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PBAT全名為聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯孵户，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡(jiǎn)寫，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(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物岔留。兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)的特性夏哭，既有較好的力學(xué)性能，又有較高的延展性和斷裂伸長(zhǎng)率献联，還具有優(yōu)良的生物降解性竖配，是一種全生物可降解塑料。生物可降解塑料是在土壤里逆、沙土等自然條件下进胯，與微生物淵（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳、水等小分子或低分子化合物的塑料运悲。降解塑料主要分為光降解塑料龄减、生物降解塑料堯、光生物降解塑料班眯。光降解塑料需要充足的光照才能降解希停，給生產(chǎn)帶來(lái)了很大局限性烁巫，所以光降解塑料的推廣并不好。生物降解塑料品種已經(jīng)有幾十種宠能，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亚隙，化學(xué)合成的聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯违崇、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)阿弃、脂肪族/芳香族共聚酯、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)羞延、聚乙烯醇(PVA)等渣淳、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物、塑料合金等伴箩。PBAT操作特點(diǎn)：(1)為了減少 BDO 的副反應(yīng)發(fā)生入愧，減少 THF的生成，降低原料消耗嗤谚，整個(gè)酯化反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行棺蛛，降低了酯化反應(yīng)溫度；同時(shí)也降低了能耗巩步。(2)由于原料的活性較低問(wèn)題旁赊，采用了高性能催化劑；由于此催化劑的易水解失活的特性椅野，由原來(lái)傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式终畅，改為液面下加入，解決了以上問(wèn)題鳄橘。(3)在縮聚過(guò)程中声离，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中，造成系統(tǒng)堵塞瘫怜。為此术徊，在氣相管道上設(shè)置旋風(fēng)分離收集系統(tǒng)，將生成的低聚物通過(guò)旋風(fēng)分離器收集捕捉鲸湃，其尾氣進(jìn)入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)赠涮。(4)酯化反應(yīng)過(guò)程中，雖然可以降低副反應(yīng)發(fā)生的程度暗挑，但在酯化反應(yīng)中還是不可避免的有THF 和水笋除。由于 THF 屬于低毒性，但是其高濃度易對(duì)人體危害很大炸裆，如果直接排放至污水處理垃它，將會(huì)對(duì)污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生危害。為解決這一問(wèn)題，設(shè)置了 THF 回收裝置国拇。將 THF 與水進(jìn)行分離處理洛史，經(jīng)過(guò)回收裝置處理后，其 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到 99.95%以上酱吝，可用于直接銷售也殖。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)行汽提务热，提取出其中的 THF 及其他有機(jī)物忆嗜，通過(guò)管道送至燃?xì)忮仩t燃燒。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低崎岂，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒捆毫，易造成黏結(jié)、纏刀冲甘，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)冻璃。為此，采用水下模頭切粒的方式损合，通過(guò)水下輸送管道的長(zhǎng)短和切粒水的溫度來(lái)控制切片粒子的成型和結(jié)晶程度；同時(shí)由于 PBAT 易降解的特性娘纷，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進(jìn)行干燥嫁审，然后沖氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)和包裝。(6)針對(duì) PBAT 的特性赖晶，分子鏈增長(zhǎng)難律适、黏度高、流動(dòng)性差等特點(diǎn)遏插，惠通公司采用惠通獨(dú)家專利技術(shù)的立式液相增黏釜捂贿，可使物料的動(dòng)力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上、分子鏈隨之增長(zhǎng)胳嘲，同時(shí)由于黏度很高厂僧，需采用螺桿出料的方式來(lái)保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過(guò)程中了牛，有 THF 蒸汽產(chǎn)生颜屠，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，同時(shí)還設(shè)置可燃有害氣體檢測(cè)和報(bào)警裝置鹰祸，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)個(gè)人防護(hù)面具和呼吸器等安全裝備甫窟；THF 回收裝置采取全敞開(kāi)式混凝土框架結(jié)構(gòu)，使有害氣體不易積聚蛙婴。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料粗井，可以降低石油資源消耗，緩解“白色污染”，對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義浇衬。目前全球 PBAT 市場(chǎng)需求旺盛懒构，由于 PBAT 價(jià)格較高，而我國(guó)具備良好的原料生產(chǎn)條件径玖。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口痴脾，行業(yè)集中度高，潛在市場(chǎng)大梳星，產(chǎn)業(yè)化前景好赞赖。

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國(guó)內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營(yíng)企業(yè)加速?zèng)_擊，有如洪水冤灾。中石化聚丙烯占比全國(guó)聚丙烯產(chǎn)能27%前域，中石油聚丙烯占比全國(guó)聚丙烯產(chǎn)能14%，東華能源韵吨、中景石化匿垄、寶豐能源、紹興三圓归粉、巨正源等民營(yíng)企業(yè)強(qiáng)勢(shì)來(lái)攻椿疗。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂，薄壁注塑料緊隨其后糠悼，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住届榄。石化熱成型T5015開(kāi)發(fā)出系列化產(chǎn)品，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)倔喂，成為天津石化創(chuàng)效利器铝条。T5015M產(chǎn)品在透明度、加工成型席噩、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越班缰，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒、沙拉碗悼枢、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)埠忘。下一步，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝馒索、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域给梅，不斷擴(kuò)大中高端材料市場(chǎng)份額。中原石化開(kāi)發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N双揪，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場(chǎng)“健康美麗新風(fēng)尚”營(yíng)銷案例入選2020中國(guó)石化十大優(yōu)品牌營(yíng)銷案例之后动羽，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列，滿足用戶個(gè)性化需求的又一創(chuàng)新渔期。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤(rùn)运吓，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加渴邦，正成為“新貴”。東華能源王紅英博士將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”演講報(bào)告：《熱成型專用聚丙烯樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)應(yīng)用》近年來(lái)拘哨，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展谋梭，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯、汽車部件倦青、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼瓮床、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多。筆者介紹熱成型基本原理及特點(diǎn)产镐、國(guó)內(nèi)熱成型包裝市場(chǎng)概況隘庄、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子癣亚，如奶茶杯丑掺、冷飲杯、快餐杯等述雾，主要用于快餐店街州、奶茶店、果凍制品廠等玻孟。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主唆缴，部分冷飲采用PET 材質(zhì)。杯子主要以透明材質(zhì)為主黍翎，季節(jié)性較強(qiáng)琐谤，主要用PP原料生產(chǎn)。1.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品玩敏。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒质礼。這都對(duì)樹(shù)脂原料提出了更高要求旺聚。PET，PS 不耐高溫眶蕉。PP 耐熱性能較好砰粹，價(jià)格低廉，易得造挽，所以成為原料碱璃。但一般PP 無(wú)法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形，且市場(chǎng)上無(wú)針對(duì)熱成型的專用料饭入，客戶采用T30S 添加助劑改性嵌器，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定、制品成難等問(wèn)題谐丢。天津分公司研究院開(kāi)發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030爽航，具有耐熱溫度高蚓让，成型方便，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式讥珍。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋历极、餐盒蓋、杯蓋等衷佃，主要用于快餐店趟卸、奶茶店、蛋糕店等.蓋子以透明為主氏义，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多锄列。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干、薯片觅赊、花生右蕊、餃子、湯圓的包裝吮螺，外面還會(huì)有一層包裝饶囚，主要使用于速食品廠。目前國(guó)內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主鸠补，另外還有乳白色等萝风。一般餃子、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右紫岩，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)规惰，常溫下使用的零食托盤以PET，PS 和PP 為主泉蝌，廠家根據(jù)喜好及價(jià)格選擇歇万。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品。綜上可見(jiàn)勋陪，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來(lái)越普遍贪磺，樹(shù)脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求，如加工性能诅愚、力學(xué)性能寒锚、光學(xué)性能等，同時(shí)加工設(shè)備的改進(jìn)提升违孝，也會(huì)對(duì)樹(shù)脂性能提出更高的要求刹前，二者相互促進(jìn)，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品雌桑。熱成型食品包裝用PP特點(diǎn)及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射喇喉、擠出、吹塑之后校坑，又一重要的加工方式轧飞，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對(duì)這一市場(chǎng)提供了多個(gè)商業(yè)化的PP 牌號(hào)衅鹿。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號(hào)。國(guó)外熱成型專用料多為均聚物过咬，透明無(wú)規(guī)共聚物較少大渤，且部分牌號(hào)進(jìn)口周期長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料掸绞。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主泵三，隨成型機(jī)工藝的進(jìn)步，片材寬度日益提高衔掸，寬可達(dá)1 000 mm 以上烫幕，因此對(duì)片材的抗熔垂能力提出更高要求。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD) 以提高片材耐熔垂性能敞映，但此方式將帶來(lái)混料不均较曼、制品透明性受限等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)熱成型行業(yè)對(duì)具有高性能振愿、超高透明度的PP 原料需求日益迫切捷犹。

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當(dāng)前，作為制約人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源受到更大程度的保護(hù)冕末，水污染治理也得到了高度的重視萍歉。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境和人體有很大危害档桃，因此要開(kāi)發(fā)綜合利用枪孩，采取科學(xué)的凈化措施才可排放，化害為利藻肄。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)蔑舞。研究表明，造成水污染的污染物中嘹屯，重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位攻询，一些重金屬對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。尤其是化工廢水中有些含有如氰抚垄、酚、砷谋逻、汞呆馁、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)，以及無(wú)機(jī)酸毁兆、堿類等刺激性浙滤、腐蝕性的物質(zhì)，在一定的濃度下對(duì)生物和微生物產(chǎn)生毒性影響气堕。環(huán)境中的銅離子很容易通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體中纺腊，會(huì)引起頭痛畔咧、呼吸困難、引起血管內(nèi)溶血揖膜、損傷神經(jīng)系統(tǒng)誓沸，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的威脅。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害壹粟，發(fā)泡材料因特有的吸附過(guò)濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標(biāo)用材拜隧。在工業(yè)污水處理工程中，聚乙烯醇（PVA）是常用的高分子聚合物趁仙，其具有良好的水溶性洪添、黏附性、機(jī)械性能和穩(wěn)定性雀费，廣泛應(yīng)用于紡織干奢、食品和醫(yī)藥等行業(yè)。近些年來(lái)盏袄，聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料多被用到工業(yè)污水和城市廢水處理的研究應(yīng)用中忿峻。在有關(guān)公開(kāi)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中，多以聚乙烯醇為原料貌矿，配以甲醛炭菌、淀粉、半纖維素逛漫、竹炭黑低、聚丙烯酸、生物炭酌毡、海泡石克握、水滑石、坡縷石水等聚合物枷踏，再經(jīng)發(fā)泡處理制備菩暗。不僅具有強(qiáng)吸水性，而且能夠通過(guò)吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污旭蠕⊥Ｍ牛可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)（生物毒性或致癌性），為社會(huì)倡導(dǎo)的高效掏熬、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案佑稠。針對(duì)污水處理的實(shí)際需求，本文僅限于對(duì)幾種公開(kāi)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹旗芬，如淀粉基舌胶、碳納米管改性的水凝膠、聚乙烯醇縮甲醛疮丛、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖幔嫂、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料辆它。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 。該類發(fā)泡材料主要由包含半纖維素和海泡石的材料制備而成履恩。利用半纖維素增強(qiáng)锰茉、增韌的作用，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能似袁，將半纖維素和海泡石穿插于聚乙烯醇與淀粉形成的水凝膠材料中洞辣，再經(jīng)發(fā)泡處理而成。具有比表面積大昙衅，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固扬霜，過(guò)濾分離和吸附效率好，同時(shí)具有優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能而涉，能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬著瓶，并有脫除異味和脫色的效果，適用于污水處理技術(shù)啼县。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對(duì)工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行吸附材原。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積，其高吸附能力和很高的表面活性季眷，使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑余蟹。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料，是利用腐殖酸和海泡石的增強(qiáng)作用子刮，將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇威酒、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中，形成對(duì)重金屬離子吸附效率好挺峡、吸附量大葵孤，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料橱赠。試驗(yàn)表明尤仍，凈化去污能力好，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水狭姨，同時(shí)還可以處理工業(yè)廢水宰啦，如電鍍、紡織饼拍、印染赡模、化工、制藥等工業(yè)排放的廢水惕耕，特別是不易生物處理的廢水纺裁，并且可以回收廢水中的貴金屬诫肠、稀有金屬等司澎。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體欺缘，適用于需要?dú)⒕膱?chǎng)合。聚乙烯醇縮甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解挤安，容易對(duì)周圍環(huán)境造成污染谚殊。天然高分子材料對(duì)生物無(wú)毒，傳質(zhì)性能好蛤铜，但強(qiáng)度低嫩絮，厭氧條件下易被微生物分解，壽命短围肥。合成高分子材料強(qiáng)度高剿干，化學(xué)穩(wěn)定性好，但傳質(zhì)性能差穆刻。因此置尔，將天然高分子材料秸稈纖維和合成高分子材料聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料——聚乙烯醇縮甲醛（PVFM）發(fā)泡材料用來(lái)處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能。又能擁有強(qiáng)度高氢伟、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)榜轿。該實(shí)驗(yàn)中采用機(jī)械打泡法和化學(xué)發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復(fù)率性，對(duì)廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力朵锣，穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上谬盐，氨氮去除效果可達(dá)96%以上。因此也可作為污水處理的潛在方案诚些。圖源：河北科技大學(xué) 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進(jìn)一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案飞傀。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性泣刹，以及生物相容性助析。被用作清潔材料、過(guò)濾材料椅您、吸收劑和功能性的吸附材料外冀。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物，能通過(guò)整合作用或離子交換除去廢水中的金屬離子和燃料等有害物質(zhì)掀泳。通過(guò)這兩種材料制備的聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料含有一定量的氨基雪隧，且孔徑較大，接觸面積較大员舵，克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對(duì)重金屬離子吸附速率較慢的缺點(diǎn)脑沿。實(shí)驗(yàn)表明，聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料吸附金屬離子后可以在幾分鐘內(nèi)快速解吸附马僻，經(jīng)過(guò)5次循環(huán)之后庄拇，對(duì) Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對(duì)良好的吸附能力。可見(jiàn)是一種能用于污水處理的理想吸附劑措近。該方法操作方便溶弟，吸附后處理簡(jiǎn)單，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法瞭郑。 我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高辜御，出水中仍含有較多的污染物質(zhì)，進(jìn)入水體后會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化屈张，對(duì)環(huán)境造成一定的影響擒权。填料的性能直接決定污染物去除率，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小阁谆、掛膜困難碳抄、生物量比較少且生物膜易脫落，處理效率不高等問(wèn)題场绿。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料纳鼎，可以作為污水處理填料應(yīng)用，比表面積大裳凸，掛膜快贱鄙，具有良好的親水性親生物性，表面生物量大且種類豐富姨谷，污泥量少不堵塞逗宁，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢(shì)，在污水處理廠提標(biāo)改造及改擴(kuò)建領(lǐng)域具有重大意義梦湘。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料 圖源：浙江工業(yè)大學(xué)相較于傳統(tǒng)的技術(shù)瞎颗，如將聚合物吸附填料直接共混于樹(shù)脂中，或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑捌议，研究新型的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料成為污水處理綠色發(fā)展的重要方向哼拔。國(guó)內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟，并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用瓣颅，對(duì)解決工業(yè)污水處理倦逐、建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做了應(yīng)有之義。目前宫补，針對(duì)聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用檬姥，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究，制作材料技術(shù)粉怕、裝備和價(jià)格也具有普惠性和實(shí)用性健民，但仍需要在今后的實(shí)際工業(yè)污水處理中對(duì)材料的性能進(jìn)行規(guī)模化驗(yàn)證和優(yōu)化贫贝。

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新材料是現(xiàn)代科技發(fā)展之本秉犹，可降解塑料是新興的塑料新材料。隨著全球?qū)Ω纳骗h(huán)境的訴求越來(lái)越強(qiáng)烈，使用生物降解塑料被認(rèn)為是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解決方案崇堵。著眼于中國(guó)的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)悦陋，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。在此背景下筑辨，本報(bào)告深入研究可降解塑料行業(yè)現(xiàn)狀。從性能上看幸逆，PLA棍辕、PBAT、PHA等生物降解塑料性能接近普通塑料还绘，為替代不可降解塑料創(chuàng)造了條件楚昭；從技術(shù)上看，PLA生產(chǎn)的中間原料丙交酯技術(shù)難以完全突破拍顷，限制產(chǎn)能釋放抚太，而PBAT國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝不受限于國(guó)外，產(chǎn)能快速擴(kuò)張昔案；從應(yīng)用上看尿贫，可降解塑料主要應(yīng)用在餐飲、醫(yī)療和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域踏揣。根據(jù)艾瑞測(cè)算庆亡，至2025年，外賣包裝捞稿、農(nóng)膜和醫(yī)療領(lǐng)域?qū)?huì)釋放可降解塑料需求494.8億元又谋、72.7億元和0.172億元。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看娱局，可降解塑料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨不確定性：一彰亥，可降解塑料的成本高于傳統(tǒng)塑料，靠政策驅(qū)動(dòng)的市場(chǎng)可持續(xù)性存在風(fēng)險(xiǎn)衰齐，產(chǎn)品的推廣最終取決于產(chǎn)業(yè)降本提效的空間任斋；二，國(guó)內(nèi)掌握生物降解塑料技術(shù)的企業(yè)不多耻涛，而且在關(guān)鍵環(huán)節(jié)與國(guó)外企業(yè)相比仍有較大差異仁卷，若后續(xù)技術(shù)無(wú)法突破，存在產(chǎn)能無(wú)法按時(shí)釋放的風(fēng)險(xiǎn)犬第；三锦积，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、濕度歉嗓、菌類等條件丰介，而實(shí)際在使用后，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。

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摘要:長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料哮幢，在滿足汽車零部件性能的同時(shí)带膀，對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞橙垢。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀垛叨，詳細(xì)介紹了薄壁注塑、物理發(fā)泡柜某、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實(shí)現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況嗽元，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來(lái)喂击，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展剂癌，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展。然而翰绊，由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重佩谷，通過(guò)汽車輕量化來(lái)降低油耗從而降低環(huán)境污染，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)监嗜，其中谐檀，使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來(lái)也取得了較大進(jìn)展。運(yùn)用復(fù)合材料來(lái)部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)裁奇、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法稚补。在眾多的復(fù)合材料中，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價(jià)格框喳、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞课幕。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比，PPLGF在強(qiáng)度五垮、剛度乍惊、翹曲度、耐疲勞放仗、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢(shì)润绎，因此，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低诞挨。1 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種莉撇，即熔融浸漬、溶液浸漬惶傻、粉末浸漬棍郎、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法银室。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長(zhǎng)度一般為8mm～15mm涂佃，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%励翼，粒子中玻纖的保留長(zhǎng)度可達(dá)1mm～3mm,如圖1所示，相較于玻纖保留長(zhǎng)度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料辜荠，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)汽抚，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能伯病、耐蠕變性能等特點(diǎn)造烁，更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件。此外午笛，隨著纖維含量的增加惭蟋，PP-LGF的性能也隨之提高。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件季研，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中誉察、高檔車型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板与涡，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件持偏，同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)驼卖，因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料鸿秆，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料酌畜，在滿足相關(guān)性能的同時(shí)，可提升儀表板吸能性能卿叽，同時(shí)可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計(jì)厚度由3mm～3.5mm降低到1.8mm～2.5mm桥胞，從而降低儀表板骨架重量，推動(dòng)汽車內(nèi)飾輕量化考婴。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑贩虾、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面沥阱，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用缎罢。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄，在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法考杉，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比策精，PP-LGF材料運(yùn)用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右，整體減重可達(dá)約25%崇棠。該工藝的投入成本較低咽袜，重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。目前枕稀，該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中酬蹋，如吉利及老、大眾、上汽范抓、福特等均有應(yīng)用骄恶，一般選擇PPLGF20材料，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm匕垫。然而僧鲁，薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問(wèn)題，首先是該工藝的模具成本較高象泵，使用薄壁注塑寞秃，成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高偶惠。其次春寿，注塑工藝管控和注塑精度要求高，因?yàn)镻P-LGF中長(zhǎng)玻纖分布的各向異性忽孽，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重绑改，尺寸穩(wěn)定性較差。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝兄一，它是以熱塑性材料為基體厘线，通過(guò)將超臨界流體（二氧化碳或氮?dú)猓?溶解到熱熔膠中形成單相溶體，并保持在高壓力下出革，然后造壮，通過(guò)開(kāi)關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]骂束，該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明耳璧，1995年由美國(guó)Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化。MuCell 工藝優(yōu)勢(shì)為成型周期短展箱、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好楞抡、翹曲低、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣析藕。MuCell工藝使用超臨界流體召廷，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動(dòng)性。泡孔成長(zhǎng)壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段账胧，縮短成型周期竞慢，同時(shí)，可使壓力分布均勻治泥，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力筹煮，降低因長(zhǎng)玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性居夹。另外败潦，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕本冲，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充，降低材料密度劫扒，產(chǎn)品重量減輕檬洞，較同材質(zhì)實(shí)體，重量可降低5%～10%沟饥。目前添怔，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝，骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm贤旷，相較于實(shí)心材料重量降低了10%广料，此外，長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)幼驶。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高艾杏，工藝難度大，同時(shí)相關(guān)研究表明盅藻，使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%～8%時(shí)购桑，產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右，基本滿足性能要求萧求，減重超過(guò)8%其兴，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降顶瞒，不能滿足要求夸政。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開(kāi)模發(fā)泡工藝（core-back）榴徐，二者均是在注塑過(guò)程中守问，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無(wú)機(jī)發(fā)泡劑，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體坑资，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)耗帕，以降低材料密度，減輕產(chǎn)品重量袱贮。其中仿便，core-back工藝因使用了二次開(kāi)模，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡攒巍，發(fā)泡的倍率更高嗽仪，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多，產(chǎn)品的減重比更大柒莉。一般來(lái)說(shuō)闻坚，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實(shí)心材料在5%～8%左右，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%兢孝，具體根據(jù)退模行程決定窿凤。同物理發(fā)泡工藝一樣仅偎，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)，減少產(chǎn)品翹曲變形雳殊，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性橘沥，而且二次開(kāi)模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前相种，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝威恼，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm，重量降低了約40%寝并，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝箫措。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴，開(kāi)模的周期較長(zhǎng)衬潦，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高斤蔓，而且該工藝的技術(shù)難度較高，后期調(diào)試周期較長(zhǎng)镀岛，產(chǎn)品的綜合成本較高弦牡。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯漂羊，減重效果低于薄壁注塑工藝驾锰，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展走越，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代椭豫，越來(lái)越多的汽車零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史旨指，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志赏酥，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能谆构，提高了汽車的美觀舒適度裸扶。P以密度小、性價(jià)比高搬素、具有優(yōu)異的耐熱性能呵晨、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性熬尺、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用摸屠。近來(lái)更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢(shì)。由于高性能基礎(chǔ)樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)猪杭、投資巨大餐塘、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)皂吮，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹(shù)脂需要進(jìn)行更廣泛戒傻、更有效税手、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性需纳。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體芦倒，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限不翩，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上兵扬，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力口蝠，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小器钟、平直度高，沒(méi)有縮水妙蔗，尺寸穩(wěn)定傲霸，成型視窗大等特點(diǎn)，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨(dú)具優(yōu)勢(shì)眉反，成為近年來(lái)注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向昙啄。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展寸五，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑梳凛，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來(lái)越多，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%梳杏，卡車韧拒、工程機(jī)械車占20% ，客車秘狞、商務(wù)車占35% 叭莫。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料蹈集。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想烁试，僅適合于需要表面覆皮的高端車，不僅增加了制造成本拢肆，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用减响；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源郭怪，通過(guò)自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)支示，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡鄙才，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 颂鸿，但目前國(guó)內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡攒庵、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等嘴纺，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件败晴，如車身門板、尾門栽渴、風(fēng)道等尖坤；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等闲擦；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等慢味。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)高50%的減重墅冷，注射壓力降低約30%～50% 纯路，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%寞忿，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性感昼，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)高30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性罐脊，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活定嗓。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能，作為汽車車頂萍桌，可降低汽車的質(zhì)量宵溅，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化上炎。