安徽PP微孔發(fā)泡定制
發(fā)布時間:2023-09-08 01:13:19安徽PP微孔發(fā)泡定制
當(dāng)熱塑性聚氨酯聚合物在1950年代問世時,TPE成為商業(yè)現(xiàn)實(shí)擎厢。在1960年代究流,苯乙烯嵌段共聚物問世,在1970年代动遭,各種TPE出現(xiàn)芬探。TPE的全球使用量(1990年為680000噸/年)以每年約9%的速度增長。由于聚苯乙烯和聚丁二烯之間的不相容性沽损,苯乙烯-丁二烯材料具有兩相微觀結(jié)構(gòu)塊灯节,前者根據(jù)確切的成分分成球體或棒。由于聚苯乙烯含量低绵估,該材料具有彈性炎疆,聚丁二烯的特性占主導(dǎo)地位。通常国裳,它們提供比傳統(tǒng)交聯(lián)橡膠更廣泛的性能形入,因?yàn)槠涑煞挚梢宰兓赃m應(yīng)最終的構(gòu)造目標(biāo)。嵌段共聚物很有趣缝左,因?yàn)樗鼈兛梢浴拔⑾喾蛛x”以形成周期性納米結(jié)構(gòu)亿遂,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)嵌段共聚物。這種聚合物被稱為Kraton渺杉,用于鞋底和粘合劑蛇数。由于微細(xì)結(jié)構(gòu),需要透射電子顯微鏡(TEM)來檢查結(jié)構(gòu)是越。丁二烯基質(zhì)用四氧化鋨染色以在圖像中提供對比度耳舅。該材料是通過活性聚合制成的,因此塊體幾乎是單分散的倚评,因此有助于形成非常規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)浦徊。由于大多數(shù)聚合物彼此不相容,形成嵌段聚合物通常會導(dǎo)致相分離天梧,并且自從引入SBS嵌段聚合物以來盔性,該原理已被廣泛采用,特別是在其中一種嵌段是高度結(jié)晶的情況下呢岗。不相容規(guī)則的一個例外是Noryl材料冕香,其中聚苯乙烯和聚苯醚或PPO相互形成連續(xù)共混物蛹尝。其他TPE具有結(jié)晶域,其中一種嵌段與相鄰鏈中的其他嵌段共結(jié)晶暂筝,例如在共聚酯橡膠中箩言,實(shí)現(xiàn)與SBS嵌段聚合物相同的效果硬贯。取決于嵌段長度焕襟,由于較高的晶體熔點(diǎn),域通常比后者更穩(wěn)定饭豹。該點(diǎn)決定了材料成型所需的加工溫度鸵赖,以及產(chǎn)品的最終使用溫度。這樣的材料包括Hytrel拄衰,一種聚酯-聚醚共聚物和Pebax它褪,一種尼龍或聚酰胺-聚醚共聚物。熱塑性彈性體(TPE)翘悉,有時也稱為熱塑性橡膠茫打,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妖混。雖然大多數(shù)彈性體是熱固性塑料老赤,但相比之下,熱塑性塑料在制造中相對容易使用制市,例如通過注塑成型抬旺。熱塑性彈性體顯示出橡膠材料和塑料材料的典型優(yōu)勢。使用熱塑性彈性體的好處是能夠拉伸到適度的伸長率并恢復(fù)到接近原始形狀的能力祥楣,從而比其他材料具有更長的使用壽命和更好的物理范圍开财。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)上误褪,交聯(lián)是賦予高彈性性能的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素责鳍。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)兽间;熱塑性聚烯烴彈性體历葛;熱塑性硫化橡膠,TPV(TPE-v或TPV)渡八;熱塑性聚氨酯啃洋,TPU(TPU);熱塑性共聚酯屎鳍,TPC(TPE-E)宏娄;熱塑性聚酰胺,TPA(TPE-A)逮壁;未分類的熱塑性彈性體孵坚,TPZ。來自嵌段共聚物組的TPE材料的例子包括CAWITON、THERMOLASTK卖宠、THERMOLASTM巍杈、Arnitel、Hytrel扛伍、Dryflex筷畦、Mediprene、Kraton刺洒、Pibiflex鳖宾、Sofprene和Laprene。這些苯乙烯嵌段共聚物(TPE-s)中有CAWITON逆航、THERMOLASTK鼎文、THERMOLASTM、Sofprene因俐、Dryflex和Laprene拇惋。Laripur、Desmopan或Elastollan是熱塑性聚氨酯(TPU)的例子抹剩。Sarlink撑帖、Santoprene、Termoton吧兔、Solprene磷仰、THERMOLASTV、Vegaprene境蔼、或Forprene是TPV材料的例子灶平。熱塑性烯烴彈性體(TPO)化合物的例子是For-TecE或Engage。Ninjaflex用于3D打印箍土。為了符合熱塑性彈性體的資格逢享,材料必須具有以下三個基本特征:1.拉伸到適度伸長的能力。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,沒有明顯的蠕變吴藻。TPE用于傳統(tǒng)彈性體無法提供產(chǎn)品所需物理性能范圍的地方瞒爬。這些材料在汽車領(lǐng)域和家用電器領(lǐng)域有大量應(yīng)用。2014年沟堡,TPE的全球市場規(guī)模達(dá)到約167億美元侧但。大約40%的TPE產(chǎn)品用于汽車制造。例如航罗,共聚酯TPE用于雪地摩托軌道禀横,其中剛度和耐磨性非常重要。熱塑性烯烴(TPO)越來越多地用作屋頂材料粥血。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柏锄。熱塑性有機(jī)硅和烯烴混合物用于擠出玻璃滑道和動態(tài)擋風(fēng)雨條汽車型材酿箭。苯乙烯嵌段共聚物因其易于加工而用于鞋底,并廣泛用作粘合劑趾娃。 由于在對各種熱塑性基材進(jìn)行雙組分注塑成型方面具有無與倫比的能力缭嫡,工程TPS材料還涵蓋了從汽車市場到消費(fèi)品和醫(yī)療產(chǎn)品的廣泛技術(shù)應(yīng)用。例如抬闷,柔軟的抓握表面妇蛀、設(shè)計(jì)元素、背光開關(guān)和表面饶氏,以及密封件讥耗、墊圈或阻尼元件。TPE通常用于制造汽車性能應(yīng)用的懸架襯套疹启,因?yàn)榕c常規(guī)橡膠襯套相比,它具有更大的抗變形能力蔼卡。由于改性塑料樹脂的功能喊崖、成本效益和適應(yīng)性,熱塑性塑料在供暖雇逞、通風(fēng)和空調(diào)(HVAC)行業(yè)經(jīng)歷了增長成各種蓋子荤懂、風(fēng)扇和外殼。TPE還可用于醫(yī)療設(shè)備塘砸、電纜護(hù)套和內(nèi)絕緣节仿、性玩具和一些耳機(jī)電纜。 不僅用于工業(yè)用途掉蔬,還用于運(yùn)動鞋和背包等消費(fèi)品廊宪。您可以在許多運(yùn)動和戶外品牌產(chǎn)品中看到基于TPE的材料“ARIAPRENE”。2021年女轿,全新的TPE回收理念問世箭启,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蛉迹,因?yàn)槊看紊a(chǎn)運(yùn)行總是有20%的廢料傅寡。
安徽PP微孔發(fā)泡定制
與傳統(tǒng)注塑制品相比,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕北救、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少荐操、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)珍策。目前托启,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,具有操作簡單膛壹、效率高驾中、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件唉堪,且能耗少,符合節(jié)約材料肩民,降低成本這一發(fā)展理念唠亚,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而持痰,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)生大量變形灶搜,泡孔尺寸分布不均勻,所得制品表面存在大量的氣痕工窍、銀紋等缺陷割卖,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用患雏。國家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置鹏溯,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。研究發(fā)現(xiàn)淹仑,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)丙挽,改善了泡孔的形態(tài)。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP匀借、發(fā)泡劑(AC)颜阐、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。然后打開氣體反壓裝置吓肋,在型腔中分別注入固定的GCP為0凳怨,0.2,0.4是鬼,0.6肤舞,0.8 MPa的氣體,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡屑咳,冷卻后萨赁,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兆龙,熔體壓力瞬間達(dá)到值杖爽。隨著GCP從0增加至0.8 MPa,熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa紫皇,注射完成后慰安,隨著氣體的排出,熔體壓力瞬間下降聪铺,隨著冷卻收縮化焕,熔體壓力逐漸趨于0 MPa。由此可知铃剔,GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力撒桨,改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境查刻。 GCP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時,由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率凤类,泡孔發(fā)生流動剪切變形穗泵,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,在流動方向上出現(xiàn)很大的變形谜疤,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象佃延,泡孔形貌極不規(guī)則,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小夷磕,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)履肃。同時發(fā)現(xiàn),隨著GCP的增大坐桩,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小尺棋,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,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大撕攒,泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布陡鹃。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時,皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)抖坪,此時整體泡孔的變形較小。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用闷叉,GCP值越大擦俐,泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大,泡孔受到熔體的約束力大握侧,泡孔不易發(fā)生變形蚯瞧。GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示∑非妫可知埋合,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的增大萄传,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高甚颂,GCP為0.8 MPa時,升高至26.7%秀菱。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振诬,從63.7%下降到45.4%,這說明GCP可以減小泡孔變形層衍菱,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍赶么。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì),如下圖所示脊串,泡孔的平均長度隨著GCP的增加辫呻,整體呈現(xiàn)減小的趨勢清钥,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大,泡孔的變形度隨GCP的增大而減小放闺,由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度祟昭,即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小雄人。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)从橘,見圖c,隨著GCP的增加础钠,當(dāng)GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小恰力,但隨著GCP的進(jìn)一步增大,泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm旗吁。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大踩萎,使得泡孔的成核臨界能壘升高,泡孔的成核速率下降很钓,泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱香府,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長,因此熔體壓力越大码倦,泡孔直徑越大企孩。GCP提高了充模時的熔體壓力,有效地降低了泡孔的變形袁稽,且隨著GCP的升高勿璃,泡孔直徑增大,泡孔密度下降推汽,發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變补疑。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa,熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa歹撒,使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小莲组,減小了泡孔受到的流動剪切力。隨著GCP的增大暖夭,泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%锹杈,變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304,泡孔的平均長度增大鳞尔。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌嬉橙,減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力,提高了注塑充模階段的熔體壓力寥假,使得臨界成核點(diǎn)后移市框,泡孔的成核長大在充模后進(jìn)行,進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌糕韧。
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核心技術(shù)優(yōu)勢:1枫振、技術(shù)創(chuàng)新:·成套設(shè)備:自主研發(fā)的超臨界CO2微孔發(fā)泡成套裝備喻圃,將化學(xué)工程的技術(shù)手段應(yīng)用于聚合物加工》嗦耍·適用性好:工藝適用于多種聚合物材料的微孔發(fā)泡(PP斧拍、PA、TPU杖小、TPAE肆汹、PVDF…)∮枞ǎ·控制確:通過宏觀工藝參數(shù)(溫度昂勉、壓力)的確控制,實(shí)現(xiàn)了對泡孔結(jié)構(gòu)的確控制扫腺。2岗照、性能優(yōu)勢:·多類別:從彈性體到工程塑料的多種聚合物輕量化材料產(chǎn)品 “驶罚·高性能:充分發(fā)揮多孔結(jié)構(gòu)作用能并配合材料的功能化改性攒至,實(shí)現(xiàn)材料的高性能化 ≡炅樱·輕量化:低密度(min) 30kg/m3 迫吐。重環(huán)保:純物理發(fā)泡,制程清潔環(huán)保账忘,產(chǎn)品安全無毒渠抹。聚丙烯微孔發(fā)泡已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)品種類:1、M-PP:聚丙烯微孔發(fā)泡板材2闪萄、M-PVDF:聚偏氟乙烯微孔發(fā)泡板材3、M-PA12:尼龍12微孔發(fā)泡板材4奇颠、M-TPU:熱塑性聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡板材5败去、M-TPEE:熱塑性聚酯彈性體微孔發(fā)泡板材6、M-PEBA:熱塑性聚酰胺彈性體微孔發(fā)泡板材
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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP烈拒,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微米圆裕,泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在荆几,MPP具有優(yōu)異的減震吓妆、緩沖、隔熱和吸聲等性能吨铸,可廣泛應(yīng)用于包裝行拢、交通工具、箱包诞吱、體育器材等領(lǐng)域舟奠,是傳統(tǒng)EVA竭缝、PU、PS發(fā)泡材料沼瘫、EPE和EPP的替代物抬纸。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,在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體耿戚,并誘導(dǎo)其成核湿故、發(fā)泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料膜蛔。發(fā)泡過程清潔無污染坛猪,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)飞几,因此可回收循環(huán)使用砚哆。丙烯(PP)本身是無毒材料,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料屑墨。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械躁锁、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖卵史、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域战转,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫,EVA泡沫以躯。PP是半結(jié)晶聚合物槐秧,其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE忧设、PS刁标、PU發(fā)泡材料,MPP的使用溫度可達(dá)120℃址晕,因此MPP特別適合高溫包裝膀懈、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強(qiáng)谨垃、隔熱和降噪為一體启搂,也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域,如汽車刘陶、軌道交通胳赌,船舶,風(fēng)機(jī)葉片等匙隔。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用疑苫,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用缀匕。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)下纳决,由于泡孔較小,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小乡小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料阔加,更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控满钟,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材胜榔,而片材表面不會穿孔,可應(yīng)用于微電子器件的包裝湃番。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在夭织,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板,提高漫反射率吠撮。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流尊惰,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)泡材料具有較低的泥兰、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)弄屡。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔鞋诗,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能膀捷,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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由于光降解材料的局限削彬,以及廣泛的生物來源全庸,目前的研究熱點(diǎn)更多地放在生物降解材料上,相對于光降解材料融痛,生物降解材料的原料來源更加綠色壶笼,降解的產(chǎn)物對環(huán)境的污染性也更加小。生物可降解材料是一類在酶或微生物的作用下雁刷,使維持自身結(jié)構(gòu)的分子鏈逐漸斷裂拌消,形成對環(huán)境無害的小分子化合物的材料。 生物降解的方式有生物的物理安券、化學(xué)作用和酶的直接作用。根據(jù)來源的不同可以分為微生物降解型的生物材料氓英、合成高分子型的生物降解材料侯勉、天然高分子型的生物降解材料。微生物降解材料是以有機(jī)物為碳源铝阐,微生物進(jìn)行發(fā)酵轉(zhuǎn)化為高分子聚酯址貌,利用這種高分子聚酯制作為塑料的材料。合成高分子型的生物降解材料是利用化學(xué)方法合成在自然界中與原本存在的利于降解的高分子化合物。天然高分子型的生物降解材料是在合成時以淀粉练对、纖維素遍蟋、木質(zhì)素等多糖化合物為原料,在必要的條件下加入生物降解添加劑或經(jīng)氧化螟凭、改性而加工制成的塑料虚青。其中,淀粉基構(gòu)成的可降解材料和PLA構(gòu)成的可降解材料是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)螺男,PHB作為可降解材料也有較為廣泛的應(yīng)用棒厘。 淀粉通過植物光合作用而形成的,易得下隧,降解后仍以二氧化碳和水的形式回歸到生態(tài)環(huán)境中奢人,是完全無污染的非常優(yōu)良的生物降解材料。針對淀粉作為原料來源的淀粉基塑料是目前可降解材料領(lǐng)域研究的—大熱點(diǎn)淆院。 PLA(聚乳酸)是多糖經(jīng)過降解發(fā)酵制得何乎、純化、聚合而成的環(huán)境友好型樹脂土辩。PLA是由乳酸分子在一定條件下脫水縮合而成支救。PLA在土壤掩埋條件下,在溫度脯燃、氧氣搂妻、弱堿性的共同作用下,6~12個月降解為乳酸,最終經(jīng)微生物代謝辕棚,形成二氧化碳和水欲主。PLA因其優(yōu)良的生物相容性和機(jī)械強(qiáng)度,被廣泛應(yīng)用于新興功能型醫(yī)用高分子材料如醫(yī)用手術(shù)縫合線逝嚎、骨科用固定材料等扁瓢。 PHB(聚β-羥基丁酸酯)是細(xì)菌體內(nèi)碳源和能源的以顆粒狀儲存的酯類積累物。PHB對氣體有阻擋性补君,能用于未添加抗氧化劑的食品的包裝袋;PHB有良好的生物相容性引几,可用于手術(shù)縫合線、骨折固定材料;因PHB能夠降解挽铁,可用于與農(nóng)藥或貴重藥品的包埋處理伟桅。因?yàn)镻HB用細(xì)菌發(fā)酵法進(jìn)行生產(chǎn),所以PHB的生產(chǎn)重點(diǎn)放在基因工程等技術(shù)叽掘。針對其易結(jié)晶楣铁、較脆、降解速度較慢的缺點(diǎn)更扁,如何通過物理或化學(xué)的方法改善PHB的性能成為研究的重點(diǎn)對象盖腕。