紹興MPP板材定制

近年來綜合性能優(yōu)異蛤奥、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僚稿。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)凡桥，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，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)蚀同。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類缅刽。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留蠢络、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用衰猛，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刹孔。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑啡省，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)，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(diǎn)卦睹、表面張力和黏度下降畦戒、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结序。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物兢交，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笼痹，可操作窗口窄配喳。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凳干。為了攻克這一難題晴裹，趙玲團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院救赐、浙江新恒泰涧团、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系经磅、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)化泌绣、強(qiáng)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)新预厌。趙玲介紹阿迈，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約轧叽，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型苗沧。基于這一發(fā)泡機(jī)制炭晒，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)泡專用料待逞，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)泡倍率网严，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)泡识樱、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震束、溫度場和速度場怜庸，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)驴一，項目團(tuán)隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置休雌，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套灶壶、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置肝断，生產(chǎn)效率提高25%，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)胸懈，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元担扑、利稅1.09億元。此外趣钱，該團(tuán)隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件涌献、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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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，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首有，燕垃。主要應(yīng)用于：全降解包裝袋，全降解包裝用薄膜井联，物品內(nèi)襯卜壕，盒子內(nèi)托，食品包裝袋等烙常。那么轴捎，生物基塑料和生物可降解塑料到底是什么？生物基塑料強(qiáng)調(diào)塑料制品的原材料蚕脏，因此未必具有生物可降解性能侦副。而生物可降解塑料則強(qiáng)調(diào)塑料制品的廢棄處理方式（可否分解），這類塑料未必是生物基的驼鞭，它也可以是化石基的秦驯。在歐洲，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）挣棕。要落實可持續(xù)的塑料政策汇竭，就得推行生物垃圾的分類收集，并努力發(fā)展工業(yè)堆肥穴张，而非僅僅紙上談兵细燎。大力發(fā)展可堆肥塑料，除了要防止其被廢棄在自然環(huán)境中皂甘，還應(yīng)該把它們集中工業(yè)堆肥玻驻，形成塑料處理的“閉環(huán)”〕フ恚可堆肥塑料雖然被認(rèn)為是良好的一次性塑料替代品璧瞬，但它有局限性。其局限性在于可堆肥塑料仍然是基于“用完即棄”的邏輯渐夸，而非可反復(fù)使用的材料嗤锉。因此，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)墓塌。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瘟忱、開發(fā)奥额、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)，其中推出的PBAT材料访诱，發(fā)泡出應(yīng)用在禮品內(nèi)襯垫挨、內(nèi)托包裝盒中等等，在超臨界物理發(fā)泡下使材料做到了無毒触菜、無味九榔、無化學(xué)物質(zhì)殘留，其表面光滑涡相，質(zhì)感細(xì)膩哲泊，可印刷，耐摔耐折疊等催蝗。

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概述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP攻旦，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)生逸。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在牢屋，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖槽袄、隔熱和吸聲等性能烙无，可廣泛應(yīng)用于包裝、交通工具遍尺、箱包截酷、體育器材等領(lǐng)域，是傳統(tǒng)EVA乾戏、PU迂苛、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物鼓择。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三幻，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)其成核呐能、發(fā)泡念搬，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染摆出，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保朗徊。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用偎漫。聚丙烯（PP）本身是無毒材料爷恳，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)療器械象踊、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域温亲。也可應(yīng)用于兒童拼圖棚壁、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫铸豁，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物菊碟，其熔點(diǎn)一般150~170℃节芥。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS逆害、PU發(fā)泡材料头镊，MPP的使用溫度可達(dá)120℃，因此MPP特別適合高溫包裝魄幕、高溫保溫等領(lǐng)域相艇。MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體纯陨，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域坛芽，如汽車、軌道交通翼抠，船舶咙轩，風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用阴颖，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫活喊、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用量愧。 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)下钾菊，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小偎肃。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料煞烫，更加降低制品重量和體積。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控累颂，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材红竭，而片材表面不會穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝喘落。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在茵宪，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率瘦棋。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流稀火，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)泡材料具有較低的赌朋、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)凰狞。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用篇裁。6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能赡若，可應(yīng)用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域达布。

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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)量更輕逾冬、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少黍聂、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)身腻。目前产还，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，具有操作簡單嘀趟、效率高脐区、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件，且能耗少她按，符合節(jié)約材料牛隅，降低成本這一發(fā)展理念，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求酌泰。然而倔叼，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，泡孔尺寸分布不均勻宫莱，所得制品表面存在大量的氣痕丈攒、銀紋等缺陷，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺授霸，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用巡验。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，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)泡行為的影響碘耳。研究發(fā)現(xiàn)显设，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(diǎn)，改善了泡孔的形態(tài)辛辨。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP捕捂、發(fā)泡劑(AC)、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)行塑化斗搞。然后打開氣體反壓裝置指攒，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2僻焚，0.4允悦，0.6，0.8?MPa的氣體虑啤，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡隙弛，冷卻后架馋，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全闷，熔體壓力瞬間達(dá)到大值叉寂。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总珠，注射完成后屏鳍，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降姚淆，隨著冷卻收縮孕蝉，熔體壓力逐漸趨于0?MPa屡律。由此可知腌逢，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境超埋。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時搏讶，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動剪切變形霍殴，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媒惕，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象来庭，泡孔形貌極不規(guī)則妒蔚，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)月弛。同時發(fā)現(xiàn)肴盏，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小帽衙，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變菜皂，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布厉萝。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時恍飘，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)，此時整體泡孔的變形較小谴垫。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章母，GCP值越大，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大翩剪，泡孔受到熔體的約束力大胳施，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示肢专∥杷粒可知焦辅，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%；隨著GCP的增大椿胯，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高筷登，GCP為0.8 MPa時，升高至26.7%哩盲。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前方，從63.7%下降到45.4%，這說明GCP可以減小泡孔變形層廉油，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍惠险。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計，如下圖所示抒线，泡孔的平均長度隨著GCP的增加班巩，整體呈現(xiàn)減小的趨勢，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大嘶炭，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小抱慌，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眨猎，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小抑进。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計，見圖c睡陪，隨著GCP的增加寺渗，當(dāng)GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小，但隨著GCP的進(jìn)一步增大兰迫，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm信殊。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大，使得泡孔的成核臨界能壘升高逮矛，泡孔的成核速率下降鸡号，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長须鼎，因此熔體壓力越大鲸伴，泡孔直徑越大。