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發(fā)布時間:2024-04-21 01:04:41東莞TPEE材料廠家
利用化學改性非交聯法和單螺桿擠出機经伙,采用一步法擠出工藝研制了汽車內飾用聚丙烯(PP)微發(fā)泡料扶叉。以均聚PP和共聚PP為基礎樹脂,考察了影響PP發(fā)泡的主要因素(如引發(fā)劑帕膜、發(fā)泡劑的用量枣氧、擠出溫度等)。結果表明垮刹,具有良好性能的PP微發(fā)泡專用料的配方(質量份數):均聚PP為40.00份达吞,共聚PP為60.00份,過氧化二特丁烷為0.18份荒典,過氧化二異丙苯為0.02份酪劫,改性劑為0.50份,碳酸鈣為0.50份寺董,發(fā)泡劑AC為 0.40份覆糟。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μm,泡孔密度可達個/cm3螃征。關鍵詞: 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內飾件 專用料 聚丙烯(PP)發(fā)泡材料具有質輕搪桂、耐高溫透敌、綠色環(huán)保盯滚、易注射成型、成型周期短和成本低等優(yōu)點酗电。隨著汽車輕量化的發(fā)展魄藕,PP發(fā)泡材料在汽車內飾件上的應用越來越多。普通 PP發(fā)泡制品表觀質量不理想撵术,僅適用于需表面附皮的高端車背率,汽車用PP發(fā)泡材料主要為質量更好的 化學微發(fā)泡材料[1-3]。化學微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數十微米寝姿,封閉微孔泡以小于50μm 為佳交排。目前國內行業(yè)實際生產水平大多在80~350μm,國外也只有美國饵筑、意大利埃篓、日本等少數幾個國家能生產。本工作利用化學改性非交聯法根资,以均聚PP和共聚PP共混物為基礎樹脂架专,采用一步法工藝研制出了性能符合相關指標要求的汽車內飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料,以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μm玄帕,泡孔密度可達個/cm3部脚。聚丙烯微孔發(fā)泡1 試驗部分1.1 主要原料 均聚PP(記作 PP1),熔體流動速率(MFR)為3.0g/(10min)裤纹,中國石化齊魯分公司委刘;共聚PP(記作PP2),MFR為2.0g/(10min)服傍,中國石化齊魯分公司钱雷;抗氧劑,168和1010吹零,上海汽巴高橋化學有限公司罩抗;過氧化二特丁烷(DBP),過氧化二特丁烷(DBP)灿椅,過氧化二異丙苯(DCP)套蒂,二乙烯基苯,偶氮二甲酰胺(發(fā)泡劑AC)茫蛹,液體石蠟操刀,江蘇強盛功能化學股份有限公司;發(fā)泡改性劑DMS-10婴洼,自制骨坑。1.2 儀器設備 RC300C型轉矩流變儀,德國HAAKE公 司柬采;CMT450料試驗 機欢唾,天水三斯有限公司;∮25單螺桿擠出機粉捻,德國BRABENDER公司礁遣;AH-2奧林巴斯顯微鏡,日本奧林巴斯公司肩刃。1.3 試樣制備工藝 混料:將樹脂祟霍、過氧化物杏头、改性劑、抗氧劑沸呐、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量醇王,投入10L高速攪拌機,低速混合1min崭添,高速混合2min出料厦画,料溫不 高于50℃。擠出發(fā)泡:擠出機設置溫度180~200℃滥朱,機頭溫度195℃根暑,距機頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平,取樣待用徙邻。1.4 測試表征拉伸強度按照GB/T1040.3—2006測試排嫌,采用4型試樣,拉伸速度為50mm/min缰犁;彎曲強度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試淳地,寬度25mm;沖擊強度按GB/T1843—2008測試帅容;表觀密度按GB/T6343—2009測試颇象;泡孔密度按方法測試。2 結果與討論.1 引發(fā)劑的選擇以PP1/PP2質量 比2/3共混物做基礎樹脂并徘,DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑遣钳,測試體系的熔體強度和觀察發(fā)泡片質量,結果見表1麦乞。DBP/DCP對發(fā)泡片表面質量的影響 注:擠出口模厚度0.6mm蕴茴,寬度50mm。由表1看出姐直,DBP和DCP都能提高PP熔體強度倦淀,但片材表面和泡孔均勻性不同,隨DCP含量增加声畏,擠出片材表面質量變差撞叽,泡孔變得不均勻;DCP雖有利于提高熔體強度插龄,但比例不宜過大愿棋,以不超過引發(fā)劑總質量分 數20%為宜。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度辫狼,擠出反應時初斑,DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解辛润,短時間內產生大量PP自由基膨处,導致 PP部分交聯见秤,形成局部高強度熔體,熔體強度的不均勻性導致發(fā)泡不均勻真椿,形成凹凸不平的表面鹃答。以PP1/PP2質量比2/3共混物做基礎樹脂,選取 DBP/DCP質量比90/10突硝,考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關系测摔,結果見圖1。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關系由圖1可看出解恰,隨引發(fā)劑含量增加锋八,單位體積泡孔數量先增加后基本不變;而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低护盈,因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份挟纱。這是由于當引發(fā)劑含量低時,引發(fā)劑濃度不足腐宋,PP接枝率不高紊服,熔體強度不足,難以包裹住氣體胸竞,泡孔較大欺嗤,并有部分泡孔破裂,導致發(fā)泡片密度較高卫枝;隨引發(fā)劑含量增加煎饼,PP接枝程度提高,熔體強度相應增加校赤,氣泡在膨脹過程中腺占,泡壁不易破裂,形成致密均勻的泡孔痒谴,單位體積泡孔數量增加衰伯,材料密度下降;隨引發(fā)劑含量進一步提高积蔚,熔體強度高于氣泡膨脹的動力意鲸,使氣泡不能充分膨脹,導致發(fā)泡片密度略有提高尽爆。.2 發(fā)泡劑的選擇與用量圖2是發(fā)泡劑 AC含量與發(fā)泡材料表觀密度及其泡孔密度的關系怎顾。由看出,起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加漱贱,發(fā)泡材料表觀密度降低槐雾,泡孔密度提高,這是由于發(fā)泡劑分解產生的氣體隨其用量增加而增加幅狮,部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用募强。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時株灸,發(fā)泡材料表觀密度反而回升,泡孔密度下降擎值。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進一步提高慌烧,熔體中氣體含量過多,氣泡膨脹加劇鸠儿,導致部分泡孔破裂合并屹蚊,氣體溢出,于是發(fā)泡材料表觀密度又提高进每,泡孔密度下降汹粤。由還可看出,發(fā)泡劑的合適用量為0.3~0.5份田晚。
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日常生活中玄括,當人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時肉瓦,都會十分在意其材質是否無毒無味遭京、綠色環(huán)保,近年來綜合性能優(yōu)異泞莉、可回收的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”哪雕,日益受到熱捧,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種鲫趁。超臨界CO2(二氧化碳)發(fā)泡聚合物技術是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關鍵核心技術斯嚎。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上,華東理工大學化工學院趙玲教授領銜的“高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強化”項目斬獲科技進步獎一等獎挨厚。跳轉閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦堡僻,這里有近千位化學化工醫(yī)藥專業(yè)的海內外本碩博畢業(yè)生等你招聘~聚丙烯微孔發(fā)泡鎖定新材料發(fā)展重點領域布局綠色制造新技術輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領域,發(fā)泡則是實現聚合物輕量化的直接手段疫剃。隨著航天航空钉疫、國防、能源巢价、交通牲阁、包裝、電器壤躲、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展城菊,對具有優(yōu)異機械性能和絕熱、隔音碉克、絕緣凌唬、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切。聚丙烯作為產量大漏麦、增長量快客税、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一况褪,其高品質發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領域的熱點與難點。2016年霎挟,由華東理工大學牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎材料技術提升與產業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術”獲準立項。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝麻掸,開展聚合物輕量化的應用基礎—共性技術—產業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作酥夭。據趙玲介紹,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類脊奋“颈保化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點诚隙;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用讶隐,已逐漸被禁止和限制使用;一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高或價格昂貴久又,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全巫延。相比傳統發(fā)泡劑影響氣候、火災危險地消、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端炉峰,超臨界流體,特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術脉执,被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術疼阔,而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降半夷、結晶行為改變等一系列變化婆廊,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結晶聚合物巫橄,低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制淘邻,很難制備高發(fā)泡倍率產品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔湘换,可操作窗口窄列荔。因此,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枚尼。為了攻克這一難題贴浙,近年來,華理趙玲團隊聯合無錫會通署恍、中石化北化院崎溃、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位盯质,在合適物料體系袁串、可控工藝過程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化概而、強化和工程化等系列工作,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)化構建流場結構實現高效規(guī)模制備”等三大技術創(chuàng)新優(yōu)勢:根據在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機制囱修,開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料赎瑰,以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑;CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率破镰,氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積餐曼;釜壓發(fā)泡、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計保證了均勻的壓力場鲜漩、溫度場和速度場源譬,成功實現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。
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新材料是現代科技發(fā)展之本孕似,可降解塑料是新興的塑料新材料踩娘。隨著全球對改善環(huán)境的訴求越來越強烈,使用生物降解塑料被認為是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解決方案喉祭。著眼于中國的雙碳戰(zhàn)略目標养渴,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。在此背景下泛烙,本報告深入研究可降解塑料行業(yè)現狀厚脉。從性能上看,PLA胶惰、PBAT傻工、PHA等生物降解塑料性能接近普通塑料,為替代不可降解塑料創(chuàng)造了條件孵滞;從技術上看中捆,PLA生產的中間原料丙交酯技術難以完全突破,限制產能釋放坊饶,而PBAT國內生產工藝不受限于國外泄伪,產能快速擴張;從應用上看匿级,可降解塑料主要應用在餐飲蟋滴、醫(yī)療和農業(yè)等領域。根據艾瑞測算痘绎,至2025年津函,外賣包裝、農膜和醫(yī)療領域將會釋放可降解塑料需求494.8億元孤页、72.7億元和0.172億元尔苦。長遠來看,可降解塑料產業(yè)發(fā)展面臨不確定性:一,可降解塑料的成本高于傳統塑料允坚,靠政策驅動的市場可持續(xù)性存在風險魂那,產品的推廣最終取決于產業(yè)降本提效的空間;二稠项,國內掌握生物降解塑料技術的企業(yè)不多涯雅,而且在關鍵環(huán)節(jié)與國外企業(yè)相比仍有較大差異,若后續(xù)技術無法突破展运,存在產能無法按時釋放的風險活逆;三,多數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乐疆、濕度划乖、菌類等條件贬养,而實際在使用后挤土,能否有效地收集可降解塑料并滿足降解的環(huán)境條件還有待驗證。
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央廣網上海9月17日消息(記者唐奇云 通訊員張婷)日常生活中误算,當人們購買兒童玩具仰美、家具用品等塑料制品時,都會十分在意其材質是否無毒無味儿礼、綠色環(huán)保咖杂,近年來綜合性能優(yōu)異、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”蚊夫,日益受到熱捧诉字,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。超臨界CO2(二氧化碳)發(fā)泡聚合物技術是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關鍵核心技術知纷。在第22屆工博會高校展區(qū)壤圃,華東理工大學化工學院教授趙玲領銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項目,聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應用琅轧。該項目也是2019年度上海市科技進步獎一等獎項目伍绳。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實驗裝置(央廣網發(fā) 華東理工大學供圖)鎖定新材料發(fā)展重點領域,布局綠色制造新技術輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領域乍桂,發(fā)泡則是實現聚合物輕量化的直接手段冲杀。隨著航天航空、國防睹酌、能源权谁、交通、包裝憋沿、電器闯传、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展,對具有優(yōu)異機械性能和絕熱、隔音甥绿、絕緣字币、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切。聚丙烯作為產量大共缕、增長量快洗出、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一,其高品質發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領域的熱點與難點图谷。016年翩活,由華東理工大學牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎材料技術提升與產業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術”獲準立項,該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝便贵,開展聚合物輕量化的應用基礎—共性技術—產業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作菠镇。據趙玲介紹,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類承璃±#化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點盔粹;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用隘梨,已逐漸被禁止和限制使用;一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高舷嗡,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全轴猎。相比傳統發(fā)泡劑影響氣候、火災危險进萄、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端捻脖,超臨界流體,特別是超臨界CO2中鼠,發(fā)泡聚合物是綠色制造技術可婶,被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術,而且CO2進入聚合物后會引起熔點兜蠕、表面張力和粘度下降扰肌、結晶行為改變等一系列變化,可以制備微孔甚至納米泡孔材料熊杨。聚丙烯是結晶聚合物曙旭,低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制,很難制備高發(fā)泡倍率產品晶府;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔桂躏,可操作窗口窄。因此川陆,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剂习。為了攻克這一難題,近年來華理趙玲團隊聯合無錫會通、中石化北化院鳞绕、浙江新恒泰失仁、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系们何、可控工藝過程和高效工業(yè)裝備等方面開展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化萄焦、強化和工程化等系列工作,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)化構建流場結構實現高效規(guī)模制備”等三大技術創(chuàng)新優(yōu)勢:根據在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機制冤竹,開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強的CO2溶解擴散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料拂封,以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑;CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率鹦蠕,氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積冒签;釜壓發(fā)泡、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計保證了均勻的壓力場钟病、溫度場和速度場萧恕,成功實現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。