蘇州PP物理發(fā)泡定制

PBAT全名為聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯窿克，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡寫骏庸，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苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)的特性年叮，既有較好的力學(xué)性能具被，又有較高的延展性和斷裂伸長率，還具有優(yōu)良的生物降解性只损，是一種全生物可降解塑料一姿。生物可降解塑料是在土壤、沙土等自然條件下跃惫，與微生物淵（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳叮叹、水等小分子或低分子化合物的塑料。降解塑料主要分為光降解塑料爆存、生物降解塑料堯蛉顽、光生物降解塑料。光降解塑料需要充足的光照才能降解先较，給生產(chǎn)帶來了很大局限性携冤，所以光降解塑料的推廣并不好悼粮。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曾棕，化學(xué)合成的聚乳酸(PLA)扣猫、聚己內(nèi)酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)翘地、脂肪族/芳香族共聚酯申尤、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)、聚乙烯醇(PVA)等衙耕、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物瀑凝、塑料合金等。PBAT操作特點：(1)為了減少 BDO 的副反應(yīng)發(fā)生臭杰，減少 THF的生成粤咪，降低原料消耗，整個酯化反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行渴杆，降低了酯化反應(yīng)溫度寥枝；同時也降低了能耗。(2)由于原料的活性較低問題磁奖，采用了高性能催化劑囊拜；由于此催化劑的易水解失活的特性，由原來傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式比搭，改為液面下加入冠跷，解決了以上問題。(3)在縮聚過程中身诺，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中蜜托，造成系統(tǒng)堵塞。為此霉赡，在氣相管道上設(shè)置旋風(fēng)分離收集系統(tǒng)橄务，將生成的低聚物通過旋風(fēng)分離器收集捕捉，其尾氣進(jìn)入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)穴亏。(4)酯化反應(yīng)過程中蜂挪，雖然可以降低副反應(yīng)發(fā)生的程度，但在酯化反應(yīng)中還是不可避免的有THF 和水嗓化。由于 THF 屬于低毒性棠涮，但是其高濃度易對人體危害很大，如果直接排放至污水處理刺覆，將會對污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生危害严肪。為解決這一問題，設(shè)置了 THF 回收裝置。將 THF 與水進(jìn)行分離處理诬垂，經(jīng)過回收裝置處理后，其 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到 99.95%以上伦仍，可用于直接銷售结窘。廢水中 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 0.05%左右，將廢水送至汽提塔進(jìn)行汽提充蓝，提取出其中的 THF 及其他有機(jī)物隧枫，通過管道送至燃?xì)忮仩t燃燒。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低谓苟，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒官脓，易造成黏結(jié)、纏刀涝焙，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)卑笨。為此，采用水下模頭切粒的方式仑撞，通過水下輸送管道的長短和切粒水的溫度來控制切片粒子的成型和結(jié)晶程度赤兴；同時由于 PBAT 易降解的特性，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進(jìn)行干燥隧哮，然后沖氮氣進(jìn)行保護(hù)和包裝桶良。(6)針對 PBAT 的特性，分子鏈增長難沮翔、黏度高陨帆、流動性差等特點，惠通公司采用惠通獨家專利技術(shù)的立式液相增黏釜采蚀，可使物料的動力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上疲牵、分子鏈隨之增長，同時由于黏度很高榆鼠，需采用螺桿出料的方式來保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性挤庇。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過程中，有 THF 蒸汽產(chǎn)生模狭，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)能力嫂粟，同時還設(shè)置可燃有害氣體檢測和報警裝置，現(xiàn)場設(shè)計個人防護(hù)面具和呼吸器等安全裝備责静；THF 回收裝置采取全敞開式混凝土框架結(jié)構(gòu)袁滥，使有害氣體不易積聚。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料灾螃，可以降低石油資源消耗题翻，緩解“白色污染”，對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前全球 PBAT 市場需求旺盛嵌赠，由于 PBAT 價格較高塑荒，而我國具備良好的原料生產(chǎn)條件。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口姜挺，行業(yè)集中度高齿税，潛在市場大，產(chǎn)業(yè)化前景好炊豪。

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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP凌箕，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)词渤。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在牵舱，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖缺虐、隔熱和吸聲等性能芜壁，可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具高氮、箱包沿盅、體育器材等領(lǐng)域，是傳統(tǒng)EVA纫溃、PU腰涧、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物紊浩。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP窖铡，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體，并誘導(dǎo)其成核坊谁、發(fā)泡费彼，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染口芍，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保箍铲。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用鬓椭。丙烯（PP）本身是無毒材料颠猴，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械小染、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域翘瓮。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域裤翩，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫资盅，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物，其熔點一般150~170℃呵扛。相比于耐溫只有70~80℃的PE每庆、PS、PU發(fā)泡材料今穿，MPP的使用溫度可達(dá)120℃缤灵，因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領(lǐng)域荣赶。MPP集增強(qiáng)凤价、隔熱和降噪為一體鸽斟，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域拔创，如汽車、軌道交通富蓄，船舶剩燥，風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用立倍，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫灭红、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用口注。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)下变擒，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小寝志。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料娇斑，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控材部，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材毫缆，而片材表面不會穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝乐导。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在苦丁，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率物臂。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流旺拉，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的棵磷、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)账阻。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔泽本，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能淘太，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。

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編者按：目前，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右蒲牧，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%撇贺。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)用于儀表板冰抢、電機(jī)支架松嘶、座位板、空調(diào)風(fēng)罩挎扰、門嵌飾板等內(nèi)外飾翠订。本文作者從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進(jìn)行分析，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考遵倦。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)域尽超，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。目前梧躺，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右似谁，在國外汽車上達(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%掠哥，廣泛應(yīng)用于儀表板巩踏、電機(jī)支架、座位板续搀、空調(diào)風(fēng)罩塞琼、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)院提出禁舷，通常指孔徑小于10μm彪杉、泡孔密度大于109個/cm3的發(fā)泡材料，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔榛了，相對于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性在讶，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。本文中霜大，筆者將從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進(jìn)行分析构哺，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考。外注重工藝技術(shù)保護(hù)筆者通過專利數(shù)據(jù)庫檢索后發(fā)現(xiàn)战坤，截至目前曙强，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請，其中國外有1700余件途茫，美國碟嘴、日本、德國三國的相關(guān)專利申請量居前三位囊卜；國內(nèi)相關(guān)專利申請有2400多件娜扇，其中企業(yè)占1556件错沃，其次是科研院所，從申請人分布地區(qū)來看雀瓢，廣東枢析、江蘇、浙江等地的專利申請量較高刃麸。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟醒叁、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)明專利泊业。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣把沼，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)泡劑吁伺，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔饮睬，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。后來箱蝠，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請共有33件续捂，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)垦垂，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宦搬。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)劫拗、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)间校；在超臨界流體計量控制上，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲料缸控制發(fā)泡劑計量页慷、螺桿上添加超臨界流體的計量泵等解決手段憔足。基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%酒繁，減少材料消耗并縮短成型周期滓彰，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請了較多專利州袒，其早的相關(guān)專利申請是在1995年揭绑，申請的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)，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)郎哭。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計量與混合模塊他匪，使熔體/氣體混合物的均化過程獨立于塑化過程，獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力夸研，消除了翹曲和縮痕邦蜜，較適用于汽車內(nèi)飾。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機(jī)制造商亥至，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù)悼沈，該技術(shù)工藝簡單贱迟，采用液體發(fā)泡劑，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絮供，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入关筒。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%杯缺。阿博格公司的專利申請量不多蒸播，主要涉及注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，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)萍肆。筆者認(rèn)為袍榆，Trexel、Demag Ergotech等國外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù)塘揣，國內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時必然面臨較高的專利許可費用包雀。國內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國內(nèi)專利申請人中，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會通新材料股份有限公司（下稱會通新材料）的相關(guān)專利申請量多亲铡，這兩個申請人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主才写，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)度和流動性，以獲得泡孔均勻奖蔓、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品赞草。

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隨著國內(nèi)大煉化項目、PDH項目陸續(xù)上馬吆鹤，國內(nèi)聚丙烯（PP）市場成為群雄角力之地厨疙。新建項目投產(chǎn)，PP產(chǎn)能仍將快速增長疑务，預(yù)計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸沾凄，自給率將近90%。屆時知允，高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏撒蟀。高性能PP成投資熱土2020年已經(jīng)有三家企業(yè)成功投產(chǎn)聚丙烯裝置，浙江石化温鸽、恒力石化保屯、利和知信。近一個月嗤朴，聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮：4月22日配椭，總投資約100億美元的埃克森美孚廣東惠州乙烯項目正式動工雹姊，項目包括乙烯裝置和高端PE股缸、PP等生產(chǎn)裝置，采用已經(jīng)成功應(yīng)用吱雏、先進(jìn)的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物敦姻。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日瘾境，總投資約56億美元的中海殼牌惠州三期乙烯項目合作框架協(xié)議簽約，項目產(chǎn)品包括聚α烯烴镰惦、高碳合成醇迷守、茂金屬PE、共聚PP等旺入，共14規(guī)模生產(chǎn)裝置兑凿。18日，徐州海天石化集團(tuán)年產(chǎn)10萬噸高性能PP樹脂項目“云簽約”茵瘾，落戶大慶龍鳳區(qū)礼华。高性能產(chǎn)品研發(fā)能力不足我國已投入生產(chǎn)的高端聚丙烯專用樹脂有：三元共聚聚丙烯薄膜專用料F5606、管材專用料拗秘、薄壁注塑料M50T圣絮、高熔體強(qiáng)度薄膜專用料、丙丁共聚膜料雕旨、低溫抗沖注塑專用料扮匠、氫調(diào)法高流動注塑料、高透明注塑專用料凡涩、抗菌系列專用料棒搜、低灰分PP、快速成型PP突照、透明PP專用料等帮非。但由于我國高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足氧吐，且同質(zhì)化嚴(yán)重讹蘑，一些高性能和特殊性能產(chǎn)品，如茂金屬PP（mPP）筑舅、特種雙向拉伸聚丙烯（BOPP）膜座慰、流延聚丙烯（CPP）膜等仍需大量進(jìn)口來滿足國內(nèi)市場需求。我國mPP年消費量約10萬噸翠拣，除燕山石化少量供應(yīng)市場版仔，基本依賴進(jìn)口，主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品误墓、食品包裝薄膜蛮粮、無紡布、超細(xì)旦丙綸纖維等領(lǐng)域谜慌。具有高拉伸速度與幅寬然想、超薄、超透及更好低溫?zé)岱庑阅艿奶胤NBOPP薄膜欣范、電工膜变泄、電容器膜令哟、鍍鋁膜等PP薄膜料以及汽車和家電用PP注塑料的年進(jìn)口量均超百萬噸。PP管材料的年進(jìn)口量約50萬噸妨蛹。高性能PP開發(fā)方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐屏富，推動汽車生產(chǎn)商聚焦抗菌PP在內(nèi)飾件中的應(yīng)用，這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個熱點應(yīng)用領(lǐng)域蛙卤。2玻纖增強(qiáng)PP長玻纖增強(qiáng)PP材料因具備更高的強(qiáng)度狠半、剛度、韌度颤难、尺寸穩(wěn)定性典予，廣泛應(yīng)用于儀表骨架板、車門組合件乐严、前端組件瘤袖、車身門板模塊、車頂面板昂验、座椅骨架等汽車部件上捂敌。長玻纖增強(qiáng)PP材料在120℃時的高溫疲勞強(qiáng)度是普通玻纖增強(qiáng)PP材料的2倍，甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍材料高10%既琴，具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性占婉。氣味散發(fā)耐刮擦PP隨著人們對汽車品質(zhì)的追求，車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學(xué)性能甫恩，還有對外觀逆济、環(huán)保等方面的高要求。目前市場上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell磺箕、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷奖慌，國產(chǎn)替代進(jìn)口任務(wù)艱巨。制造高抗刮擦汽車內(nèi)飾件材料一方面要采用國外表面硬度較高的PP原料松靡，另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度简僧。但助劑在體系內(nèi)受熱會有小分子散發(fā)影響車內(nèi)空氣質(zhì)量，同時又會出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象雕欺，影響內(nèi)飾件外觀岛马。因此，問題核心仍取決于PP基材的性能屠列。