珠海MPP板材定制

日常生活中，當人們購買兒童玩具确封、家具用品等塑料制品時除呵，都會十分在意其材質是否無毒無味唉锌、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異竿奏、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”袄简，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種泛啸。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绿语。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候址。跳轉閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦吕粹，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(xiàn)聚合物輕量化的直接手段岗仑。隨著航天航空匹耕、國防、能源荠雕、交通稳其、包裝、電器炸卑、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展既鞠，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱、隔音盖文、絕緣嘱蛋、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(chǎn)量大五续、增長量快洒敏、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疙驾。2016年凶伙，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(chǎn)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)泡工藝荆萤，開展聚合物輕量化的應用基礎—共性技術—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作镊靴。據(jù)趙玲介紹铣卡，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類链韭。化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留煮落、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點敞峭；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用蝉仇；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旋讹，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全殖蚕。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災危險沉迹、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端睦疫，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鞭呕，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關鍵共性技術蛤育，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降葫松、結晶行為改變等一系列變化瓦糕，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結晶聚合物腋么，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制咕娄，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔珊擂，可操作窗口窄圣勒。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摧扇。為了攻克這一難題灾而，近年來，華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通扳剿、中石化北化院旁趟、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位庇绽，在合適物料體系锡搜、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、強化和工程化等系列工作瞧掺，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(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)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)泡機制耕餐，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，以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑辟狈；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率肠缔，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積；釜壓發(fā)泡哼转、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明未、溫度場和速度場，成功實現(xiàn)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(chǎn)壹蔓。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比趟妥，微孔發(fā)泡注塑制品具有質量更輕、翹曲和內部殘余應力更少佣蓉、尺寸穩(wěn)定性好披摄、成型周期短等一系列優(yōu)點亲雪。目前，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術中應用為廣泛的工藝之一疚膊，具有操作簡單义辕、效率高、能夠生產(chǎn)復雜制件寓盗，且能耗少终息，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念贞让，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求周崭。然而，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內部泡孔易發(fā)生大量變形喳张，泡孔尺寸分布不均勻续镇，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷销部，制約了其力學性能的提高和外觀視覺摸航，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用。家復合改性聚合物材料工程技術研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置舅桩，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)泡行為的影響酱虎。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擂涛，改善了泡孔的形態(tài)读串。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP、發(fā)泡劑(AC)撒妈、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恢暖。然后打開氣體反壓裝置，在型腔中分別注入固定的GCP為0狰右，0.2杰捂，0.4，0.6棋蚌，0.8?MPa的氣體嫁佳，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡，冷卻后谷暮，取出PP發(fā)泡樣品蒿往。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達到大值坷备。隨著GCP從0增加至0.8?MPa熄浓，熔體內部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa，注射完成后省撑，隨著氣體的排出赌蔑，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮竟秫，熔體壓力逐漸趨于0?MPa娃惯。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力肥败，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境趾浅。CP對泡孔質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馒稍，泡孔發(fā)生流動剪切變形皿哨，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)很大的變形纽谒，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象证膨，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小鼓黔，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)央勒。同時發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大澳化，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小崔步，熔體內部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉變，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大缎谷，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布井濒。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)列林，此時整體泡孔的變形較小眼虱。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值越大席纽，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大捏悬，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形润梯。GCP對結構參數(shù)的影響CP對泡孔結構參數(shù)的影響如下圖所示过牙。可知纺铭，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%寇钉；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高舶赔，GCP為0.8 MPa時扫倡，升高至26.7%。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%撵溃，這說明GCP可以減小泡孔變形層疚鲤，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)計缘挑，如下圖所示集歇，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢语淘，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大诲宇，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泡孔變形度惶翻，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距姑蓝，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)計吕粗，見圖c纺荧，隨著GCP的增加，當GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小溯泣，但隨著GCP的進一步增大虐秋，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垃沦，使得泡孔的成核臨界能壘升高客给，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肢簿，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長靶剑，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大池充。

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PBAT全名為聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯桩引，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡寫，即其化學結構式為：從其化學結構式可知：PBAT 是己二酸丁二醇酯和對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物收夸。兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)的特性坑匠，既有較好的力學性能，又有較高的延展性和斷裂伸長率卧惜，還具有優(yōu)良的生物降解性厘灼，是一種全生物可降解塑料。生物可降解塑料是在土壤咽瓷、沙土等自然條件下设凹，與微生物淵（如細菌/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茅姜。降解塑料主要分為光降解塑料闪朱、生物降解塑料堯、光生物降解塑料。光降解塑料需要充足的光照才能降解奋姿，給生產(chǎn)帶來了很大局限性锄开，所以光降解塑料的推廣并不好。生物降解塑料品種已經(jīng)有幾十種胀蛮，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院刁，化學合成的聚乳酸(PLA)糯钙、聚己內酯粪狼、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)、脂肪族/芳香族共聚酯任岸、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)再榄、聚乙烯醇(PVA)等、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物享潜、塑料合金等困鸥。PBAT操作特點：(1)為了減少 BDO 的副反應發(fā)生，減少 THF的生成剑按，降低原料消耗疾就，整個酯化反應在真空條件下進行，降低了酯化反應溫度艺蝴；同時也降低了能耗猬腰。(2)由于原料的活性較低問題，采用了高性能催化劑猜敢；由于此催化劑的易水解失活的特性姑荷，由原來傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式，改為液面下加入缩擂，解決了以上問題鼠冕。(3)在縮聚過程中，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中胯盯，造成系統(tǒng)堵塞懈费。為此，在氣相管道上設置旋風分離收集系統(tǒng)博脑，將生成的低聚物通過旋風分離器收集捕捉憎乙，其尾氣進入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)。(4)酯化反應過程中趋厉，雖然可以降低副反應發(fā)生的程度寨闹，但在酯化反應中還是不可避免的有THF 和水。由于 THF 屬于低毒性君账，但是其高濃度易對人體危害很大繁堡，如果直接排放至污水處理，將會對污水處理系統(tǒng)內的細菌產(chǎn)生危害。為解決這一問題椭蹄，設置了 THF 回收裝置闻牡。將 THF 與水進行分離處理，經(jīng)過回收裝置處理后绳矩，其 THF 的質量分數(shù)可達到 99.95%以上罩润，可用于直接銷售。廢水中 THF 的質量分數(shù)控制在 0.05%左右翼馆，將廢水送至汽提塔進行汽提割以，提取出其中的 THF 及其他有機物，通過管道送至燃氣鍋爐燃燒应媚。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低严沥，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒，易造成黏結中姜、纏刀消玄，導致生產(chǎn)不穩(wěn)。為此丢胚，采用水下模頭切粒的方式翩瓜，通過水下輸送管道的長短和切粒水的溫度來控制切片粒子的成型和結晶程度；同時由于 PBAT 易降解的特性携龟，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進行干燥兔跌，然后沖氮氣進行保護和包裝。(6)針對 PBAT 的特性骨宠，分子鏈增長難浮定、黏度高、流動性差等特點层亿，惠通公司采用惠通獨家專利技術的立式液相增黏釜桦卒，可使物料的動力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上、分子鏈隨之增長匿又，同時由于黏度很高方灾，需采用螺桿出料的方式來保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過程中碌更，有 THF 蒸汽產(chǎn)生裕偿，為此在縮聚裝置內局部地區(qū)設置了軸流風機加強裝置通風能力，同時還設置可燃有害氣體檢測和報警裝置痛单，現(xiàn)場設計個人防護面具和呼吸器等安全裝備嘿棘；THF 回收裝置采取全敞開式混凝土框架結構，使有害氣體不易積聚旭绒。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料鸟妙，可以降低石油資源消耗焦人，緩解“白色污染”，對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要意義重父。目前全球 PBAT 市場需求旺盛花椭，由于 PBAT 價格較高，而我國具備良好的原料生產(chǎn)條件房午。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口矿辽，行業(yè)集中度高，潛在市場大郭厌，產(chǎn)業(yè)化前景好袋倔。

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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型，應用方向沪曙，性能要求奕污。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展萎羔，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代液走，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應用已有近50年的歷史贾陷，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設計和制造水平高低的一個重要標志缘眶，塑料飾件的大量應用，促進了汽車的減重節(jié)能髓废，提高了汽車的美觀舒適度巷懈。PP以密度小、性價比高慌洪、具有優(yōu)異的耐熱性能顶燕、耐化學藥品腐蝕性、剛性冈爹、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用涌攻。近來更是有把汽車內飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢。由于高性能基礎樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長频伤、投資巨大恳谎、技術要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術憋肖，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛因痛、更有效、更經(jīng)濟岸更、更實用的改性鸵膏。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性、機械的強度和抗斷裂性無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”怎炊。是由 PP樹脂谭企、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉用僧、碳酸鈣等無機填料的復合物，其主要用于汽車保險杠的注射成型赞咙，且改性PP保險杠具有成本低责循、質輕、易涂裝攀操、可循環(huán)使用等優(yōu)點院仿。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性速和、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率歹垫，且其抗化學腐蝕性能強，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能颠放，提高材料的模量和熱變形溫度排惨。玻璃纖維增強改性PP玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應用(如在前端模塊、儀表板骨架碰凶、車門模塊等典型部件的應用)是多年來的研究熱點之一暮芭。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結構。10～25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度欲低、剛度辕宏、韌性，以及尺寸穩(wěn)定性好砾莱、翹曲度低等優(yōu)勢瑞筐。此外，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能腊瑟，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變聚假。與金屬材料和熱固性復合材料相比，LG-FPP的密度低闰非，相同部件的質量可減輕20%～50%;LGFPP能為設計人員提供更大的設計靈活性膘格，可成型形狀復雜的部件、提高集成汽車零部件的能力河胎、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)闯袒、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%，鋁制品的35%～50%)游岳、簡化裝配工序政敢。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品，具有強度高胚迫、熱膨脹系數(shù)低喷户、耐高溫、阻燃性能好访锻、低浮纖褪尝、低翹曲闹获、低收縮 等特點。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過提高PP的熔體強度河哑，從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質避诽，其具有質輕、耐熱璃谨、耐高溫等優(yōu)點沙庐。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑佳吞，目前其在汽車內飾上的應用也越來越多拱雏，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車底扳、工程機械車占20% 铸抑，客車、商務車占35%衷模。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學微發(fā)泡材料鹊汛，因為普通微發(fā)泡PP制品的表觀質量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車算芯，不僅增加了制造成本柒昏，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應用;而化學微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體，化學發(fā)泡劑為氣源熙揍，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴散內壓的作用下氏涩，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡届囚，且其理想的泡孔直徑應 <50μm ，但目前國內行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 是尖。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡意系、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內外飾件饺汹，如車身門板蛔添、尾門、風道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條兜辞、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風管等迎瞧。利用微發(fā)泡技術可使PP制品的質量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)50%的減重逸吵，注射壓力降低約30%～50% 凶硅，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%扫皱，同時還能提高汽車的節(jié)能性足绅，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)30%的節(jié)能捷绑，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設計更靈活氢妈。在一些部件中粹污，如汽車風管、風道首量，還可實現(xiàn)隔熱厕怜、降噪的效果，減少后道工序的成本蕾总。 密 度 為0.06g/cm3的輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學性能粥航，作為汽車車頂，可降低汽車的質量生百，同時其還可用于汽車的內飾件递雀，有利于汽車的輕量化。耐刮擦PP相對于工程塑料來說蚀浆，PP缀程、橡膠改性PP、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收市俊、質輕杨凑、成本低的優(yōu)勢，因而被越來越多地應用于汽車以及其他領域摆昧，然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差撩满，而這一性能卻是儀表板、操控臺和門板表皮等汽車內部應用部件的關鍵性能绅你，也是汽車外部應用部件伺帘、全地形車輛(ATVs)的重要性能之一，而且表面性能提高的聚烯烴能很好地代替金屬和工程塑料忌锯，同時還有利于涂色伪嫁，因此積極尋找提高聚烯烴材料耐刮擦性能的解決方案十分重要。通過添加涂層偶垮、無機礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能张咳，例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內飾用PP復合材料。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料似舵，因其可塑性強脚猾、質輕、回收再利用率高等特性啄枕，在汽車工業(yè)中的應用非常廣泛婚陪，無論是內飾件、外飾件還是功能性結構件频祝，都越來越多地用到了塑料泌参。我國汽車保有量達到1.75億輛脆淹，對應用于汽車的塑料的粉碎再回收無疑變得越來越重要，且汽車塑料的回收將會形成一個巨大的市場沽一，是一個前景廣闊的領域盖溺，學術界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實踐。