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新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展之本，可降解塑料是新興的塑料新材料榜轿。隨著全球?qū)Ω纳骗h(huán)境的訴求越來(lái)越強(qiáng)烈幽歼，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。著眼于中國(guó)的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)谬盐，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甸私。在此背景下，本報(bào)告深入研究可降解塑料行業(yè)現(xiàn)狀飞傀。從性能上看皇型，PLA、PBAT砸烦、PHA等生物降解塑料性能接近普通塑料弃鸦，為替代不可降解塑料創(chuàng)造了條件；從技術(shù)上看幢痘，PLA生產(chǎn)的中間原料丙交酯技術(shù)難以完全突破唬格，限制產(chǎn)能釋放，而PBAT國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝不受限于國(guó)外颜说，產(chǎn)能快速擴(kuò)張购岗；從應(yīng)用上看，可降解塑料主要應(yīng)用在餐飲门粪、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域喊积。根據(jù)艾瑞測(cè)算，至2025年玄妈，外賣包裝乾吻、農(nóng)膜和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)?huì)釋放可降解塑料需求494.8億元、72.7億元和0.172億元拟蜻。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看绎签，可降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨不確定性：一，可降解塑料的成本高于傳統(tǒng)塑料瞭郑，靠政策驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)可持續(xù)性存在風(fēng)險(xiǎn)辜御，產(chǎn)品的推廣最終取決于產(chǎn)業(yè)降本提效的空間鸭你；二屈张，國(guó)內(nèi)掌握生物降解塑料技術(shù)的企業(yè)不多，而且在關(guān)鍵環(huán)節(jié)與國(guó)外企業(yè)相比仍有較大差異袱巨，若后續(xù)技術(shù)無(wú)法突破阁谆，存在產(chǎn)能無(wú)法按時(shí)釋放的風(fēng)險(xiǎn)；三愉老，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场绿、濕度、菌類等條件嫉入，而實(shí)際在使用后焰盗，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(yàn)證璧尸。

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年來(lái)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”熬拒，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種爷光。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)，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破澎粟，成功開(kāi)發(fā)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化技術(shù)蛀序。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類』罾樱化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留徐裸、發(fā)泡過(guò)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(duì)臭氧層有破壞作用，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?duì)較高啸盏，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全重贺。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)回懦，已被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)檬姥，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和黏度下降粉怕、結(jié)晶行為改變等一系列變化健民，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物贫贝，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制秉犹，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(wú)法保持完整泡孔，可操作窗口窄稚晚。因崇堵，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。為了攻克這一難題客燕，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通鸳劳、中石化北化院、浙江新恒泰也搓、鎮(zhèn)海煉化等單位赏廓，在合適物料體系、可控工藝過(guò)程和高效工業(yè)裝備等方面開(kāi)展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化傍妒、強(qiáng)化和工程化等系列工作幔摸，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”三大技術(shù)創(chuàng)新。趙玲介紹颤练，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既忆，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』脊停基于這一發(fā)泡機(jī)制跃脊，他們開(kāi)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，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑苛吱。CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率匾乓，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)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(jì)又谋，保證了均勻的壓力場(chǎng)拼缝、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，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)彰亥。利用上述創(chuàng)新技術(shù)咧七，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬(wàn)立方米模壓發(fā)泡裝置，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套任斋、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬(wàn)~6萬(wàn)立方米的釜壓發(fā)泡裝置继阻，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上废酷，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)瘟檩，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元澈蟆。此外墨辛，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文趴俘。趙玲表示睹簇，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)，除聚丙烯外寥闪，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)太惠，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料疲憋，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾凿渊、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域，還可滿足兒童玩具缚柳、食品埃脏、醫(yī)療、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求喂击。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能剂癌，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域淤翔，如新能源汽車動(dòng)力電池墊片翰绊、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等监嗜。

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當(dāng)熱塑性聚氨酯聚合物在1950年代問(wèn)世時(shí)谐檀，TPE成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)。在1960年代裁奇，苯乙烯嵌段共聚物問(wèn)世桐猬，在1970年代，各種TPE出現(xiàn)刽肠。TPE的全球使用量（1990年為680000噸/年）以每年約9%的速度增長(zhǎng)溃肪。由于聚苯乙烯和聚丁二烯之間的不相容性，苯乙烯-丁二烯材料具有兩相微觀結(jié)構(gòu)塊音五，前者根據(jù)確切的成分分成球體或棒惫撰。由于聚苯乙烯含量低，該材料具有彈性躺涝，聚丁二烯的特性占主導(dǎo)地位厨钻。通常，它們提供比傳統(tǒng)交聯(lián)橡膠更廣泛的性能坚嗜，因?yàn)槠涑煞挚梢宰兓赃m應(yīng)最終的構(gòu)造目標(biāo)夯膀。嵌段共聚物很有趣，因?yàn)樗鼈兛梢浴拔⑾喾蛛x”以形成周期性納米結(jié)構(gòu)苍蔬，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）嵌段共聚物诱建。這種聚合物被稱為Kraton，用于鞋底和粘合劑碟绑。由于微細(xì)結(jié)構(gòu)涂佃，需要透射電子顯微鏡（TEM）來(lái)檢查結(jié)構(gòu)。丁二烯基質(zhì)用四氧化鋨染色以在圖像中提供對(duì)比度蜈敢。該材料是通過(guò)活性聚合制成的辜荠，因此塊體幾乎是單分散的，因此有助于形成非常規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)抓狭。由于大多數(shù)聚合物彼此不相容伯病，形成嵌段聚合物通常會(huì)導(dǎo)致相分離，并且自從引入SBS嵌段聚合物以來(lái)否过，該原理已被廣泛采用午笛，特別是在其中一種嵌段是高度結(jié)晶的情況下。不相容規(guī)則的一個(gè)例外是Noryl材料苗桂，其中聚苯乙烯和聚苯醚或PPO相互形成連續(xù)共混物韵卤。其他TPE具有結(jié)晶域厉碟，其中一種嵌段與相鄰鏈中的其他嵌段共結(jié)晶，例如在共聚酯橡膠中，實(shí)現(xiàn)與SBS嵌段聚合物相同的效果。取決于嵌段長(zhǎng)度，由于較高的晶體熔點(diǎn)，域通常比后者更穩(wěn)定。該點(diǎn)決定了材料成型所需的加工溫度我碟，以及產(chǎn)品的最終使用溫度。這樣的材料包括Hytrel姚建，一種聚酯-聚醚共聚物和Pebax矫俺，一種尼龍或聚酰胺-聚醚共聚物。熱塑性彈性體（TPE）掸冤，有時(shí)也稱為熱塑性橡膠厘托，是一類共聚物或聚合物（通常是塑料和橡膠）的物理混合物，由具有熱塑性和彈性體特性的材料組成稿湿。雖然大多數(shù)彈性體是熱固性塑料催烘，但相比之下，熱塑性塑料在制造中相對(duì)容易使用缎罢，例如通過(guò)注塑成型伊群。熱塑性彈性體顯示出橡膠材料和塑料材料的典型優(yōu)勢(shì)。使用熱塑性彈性體的好處是能夠拉伸到適度的伸長(zhǎng)率并恢復(fù)到接近原始形狀的能力策精，從而比其他材料具有更長(zhǎng)的使用壽命和更好的物理范圍舰始。熱固性彈性體和熱塑性彈性體之間的主要區(qū)別在于其結(jié)構(gòu)中的交聯(lián)鍵類型。事實(shí)上咽袜，交聯(lián)是賦予高彈性性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素丸卷。類型商業(yè)TPE有六類通用類別（名稱符合ISO18064）：苯乙烯嵌段共聚物，TPS（TPE-s）询刹；熱塑性聚烯烴彈性體谜嫉；熱塑性硫化橡膠，TPV（TPE-v或TPV）凹联；熱塑性聚氨酯沐兰，TPU（TPU）；熱塑性共聚酯蔽挠，TPC（TPE-E）住闯；熱塑性聚酰胺，TPA（TPE-A）澳淑；未分類的熱塑性彈性體比原，TPZ。來(lái)自嵌段共聚物組的TPE材料的例子包括CAWITON杠巡、THERMOLASTK量窘、THERMOLASTM、Arnitel氢拥、Hytrel蚌铜、Dryflex锨侯、Mediprene、Kraton厘线、Pibiflex识腿、Sofprene和Laprene出革。這些苯乙烯嵌段共聚物（TPE-s）中有CAWITON造壮、THERMOLASTK、THERMOLASTM骂束、Sofprene耳璧、Dryflex和Laprene。Laripur展箱、Desmopan或Elastollan是熱塑性聚氨酯（TPU）的例子旨枯。Sarlink、Santoprene混驰、Termoton攀隔、Solprene、THERMOLASTV栖榨、Vegaprene昆汹、或Forprene是TPV材料的例子。熱塑性烯烴彈性體（TPO）化合物的例子是For-TecE或Engage婴栽。Ninjaflex用于3D打印满粗。為了符合熱塑性彈性體的資格，材料必須具有以下三個(gè)基本特征：1.拉伸到適度伸長(zhǎng)的能力愚争。2.并在消除應(yīng)力后恢復(fù)到接近其原始形狀的狀態(tài).3.可在高溫下作為熔體加工,沒(méi)有明顯的蠕變映皆。TPE用于傳統(tǒng)彈性體無(wú)法提供產(chǎn)品所需物理性能范圍的地方。這些材料在汽車領(lǐng)域和家用電器領(lǐng)域有大量應(yīng)用轰枝。2014年捅彻，TPE的全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約167億美元。大約40%的TPE產(chǎn)品用于汽車制造鞍陨。例如沟饥，共聚酯TPE用于雪地摩托軌道，其中剛度和耐磨性非常重要湾戳。熱塑性烯烴（TPO）越來(lái)越多地用作屋頂材料贤旷。TPE也廣泛用于導(dǎo)管尼龍嵌段共聚物為患者提供了一系列理想的柔軟度。熱塑性有機(jī)硅和烯烴混合物用于擠出玻璃滑道和動(dòng)態(tài)擋風(fēng)雨條汽車型材砾脑。苯乙烯嵌段共聚物因其易于加工而用于鞋底幼驶，并廣泛用作粘合劑。 由于在對(duì)各種熱塑性基材進(jìn)行雙組分注塑成型方面具有無(wú)與倫比的能力韧衣，工程TPS材料還涵蓋了從汽車市場(chǎng)到消費(fèi)品和醫(yī)療產(chǎn)品的廣泛技術(shù)應(yīng)用盅藻。例如购桑，柔軟的抓握表面、設(shè)計(jì)元素氏淑、背光開(kāi)關(guān)和表面勃蜘，以及密封件、墊圈或阻尼元件假残。TPE通常用于制造汽車性能應(yīng)用的懸架襯套缭贡，因?yàn)榕c常規(guī)橡膠襯套相比，它具有更大的抗變形能力辉懒。由于改性塑料樹(shù)脂的功能阳惹、成本效益和適應(yīng)性，熱塑性塑料在供暖眶俩、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）行業(yè)經(jīng)歷了增長(zhǎng)成各種蓋子莹汤、風(fēng)扇和外殼。TPE還可用于醫(yī)療設(shè)備颠印、電纜護(hù)套和內(nèi)絕緣纲岭、性玩具和一些耳機(jī)電纜。 不僅用于工業(yè)用途线罕，還用于運(yùn)動(dòng)鞋和背包等消費(fèi)品止潮。您可以在許多運(yùn)動(dòng)和戶外品牌產(chǎn)品中看到基于TPE的材料“ARIAPRENE”。2021年闻坚，全新的TPE回收理念問(wèn)世沽翔，稱為APTERRA，它是GRS（全球回收標(biāo)準(zhǔn)）收集和再生泡沫織物廠廢料窿凤，因?yàn)槊看紊a(chǎn)運(yùn)行總是有20%的廢料仅偎。

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發(fā)泡材料品種眾多，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料雳殊。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料橘沥、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無(wú)數(shù)氣泡的微孔材料夯秃，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料座咆。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一仓洼、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型介陶，所以對(duì)模壓發(fā)泡并沒(méi)有規(guī)范的縮寫命名。直到近年來(lái)聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來(lái)后色建，被冠以“M”哺呜，定義為“MPP”。近年來(lái)涌現(xiàn)出MPP箕戳，幾乎是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP某残。其制造工藝是以壓機(jī)做為發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備国撵，原理上與傳統(tǒng)的模壓發(fā)泡沒(méi)有本質(zhì)的不同，關(guān)鍵的區(qū)別在于發(fā)泡劑不是傳統(tǒng)的AC化學(xué)發(fā)泡劑玻墅，而是采用超臨界CO2介牙，因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍，且非常環(huán)保澳厢。具體的制造方法是环础，先采用混煉、壓延赏酥、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板喳整，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機(jī)中的模具中谆构，合上模具裸扶。加熱壓機(jī)的上下模板，將PP板材的溫度上升至PP的熔點(diǎn)附近搬素，與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2呵晨，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度熬尺，迅速釋放壓機(jī)的壓力摸屠，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫，即得到MPP發(fā)泡板材粱哼。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點(diǎn)在于：在固體形態(tài)下浸漬;對(duì)PP熔體強(qiáng)度要求較低;發(fā)泡過(guò)程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細(xì)季二、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會(huì)燃燒。但不足點(diǎn)也是比較明確的揭措，如：浸漬速度慢;必須經(jīng)歷制成薄板的預(yù)加工工藝過(guò)程;受聚丙烯結(jié)晶度的影響很大;靠壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)胯舷，不僅不連續(xù)，且效率較低绊含，難以大規(guī)模工業(yè)化;應(yīng)用領(lǐng)域不十分明確;在發(fā)泡PP中屬于制造成本較高的工藝桑嘶。二、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝躬充，即在高壓釜中逃顶，在一定時(shí)間內(nèi)，通過(guò)高壓將物理發(fā)泡劑在預(yù)定溫度下浸漬進(jìn)入基體樹(shù)脂的細(xì)小粒料之中充甚，然后冷卻體系溫度至室溫以政，即得到可發(fā)性珠粒。使用時(shí)伴找，先在一定的發(fā)泡溫度下盈蛮，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下，得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒疆瑰。在制備制品時(shí)眉反，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱昙啄、減壓，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合寸五，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料梳凛，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型。由于都是采用物理發(fā)泡劑梳杏，因而發(fā)泡倍率較大韧拒。三、擠出發(fā)泡成型將塑料與發(fā)泡劑(物理或化學(xué))分別加入擠出機(jī)的不同位置十性，高壓下在擠出機(jī)中熔融形成均勻的溶液叛溢，然后在口模處突然泄壓、發(fā)泡劲适、冷卻楷掉，制成板材、片材甚至管材等霞势。在擠出發(fā)泡過(guò)程中烹植，發(fā)泡劑在高壓狀況下必須與塑料形成均勻的溶液，并在口模處瞬間泄壓愕贡、發(fā)泡草雕、冷卻、形成發(fā)泡材料固以，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力墩虹，故而對(duì)塑料的熔體強(qiáng)度要求很高，特別需要熔體在拉伸過(guò)程中具有較強(qiáng)的應(yīng)變硬化的性能憨琳，因此發(fā)泡難度較大诫钓。四、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對(duì)較晚的一種發(fā)泡材料栽渴，主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾尖坤。當(dāng)今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品，甚至于發(fā)泡并非是主要目的闲擦，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形慢味，特別是在托盤，支架等大型制品的注塑中墅冷。聚賽龍公司通過(guò)配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)纯路、精準(zhǔn)的加工工藝、特殊的螺桿組合及配混工藝研制的可微發(fā)泡改性PA6區(qū)別于普通可微發(fā)泡改性PA材寞忿，使其在高表面要求驰唬、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢(shì)，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。