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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)合材料悟衩，在滿足汽車(chē)零部件性能的同時(shí)剧罩，對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)，目前在汽車(chē)零部件應(yīng)用上備受青睞座泳。文章主要介紹了PP-LGF在汽車(chē)儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀惠昔，詳細(xì)介紹了薄壁注塑、物理發(fā)泡挑势、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)概況镇防，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)潮饱，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展来氧，汽車(chē)工業(yè)也得到了快速發(fā)展。然而香拉，由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重啦扬，通過(guò)汽車(chē)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(chē)行業(yè)的研究熱點(diǎn)凫碌，其中考传，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(chē)身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)证鸥、外飾裝飾件是汽車(chē)輕量化的一種行之有效的方法僚楞。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)格枉层、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞泉褐。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比，PPLGF在強(qiáng)度鸟蜡、剛度膜赃、翹曲度、耐疲勞揉忘、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢(shì)跳座，因此，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車(chē)零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低泣矛。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種疲眷，即熔融浸漬、溶液浸漬您朽、粉末浸漬狂丝、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝，而在汽車(chē)零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長(zhǎng)度一般為8mm～15mm几颜，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%倍试，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材料蛋哭，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)县习，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能谆趾、耐蠕變性能等特點(diǎn)准颓，更加適合應(yīng)用于汽車(chē)領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件。此外棺妓，隨著纖維含量的增加，PP-LGF的性能也隨之提高炮赦。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(chē)內(nèi)飾中的重要部件怜跑，為提升汽車(chē)內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中吠勘、高檔車(chē)型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板性芬，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)的主體部件剧防，同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)植锉，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材料峭拘，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料俊庇，在滿足相關(guān)性能的同時(shí)，可提升儀表板吸能性能鸡挠，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辉饱，從而降低儀表板骨架重量，推動(dòng)汽車(chē)內(nèi)飾輕量化拣展。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑彭沼、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面备埃，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用姓惑。 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按脚，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比于毙，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%辅搬。該工藝的投入成本較低望众，重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。目前，該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中烂翰，如吉利夯缺、大眾、上汽甘耿、福特等均有應(yīng)用踊兜，一般選擇PPLGF20材料，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm佳恬。然而捏境，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毁葱，使用薄壁注塑垫言，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倾剿。其次筷频，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前痘，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重凛捏，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 工藝芹缔，它是以熱塑性材料為基體坯癣，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，并保持在高壓力下最欠，然后示罗，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]芝硬，該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明鹉勒，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)為成型周期短吵取、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好禽额、翹曲低、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣皮官。MuCell工藝使用超臨界流體脯倒，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)注塑中的保壓階段捺氢，縮短成型周期藻丢，同時(shí)，可使壓力分布均勻摄乒，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力悠反，降低因長(zhǎng)玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲残黑，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。另外斋否，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕梨水，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充，降低材料密度茵臭，產(chǎn)品重量減輕疫诽，較同材質(zhì)實(shí)體，重量可降低5%～10%旦委。目前奇徒，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缨硝，相較于實(shí)心材料重量降低了10%摩钙，此外，長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)查辩。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高胖笛，工藝難度大，同時(shí)相關(guān)研究表明宜肉，使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%～8%時(shí)，產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右翎碑，基本滿足性能要求谬返，減重超過(guò)8%，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降日杈，不能滿足要求遣铝。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）莉擒，二者均是在注塑過(guò)程中酿炸，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涨冀，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)填硕，以降低材料密度，減輕產(chǎn)品重量鹿鳖。其中扁眯，core-back工藝因使用了二次開(kāi)模，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡翅帜，發(fā)泡的倍率更高姻檀，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多，產(chǎn)品的減重比更大涝滴。一般來(lái)說(shuō)绣版，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實(shí)心材料在5%～8%左右胶台，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定杂抽。同物理發(fā)泡工藝一樣诈唬，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)品翹曲變形默怨，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性讯榕，而且二次開(kāi)模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前匙睹，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝愚屁，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%痕檬，此外大眾的部分車(chē)型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝霎槐。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴，開(kāi)模的周期較長(zhǎng)梦谜，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高丘跌，而且該工藝的技術(shù)難度較高，后期調(diào)試周期較長(zhǎng)唁桩，產(chǎn)品的綜合成本較高闭树。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荒澡，減重效果低于薄壁注塑工藝报辱，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝。

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隨著汽車(chē)工業(yè)的蓬勃發(fā)展单山，制造汽車(chē)的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代碍现，越來(lái)越多的汽車(chē)零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車(chē)上的應(yīng)用已有近50年的歷史米奸，目前汽車(chē)用改性塑料的使用量已成為衡量汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志昼接，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車(chē)的減重節(jié)能悴晰，提高了汽車(chē)的美觀舒適度慢睡。P以密度小、性價(jià)比高铡溪、具有優(yōu)異的耐熱性能一睁、耐化學(xué)藥品腐蝕性、剛性佃却、易于成型加工和回收利用等特性在汽車(chē)上得到了廣泛的應(yīng)用者吁。近來(lái)更是有把汽車(chē)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)饲帅、投資巨大复凳、技術(shù)要求高瘤泪，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹(shù)脂需要進(jìn)行更廣泛育八、更有效对途、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性髓棋。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实檀，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)注塑的諸多局限按声，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上膳犹，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力签则，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小须床、平直度高，沒(méi)有縮水渐裂，尺寸穩(wěn)定豺旬，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)柒凉，成為近年來(lái)注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向族阅。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車(chē)注塑件。隨著汽車(chē)輕量化的發(fā)展膝捞，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車(chē)減重的重要途徑坦刀，目前其在汽車(chē)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(chē)上的使用占比為轎車(chē)占45%绑警，卡車(chē)求泰、工程機(jī)械車(chē)占20% 央渣，客車(chē)计盒、商務(wù)車(chē)占35% 。汽車(chē)用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料芽丹。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想北启，僅適合于需要表面覆皮的高端車(chē)，不僅增加了制造成本拔第，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用咕村；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源蚊俺，通過(guò)自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)懈涛，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泳猬，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 批钠，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 宇植。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等埋心，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車(chē)內(nèi)外飾件指郁，如車(chē)身門(mén)板、尾門(mén)拷呆、風(fēng)道等闲坎；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等茬斧；吹塑微發(fā)泡適用于汽車(chē)風(fēng)管等腰懂。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%的減重啥供，注射壓力降低約30%～50% 悯恍，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%伙狐，同時(shí)還能提高汽車(chē)的節(jié)能性涮毫，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贷屎，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活罢防。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(chē)車(chē)頂唉侄，可降低汽車(chē)的質(zhì)量咒吐，同時(shí)其還可用于汽車(chē)的內(nèi)飾件，有利于汽車(chē)的輕量化属划。

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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)_擊恬叹，有如洪水。中石化聚丙烯占比全國(guó)聚丙烯產(chǎn)能27%同眯，中石油聚丙烯占比全國(guó)聚丙烯產(chǎn)能14%绽昼，東華能源、中景石化须蜗、寶豐能源硅确、紹興三圓、巨正源等民營(yíng)企業(yè)強(qiáng)勢(shì)來(lái)攻明肮。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂菱农，薄壁注塑料緊隨其后，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住柿估。石化熱成型T5015開(kāi)發(fā)出系列化產(chǎn)品循未，T5015M成功銷(xiāo)往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)，成為天津石化創(chuàng)效利器秫舌。T5015M產(chǎn)品在透明度的妖、加工成型烙丛、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒羔味、沙拉碗河咽、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)。下一步赋元，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣(mài)包裝忘蟹、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域，不斷擴(kuò)大中高端材料市場(chǎng)份額搁凸。中原石化開(kāi)發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N媚值，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(xiāo)案例入選2020中國(guó)石化十大優(yōu)品牌營(yíng)銷(xiāo)案例之后，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列护糖，滿足用戶個(gè)性化需求的又一創(chuàng)新褥芒。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤(rùn)，在外賣(mài)包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加嫡良，正成為“新貴”锰扶。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)，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展寝受，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯坷牛、汽車(chē)部件、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼很澄、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多京闰。筆者介紹熱成型基本原理及特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)熱成型包裝市場(chǎng)概況甩苛、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)用情況蹂楣。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，如奶茶杯讯蒲、冷飲杯痊土、快餐杯等，主要用于快餐店爱葵、奶茶店施戴、果凍制品廠等反浓。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主萌丈，部分冷飲采用PET 材質(zhì)。杯子主要以透明材質(zhì)為主雷则，季節(jié)性較強(qiáng)辆雾，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月劈。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥度迂、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒藤乙。這都對(duì)樹(shù)脂原料提出了更高要求。PET惭墓，PS 不耐高溫坛梁。PP 耐熱性能較好，價(jià)格低廉腊凶，易得划咐，所以成為原料。但一般PP 無(wú)法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形钧萍，且市場(chǎng)上無(wú)針對(duì)熱成型的專用料褐缠，客戶采用T30S 添加助劑改性，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定风瘦、制品成難等問(wèn)題队魏。天津分公司研究院開(kāi)發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030，具有耐熱溫度高万搔，成型方便胡桨，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋瞬雹、餐盒蓋登失、杯蓋等，主要用于快餐店挖炬、奶茶店揽浙、蛋糕店等.蓋子以透明為主，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多意敛。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干馅巷、薯片、花生草姻、餃子钓猬、湯圓的包裝，外面還會(huì)有一層包裝撩独，主要使用于速食品廠敞曹。目前國(guó)內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主，另外還有乳白色等综膀。一般餃子澳迫、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)剧劝，常溫下使用的零食托盤(pán)以PET橄登，PS 和PP 為主，廠家根據(jù)喜好及價(jià)格選擇。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤(pán)在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品拢锹。綜上可見(jiàn)谣妻，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來(lái)越普遍，樹(shù)脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求卒稳，如加工性能蹋半、力學(xué)性能、光學(xué)性能等充坑，同時(shí)加工設(shè)備的改進(jìn)提升湃窍，也會(huì)對(duì)樹(shù)脂性能提出更高的要求，二者相互促進(jìn)匪傍，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品您市。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、擠出役衡、吹塑之后茵休，又一重要的加工方式，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)手蝎。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)榕莺。國(guó)外熱成型專用料多為均聚物，透明無(wú)規(guī)共聚物較少棵介，且部分牌號(hào)進(jìn)口周期長(zhǎng)钉鸯，國(guó)內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主邮辽，隨成型機(jī)工藝的進(jìn)步唠雕，片材寬度日益提高，寬可達(dá)1 000 mm 以上吨述，因此對(duì)片材的抗熔垂能力提出更高要求岩睁。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，但此方式將帶來(lái)混料不均揣云、制品透明性受限等問(wèn)題捕儒。國(guó)內(nèi)熱成型行業(yè)對(duì)具有高性能、超高透明度的PP 原料需求日益迫切邓夕。

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說(shuō)到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢刘莹？這可不一定，塑料具有重量輕焚刚，不易受水和陽(yáng)光影響的特點(diǎn)点弯，適合制作容器，但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解汪榔，容易造成大量垃圾蒲拉，因此后來(lái)出現(xiàn)紙質(zhì)容器，但紙質(zhì)容器也不是沒(méi)有缺點(diǎn)痴腌，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問(wèn)題還更大雌团。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤龅剿蜁?huì)軟化士聪，沒(méi)辦法單獨(dú)承裝液體锦援，因此市面上常見(jiàn)的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜，所以摸起來(lái)感覺(jué)滑滑的剥悟。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會(huì)造成回收的難題灵寺，紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí)，如果沒(méi)有特殊技術(shù)是無(wú)法將紙與塑料淋膜分離区岗，不能分離就無(wú)法重新回收材料再利用略板，而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解，所以紙杯基本上只能焚燒慈缔。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說(shuō)材質(zhì)越單一越容易回收再利用叮称，現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點(diǎn)，耐熱藐鹤，抗腐蝕又安全瓤檐，還可以在微波爐內(nèi)加熱，只要經(jīng)過(guò)發(fā)泡加工處理娱节，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器挠蛉，并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出肄满，吹塑等加工過(guò)程中為了減輕產(chǎn)品的重量谴古，將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中，使氣體與原料充分混合稠歉，讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過(guò)程讥电，利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品具有輕量化，緩沖吸震轧抗，吸音恩敌，保溫等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包裝横媚，建筑建材等行業(yè)纠炮。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了，在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木灯蝴，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的恢口，從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過(guò)發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料。到了80年代美國(guó)人研制出了微孔發(fā)泡之后穷躁，人們對(duì)這種微孔新型塑料日益感興趣耕肩，并逐漸成為市場(chǎng)上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場(chǎng)上普遍使用的發(fā)可以分為兩種。一種是物理發(fā)泡劑猿诸，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳婚被，氮?dú)猓睔獾葰怏w梳虽，并且這些氣體在氣態(tài)下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)址芯，而且在氣態(tài)時(shí)在塑料中的擴(kuò)散速度會(huì)低于在空氣中的擴(kuò)散速度。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑窜觉，它是一種當(dāng)受熱后就會(huì)釋放如氮?dú)夤日ǎ趸嫉鹊奈镔|(zhì)，釋放氣體的速度能夠控制禀挫，化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨旬陡，碳酸氫鈉等。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法语婴，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中季惩，再經(jīng)過(guò)降壓釋放出氣體，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔腻格，這種發(fā)泡法由于成本較低画拾，發(fā)泡后對(duì)不會(huì)留下殘余物，并且對(duì)發(fā)泡塑料性能不會(huì)改變菜职。另一種是化學(xué)發(fā)泡法青抛，這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來(lái)使塑料發(fā)泡，是對(duì)加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡酬核，還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進(jìn)行發(fā)泡蜜另。 后一種是機(jī)械發(fā)泡，使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中嫡意，然后經(jīng)定型過(guò)程形成泡孔的泡沫塑料举瑰。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后，發(fā)泡劑的分子就會(huì)在塑料中形成很多微小氣泡（氣泡核）蔬螟，隨著塑料在熔化過(guò)程中溫度的升高和壓力增加此迅，氣泡開(kāi)始增長(zhǎng)或者與其它氣泡合并變大，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開(kāi)始降低旧巾，氣泡也會(huì)停止增長(zhǎng)并且慢慢成型耸序，這樣就會(huì)在塑料中形成很多或大或小的氣孔。所以不管采用什么發(fā)泡工藝鲁猩，使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過(guò)形成氣泡核坎怪，氣泡核膨脹，氣泡固化成型這個(gè)過(guò)程廓握。發(fā)泡膜包裝袋制造過(guò)程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜搅窿，也就是我們常說(shuō)的珍珠棉嘁酿，將它作為包裝材料來(lái)使用有很多的優(yōu)點(diǎn)，如防震男应，防潮闹司，韌性好等，來(lái)看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來(lái)的殉了。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯开仰，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合拟枚，通過(guò)管道將其吸入到擠出機(jī)入料口薪铜，同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化恩溅，再通過(guò)噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡隔箍，然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開(kāi)脚乡，展平后收成卷蜒滩，這樣就可切割后包裝產(chǎn)品了。讓成卷的發(fā)泡膜通過(guò)印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字奶稠。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀俯艰，后通過(guò)機(jī)器壓封成包裝袋，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了锌订。塑料通過(guò)發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡竹握，能讓生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加輕便，還能起到包裝保護(hù)的功能辆飘，現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬啦辐，也具有這樣的性能，它就像金屬的氣泡包裝材料蜈项。這種復(fù)合氣泡金屬是通過(guò)空心金屬周?chē)刍X材來(lái)制造的芹关，它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬，它比合金鋼要輕70%紧卒，能吸收超過(guò)普通鋼幾十倍的能量侥衬，具備防輻射，防彈跑芳，防火的能力浇冰，在遭遇壓力時(shí)其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護(hù)的作用，也許將來(lái)我們就能用到這種氣泡金屬聋亡。隨著世界資源的減少和對(duì)環(huán)境要求的提高肘习，怎么提高可持續(xù)性以及提升效率，推動(dòng)材料和能源消耗的下降坡倔，以及材料性能的提升漂佩，成本降低脖含，有些可以通過(guò)輕量化實(shí)現(xiàn)，而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來(lái)發(fā)展的方向投蝉。那些用于包裝养葵，汽車(chē)，建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡瘩缆，輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展关拒，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用，各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來(lái)的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來(lái)越廣泛庸娱。

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當(dāng)前着绊，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)，水污染治理也得到了高度的重視熟尉。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)归露，對(duì)環(huán)境和人體有很大危害，因此要開(kāi)發(fā)綜合利用斤儿，采取科學(xué)的凈化措施才可排放剧包，化害為利。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)往果。研究表明疆液，造成水污染的污染物中，重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位陕贮，一些重金屬對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅堕油。尤其是化工廢水中有些含有如氰、酚飘蚯、砷馍迄、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)局骤，以及無(wú)機(jī)酸攀圈、堿類等刺激性、腐蝕性的物質(zhì)峦甩，在一定的濃度下對(duì)生物和微生物產(chǎn)生毒性影響赘来。環(huán)境中的銅離子很容易通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體中，會(huì)引起頭痛凯傲、呼吸困難犬辰、引起血管內(nèi)溶血、損傷神經(jīng)系統(tǒng)冰单，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的威脅幌缝。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，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)用材诫欠。在工業(yè)污水處理工程中涵卵，聚乙烯醇（PVA）是常用的高分子聚合物浴栽，其具有良好的水溶性、黏附性轿偎、機(jī)械性能和穩(wěn)定性典鸡，廣泛應(yīng)用于紡織、食品和醫(yī)藥等行業(yè)坏晦。近些年來(lái)萝玷，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。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昆婿，多以聚乙烯醇為原料球碉，配以甲醛、淀粉挖诸、半纖維素汁尺、竹炭法精、聚丙烯酸多律、生物炭、海泡石搂蜓、水滑石狼荞、坡縷石水等聚合物，再經(jīng)發(fā)泡處理制備帮碰。不僅具有強(qiáng)吸水性相味，而且能夠通過(guò)吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污⊙惩欤可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)（生物毒性或致癌性）丰涉，為社會(huì)倡導(dǎo)的高效、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案斯碌。針對(duì)污水處理的實(shí)際需求一死，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，如淀粉基傻唾、碳納米管改性的水凝膠投慈、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖冠骄、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料伪煤。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凛辣。利用半纖維素增強(qiáng)抱既、增韌的作用，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能扁誓，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防泵，再經(jīng)發(fā)泡處理而成阳堕。具有比表面積大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固择克，過(guò)濾分離和吸附效率好恬总，同時(shí)具有優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能，能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬肚邢，并有脫除異味和脫色的效果壹堰，適用于污水處理技術(shù)。 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)行吸附骡湖。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積贱纠，其高吸附能力和很高的表面活性，使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑响蕴。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料谆焊，是利用腐殖酸和海泡石的增強(qiáng)作用，將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇浦夷、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中辖试，形成對(duì)重金屬離子吸附效率好、吸附量大劈狐，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固罐孝、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料。試驗(yàn)表明肥缔，凈化去污能力好莲兢，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水，同時(shí)還可以處理工業(yè)廢水续膳，如電鍍改艇、紡織、印染坟岔、化工谒兄、制藥等工業(yè)排放的廢水，特別是不易生物處理的廢水炮车，并且可以回收廢水中的貴金屬舵变、稀有金屬等。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體瘦穆，適用于需要?dú)⒕膱?chǎng)合纪隙。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，容易對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染扛或。天然高分子材料對(duì)生物無(wú)毒绵咱，傳質(zhì)性能好，但強(qiáng)度低熙兔，厭氧條件下易被微生物分解悲伶，壽命短艾恼。合成高分子材料強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性好麸锉，但傳質(zhì)性能差钠绍。因此，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)性能花沉。又能擁有強(qiáng)度高柳爽、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。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)率性碱屁，對(duì)廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力磷脯，穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上，氨氮去除效果可達(dá)96%以上娩脾。因此也可作為污水處理的潛在方案赵誓。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。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)柿赊，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性俩功，以及生物相容性。被用作清潔材料闹瞧、過(guò)濾材料绑雄、吸收劑和功能性的吸附材料展辞。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物奥邮，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)。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罗珍，且孔徑較大洽腺，接觸面積較大，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)覆旱。實(shí)驗(yàn)表明蘸朋，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，經(jīng)過(guò)5次循環(huán)之后扣唱，對(duì) Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對(duì)良好的吸附能力藕坯。可見(jiàn)是一種能用于污水處理的理想吸附劑噪沙。該方法操作方便炼彪，吸附后處理簡(jiǎn)單，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法正歼。 我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高辐马，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)化局义，對(duì)環(huán)境造成一定的影響喜爷。填料的性能直接決定污染物去除率冗疮，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小、掛膜困難檩帐、生物量比較少且生物膜易脫落术幔，處理效率不高等問(wèn)題。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料湃密，可以作為污水處理填料應(yīng)用特愿，比表面積大，掛膜快勾缭，具有良好的親水性親生物性揍障，表面生物量大且種類豐富，污泥量少不堵塞俩由，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢(shì)毒嫡，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。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)幻梯，如將聚合物吸附填料直接共混于樹(shù)脂中兜畸，或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑，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)展的重要方向碘梢。國(guó)內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟咬摇，并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用，對(duì)解決工業(yè)污水處理煞躬、建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做了應(yīng)有之義肛鹏。目前，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)用恩沛，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究在扰，制作材料技術(shù)、裝備和價(jià)格也具有普惠性和實(shí)用性雷客，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)拿⒅椋化驗(yàn)證和優(yōu)化。