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核心技術(shù)優(yōu)勢：1君旦、技術(shù)創(chuàng)新：·成套設備：自主研發(fā)的超臨界CO2微孔發(fā)泡成套裝備澎办，將化學工程的技術(shù)手段應用于聚合物加工〗鹂常·適用性好：工藝適用于多種聚合物材料的微孔發(fā)泡(PP局蚀、PA、TPU恕稠、TPAE琅绅、PVDF…)《煳。·控制確：通過宏觀工藝參數(shù)(溫度千扶、壓力)的確控制料祠，實現(xiàn)了對泡孔結(jié)構(gòu)的確控制。2县貌、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 术陶〈斩·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煤痕，實現(xiàn)材料的高性能化 〗咏鳎·輕量化：低密度(min) 30kg/m3 摆碉。重環(huán)保：純物理發(fā)泡，制程清潔環(huán)保脓豪，產(chǎn)品安全無毒巷帝。聚丙烯微孔發(fā)泡已實現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)品種類：1、M-PP：聚丙烯微孔發(fā)泡板材2扫夜、M-PVDF：聚偏氟乙烯微孔發(fā)泡板材3楞泼、M-PA12：尼龍12微孔發(fā)泡板材4、M-TPU：熱塑性聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡板材5笤闯、M-TPEE：熱塑性聚酯彈性體微孔發(fā)泡板材6堕阔、M-PEBA：熱塑性聚酰胺彈性體微孔發(fā)泡板材

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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%左右颗味，在國外汽車上達到了15%至20%超陆。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應用于儀表板浦马、電機支架时呀、座位板、空調(diào)風罩晶默、門嵌飾板等內(nèi)外飾谨娜。本文作者從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進行分析，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考磺陡。標題：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)域趴梢，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。目前仅政，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右垢油，在國外汽車上達到了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%圆丹，廣泛應用于儀表板滩愁、電機支架、座位板辫封、空調(diào)風罩硝枉、門嵌飾板等內(nèi)外飾廉丽。該技術(shù)在20世紀80年代初被麻省理工學院提出，通常指孔徑小于10μm妻味、泡孔密度大于109個/cm3的發(fā)泡材料正压，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔，相對于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性责球，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應用焦履。本文中，筆者將從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點申請人進行分析雏逾，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考嘉裤。外注重工藝技術(shù)保護筆者通過專利數(shù)據(jù)庫檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前栖博，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請屑宠，其中國外有1700余件，美國仇让、日本典奉、德國三國的相關(guān)專利申請量居前三位；國內(nèi)相關(guān)專利申請有2400多件丧叽，其中企業(yè)占1556件卫玖，其次是科研院所，從申請人分布地區(qū)來看蠢正，廣東骇笔、江蘇、浙江等地的專利申請量較高嚣崭。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟笨触、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來源于麻省理工學院在20世紀80年代提出的發(fā)明專利雹舀。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)和商品化推廣芦劣，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)泡劑说榆，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔虚吟，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)。后來签财，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請共有33件串慰，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設備結(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唱蒸。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性邦鲫，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)、設置旋轉(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；在超臨界流體計量控制上庆捺，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設置儲料缸控制發(fā)泡劑計量古今、螺桿上添加超臨界流體的計量泵等解決手段√弦裕基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%捉腥，減少材料消耗并縮短成型周期，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案你画。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請了較多專利抵碟，其早的相關(guān)專利申請是在1995年，申請的25件相關(guān)專利均為螺桿等機械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進撬即，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)立磁。該技術(shù)的核心是設置了氣體計量與混合模塊，使熔體/氣體混合物的均化過程獨立于塑化過程剥槐，獲得的制品具有較低的內(nèi)應力，消除了翹曲和縮痕宪摧，較適用于汽車內(nèi)飾粒竖。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機制造商，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù)几于，該技術(shù)工藝簡單蕊苗，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沿彭，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入朽砰。該技術(shù)主要適用于纖維增強發(fā)泡材料，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%喉刘。阿博格公司的專利申請量不多瞧柔，主要涉及注塑機結(jié)構(gòu)設計，其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)睦裳。筆者認為造锅，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)廉邑，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哥蔚。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)專利申請量多蛛蒙，這兩個申請人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主糙箍，涉及的技術(shù)均為通過原料選擇來提高發(fā)泡材料的熔體強度和流動性，以獲得泡孔均勻牵祟、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品深夯。

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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應用價值：微孔發(fā)泡材料的韌性高、疲勞壽命長课舍、比強度高塌西、熱穩(wěn)定性高他挎、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕捡需、隔熱办桨、吸震、隔音站辉、價格低廉等特點呢撞。這是因為這種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細裂縫小得多的孔徑，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端饰剥，所以不會降低塑料的強度殊霞。因此，在汽車汰蓉、航天航空和其他各種運輸工具等領(lǐng)域有特殊的應用價值绷蹲。聚丙烯微孔發(fā)泡通過研究熔體流動速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，低熔體流動速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機械性能顾孽。日本Sumitom化學公司利用幾種熔體流動速率不同的聚合物共混發(fā)泡祝钢，制得了一種沖擊強度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材，這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間若厚。聚丙烯微孔發(fā)泡材料成核劑改性聚丙烯材料：PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料拦英，它的結(jié)晶速度較慢慢，容易形成尺寸較大的球晶测秸，導致制品的光澤度和透明性差疤估，制品的外觀缺乏美感，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應用霎冯。利用成核劑改性聚丙烯铃拇，是一種制備透明度高，力學性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法肃晚，因此在聚丙烯的改性當中被廣泛應用锚贱。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性，適量的成核劑和相應的分散劑能提高聚丙烯的透明性关串；且共聚PP的透明性比均聚PP好拧廊。張廣平等采用2，2-亞甲基-雙(4晋修，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑吧碾，研究了成核劑對復合材料力學性能的影響。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分數(shù)為0.4%墓卦。此時倦春，復合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃，結(jié)晶度增加3%~6%，結(jié)晶速率顯著增加睁本；材料的模量提高了20%~30%尿庐，彎曲強度也提高了10%~20%。纖維增強聚丙烯材料：纖維增強聚丙烯復合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一呢堰，尤其是在汽車用塑料中抄瑟。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強作用，在塑料中纖維長度需要大于LC枉疼，既零界長度皮假，LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長度小于LC骂维，其增強效果與一般的粉末填料區(qū)別不大惹资。例如，玻纖增強PP中航闺，玻璃纖維的零界長度為3.1 mm褪测；而在另外一種經(jīng)過化學改性的PP中，LC可能降到0.9mm以下来颤。對于普通的短玻纖增強塑料汰扭，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm，限制了制成品性能的提高福铅。而在長玻纖增強塑料部件中，玻璃纖維的殘留長度可以達到3mm以上项阴，大大提高了制品的物理機械性能滑黔。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應用價值由于長纖維增強熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長，它的沖擊強度比普通的纖維增強材料高了4倍左右环揽；比強度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高略荡；此外，這種材料的加工流動性好歉胶，制品外觀光亮汛兜、無塌坑等缺陷，制品的成型收縮率也小通今。的研究成果表明粥谬，長玻纖增強聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時，LFG/PP的拉伸強度辫塌、彎曲強度和沖擊強度明顯高于SFG/PP漏策。

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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臼氨，掺喻。主要應用于：全降解包裝袋，全降解包裝用薄膜，物品內(nèi)襯感耙，盒子內(nèi)托褂乍，食品包裝袋等。那么即硼，生物基塑料和生物可降解塑料到底是什么逃片？生物基塑料強調(diào)塑料制品的原材料，因此未必具有生物可降解性能谦絮。而生物可降解塑料則強調(diào)塑料制品的廢棄處理方式（可否分解）题诵，這類塑料未必是生物基的，它也可以是化石基的层皱。在歐洲性锭，可堆肥塑料（生物可降解塑料）有完善的法例約束（歐洲標準EN 13432）。要落實可持續(xù)的塑料政策叫胖，就得推行生物垃圾的分類收集草冈，并努力發(fā)展工業(yè)堆肥，而非僅僅紙上談兵瓮增。大力發(fā)展可堆肥塑料怎棱，除了要防止其被廢棄在自然環(huán)境中，還應該把它們集中工業(yè)堆肥绷跑，形成塑料處理的“閉環(huán)”拳恋。可堆肥塑料雖然被認為是良好的一次性塑料替代品砸捏，但它有局限性谬运。其局限性在于可堆肥塑料仍然是基于“用完即棄”的邏輯，而非可反復使用的材料垦藏。因此梆暖，我們依然將反復使用模式作為主要的塑料政策進行倡導。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掂骏、開發(fā)轰驳、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)，其中推出的PBAT材料弟灼，發(fā)泡出應用在禮品內(nèi)襯级解、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袜爪、無味蠕趁、無化學物質(zhì)殘留，其表面光滑辛馆，質(zhì)感細膩俺陋，可印刷豁延，耐摔耐折疊等。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比腊状，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕诱咏、翹曲和內(nèi)部殘余應力更少、尺寸穩(wěn)定性好缴挖、成型周期短等一系列優(yōu)點袋狞。目前，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應用為廣泛的工藝之一映屋，具有操作簡單苟鸯、效率高、能夠生產(chǎn)復雜制件棚点，且能耗少早处，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念瘫析，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求砌梆。然而，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)生大量變形贬循，泡孔尺寸分布不均勻咸包，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷杖虾，制約了其力學性能的提高和外觀視覺烂瘫，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用。國家復合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置奇适，利用化學欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響忱反。研究發(fā)現(xiàn)，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滤愕，改善了泡孔的形態(tài)。實驗方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP怜校、發(fā)泡劑(AC)间影、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行塑化。然后打開氣體反壓裝置茄茁，在型腔中分別注入固定的GCP為0魂贬，0.2，0.4裙顽，0.6付燥，0.8 MPa的氣體，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡愈犹，冷卻后键科，取出PP發(fā)泡樣品闻丑。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達到值勋颖。隨著GCP從0增加至0.8 MPa嗦嗡，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa，注射完成后饭玲，隨著氣體的排出侥祭，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮茄厘，熔體壓力逐漸趨于0 MPa矮冬。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力次哈，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境胎署。 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大于泡孔的膨脹速率亿乳，泡孔發(fā)生流動剪切變形硝拧，導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)很大的變形葛假，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象障陶，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小聊训，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)抱究。同時發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大带斑，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小鼓寺，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)域所占比例增大勋磕，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布妈候。當GCP達到0.8 MPa時，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)挂滓，此時整體泡孔的變形較小苦银。這是因為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，GCP值越大赶站，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大幔虏，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形贝椿。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)的影響如下圖所示想括。可知烙博，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%瑟蜈；隨著GCP的增大烟逊，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時踪栋，升高至26.7%焙格。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，從63.7%下降到45.4%夷都，這說明GCP可以減小泡孔變形層眷唉，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計囤官，如下圖所示冬阳，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢党饮，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大肝陪，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度刑顺，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距氯窍，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計蹲堂，見圖c狼讨，隨著GCP的增加，當GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小柒竞，但隨著GCP的進一步增大政供，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大朽基，使得泡孔的成核臨界能壘升高布隔，泡孔的成核速率下降，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱稼虎，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長衅檀，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大霎俩。GCP提高了充模時的熔體壓力术吝，有效地降低了泡孔的變形，且隨著GCP的升高茸苇，泡孔直徑增大，泡孔密度下降沦寂，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變学密。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传藏，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小腻暮，減小了泡孔受到的流動剪切力彤守。隨著GCP的增大，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%哭靖，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304具垫，泡孔的平均長度增大。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌试幽，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力筝蚕，提高了注塑充模階段的熔體壓力，使得臨界成核點后移铺坞，泡孔的成核長大在充模后進行起宽，進而改善了制品泡孔的形貌。