗冤。016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)九府，該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝椎瘟，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)趙玲介紹侄旬，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類肺蔚。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留儡羔、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)婆排；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用笔链；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高段只，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候鉴扫、火災(zāi)危險(xiǎn)赞枕、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體，特別是超臨界CO2炕婶，發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)姐赡，被工信部列入我國(guó)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(huì)引起熔點(diǎn)柠掂、表面張力和粘度下降项滑、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涯贞。聚丙烯是結(jié)晶聚合物枪狂，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)品宋渔；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔州疾，可操作窗口窄。因此皇拣，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严蓖。為了攻克這一難題，近年來華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通氧急、中石化北化院颗胡、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位吩坝，在合適物料體系毒姨、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钾恢，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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)：根據(jù)在低于其流動(dòng)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)制手素，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)泡專用料鸳址，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/添加劑瘩蚪；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(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積稿黍；釜壓發(fā)泡疹瘦、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(jì)保證了均勻的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)巡球，成功實(shí)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)言沐。