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PBAT全名為聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯葫松，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡寫瓦糕，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苯二甲酸丁二醇酯的共聚物。兼具 PBA(聚己二酸丁二醇酯)和 PBT(聚對苯二甲酸丁二醇酯)的特性腋么，既有較好的力學(xué)性能咕娄，又有較高的延展性和斷裂伸長率，還具有優(yōu)良的生物降解性珊擂，是一種全生物可降解塑料圣勒。生物可降解塑料是在土壤、沙土等自然條件下摧扇，與微生物淵（如細(xì)菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳圣贸、水等小分子或低分子化合物的塑料。降解塑料主要分為光降解塑料扛稽、生物降解塑料堯吁峻、光生物降解塑料。光降解塑料需要充足的光照才能降解，給生產(chǎn)帶來了很大局限性用含，所以光降解塑料的推廣并不好矮慕。生物降解塑料品種已經(jīng)有幾十種，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啄骇，化學(xué)合成的聚乳酸(PLA)痴鳄、聚己內(nèi)酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)缸夹、脂肪族/芳香族共聚酯夏跷、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)、聚乙烯醇(PVA)等明未、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物槽华、塑料合金等。PBAT操作特點(diǎn)：(1)為了減少 BDO 的副反應(yīng)發(fā)生趟妥，減少 THF的生成猫态，降低原料消耗，整個(gè)酯化反應(yīng)在真空條件下進(jìn)行披摄，降低了酯化反應(yīng)溫度亲雪；同時(shí)也降低了能耗。(2)由于原料的活性較低問題疚膊，采用了高性能催化劑义辕；由于此催化劑的易水解失活的特性，由原來傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式寓盗，改為液面下加入灌砖，解決了以上問題。(3)在縮聚過程中傀蚌，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中基显，造成系統(tǒng)堵塞。為此善炫，在氣相管道上設(shè)置旋風(fēng)分離收集系統(tǒng)撩幽，將生成的低聚物通過旋風(fēng)分離器收集捕捉，其尾氣進(jìn)入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)箩艺。(4)酯化反應(yīng)過程中窜醉，雖然可以降低副反應(yīng)發(fā)生的程度，但在酯化反應(yīng)中還是不可避免的有THF 和水艺谆。由于 THF 屬于低毒性榨惰，但是其高濃度易對人體危害很大，如果直接排放至污水處理擂涛，將會(huì)對污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生危害读串。為解決這一問題聊记，設(shè)置了 THF 回收裝置。將 THF 與水進(jìn)行分離處理恢暖，經(jīng)過回收裝置處理后排监，其 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到 99.95%以上，可用于直接銷售杰捂。廢水中 THF 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 0.05%左右舆床，將廢水送至汽提塔進(jìn)行汽提，提取出其中的 THF 及其他有機(jī)物嫁佳，通過管道送至燃?xì)忮仩t燃燒挨队。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒蒿往，易造成黏結(jié)盛垦、纏刀，導(dǎo)致生產(chǎn)不穩(wěn)瓤漏。為此腾夯，采用水下模頭切粒的方式，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(jié)晶程度蔬充；同時(shí)由于 PBAT 易降解的特性蝶俱，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進(jìn)行干燥，然后沖氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)和包裝饥漫。(6)針對 PBAT 的特性榨呆，分子鏈增長難、黏度高庸队、流動(dòng)性差等特點(diǎn)积蜻，惠通公司采用惠通獨(dú)家專利技術(shù)的立式液相增黏釜，可使物料的動(dòng)力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上皿哨、分子鏈隨之增長浅侨，同時(shí)由于黏度很高纽谒，需采用螺桿出料的方式來保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性证膨。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過程中，有 THF 蒸汽產(chǎn)生鼓黔，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)能力央勒，同時(shí)還設(shè)置可燃有害氣體檢測和報(bào)警裝置，現(xiàn)場設(shè)計(jì)個(gè)人防護(hù)面具和呼吸器等安全裝備澳化；THF 回收裝置采取全敞開式混凝土框架結(jié)構(gòu)崔步，使有害氣體不易積聚。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料缎谷，可以降低石油資源消耗井濒，緩解“白色污染”，對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前全球 PBAT 市場需求旺盛瑞你，由于 PBAT 價(jià)格較高酪惭，而我國具備良好的原料生產(chǎn)條件。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口者甲，行業(yè)集中度高春感，潛在市場大，產(chǎn)業(yè)化前景好虏缸。

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摘要:長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料鲫懒，在滿足汽車零部件性能的同時(shí)，對零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)刽辙，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞窥岩。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，詳細(xì)介紹了薄壁注塑宰缤、物理發(fā)泡谦秧、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，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景撵溃。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來疚鲤，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展缘挑。然而集歇，由此引發(fā)的環(huán)境問題也日益嚴(yán)重，通過汽車輕量化來降低油耗從而降低環(huán)境污染语淘，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)诲宇，其中，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也取得了較大進(jìn)展惶翻。運(yùn)用復(fù)合材料來部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)姑蓝、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復(fù)合材料中吕粗，長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價(jià)格纺荧、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比颅筋，PPLGF在強(qiáng)度宙暇、剛度、翹曲度议泵、耐疲勞占贫、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢，因此先口，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低型奥。1 長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種瞳收，即熔融浸漬、溶液浸漬厢汹、粉末浸漬缎讼、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)用的為熔融浸漬法坑匠。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長度一般為8mm～15mm血崭，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%，粒子中玻纖的保留長度可達(dá)1mm～3mm,如圖1所示厘灼，相較于玻纖保留長度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料夹纫，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能设凹、抗沖擊性能舰讹、耐蠕變性能等特點(diǎn)，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闪朱。此外月匣，隨著纖維含量的增加，PP-LGF的性能也隨之提高奋姿。長玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件锄开，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量，中称诗、高檔車型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板萍悴，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)的主體部件寓免，同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)癣诱，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材料袜香，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料撕予，在滿足相關(guān)性能的同時(shí)，可提升儀表板吸能性能蜈首，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实抡，從而降低儀表板骨架重量，推動(dòng)汽車內(nèi)飾輕量化疾就。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑澜术、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面猬腰，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄猜敢，在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法姑荷，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比盒延，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%鼠冕。該工藝的投入成本較低添寺，重量優(yōu)勢明顯。目前懈费，該工藝在國內(nèi)和國外合資品牌中计露，如吉利、大眾憎乙、上汽票罐、福特等均有應(yīng)用，一般選擇PPLGF20材料泞边，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm该押。然而，薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問題阵谚，首先是該工藝的模具成本較高蚕礼，使用薄壁注塑，成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)梢什，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高奠蹬。其次，注塑工藝管控和注塑精度要求高嗡午，因?yàn)镻P-LGF中長玻纖分布的各向異性罩润，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重，尺寸穩(wěn)定性較差翼馆。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝割以，它是以熱塑性材料為基體，通過將超臨界流體（二氧化碳或氮?dú)猓?溶解到熱熔膠中形成單相溶體应媚，并保持在高壓力下严沥，然后，通過開關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔中姜，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]消玄，該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明，1995年由美國Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化丢胚。MuCell 工藝優(yōu)勢為成型周期短翩瓜、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好、翹曲低携龟、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣兔跌。MuCell工藝使用超臨界流體，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動(dòng)性峡蟋。泡孔成長壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段坟桅，縮短成型周期华望，同時(shí)，可使壓力分布均勻仅乓，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力赖舟，降低因長玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性夸楣。另外宾抓，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充豫喧，降低材料密度石洗，產(chǎn)品重量減輕，較同材質(zhì)實(shí)體嘿棘，重量可降低5%～10%劲腿。目前，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝鸟妙，骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm焦人，相較于實(shí)心材料重量降低了10%，此外重父，長城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)花椭。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高，工藝難度大房午，同時(shí)相關(guān)研究表明矿辽，使用該工藝對儀表板減重比控制在3%～8%時(shí)，產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右郭厌，基本滿足性能要求袋倔，減重超過8%，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降折柠，不能滿足要求宾娜。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)泡工藝和二次開模發(fā)泡工藝（core-back）扇售，二者均是在注塑過程中前塔，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無機(jī)發(fā)泡劑，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體承冰，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)华弓，以降低材料密度，減輕產(chǎn)品重量困乒。其中寂屏，core-back工藝因使用了二次開模，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高凑保，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多冈爹，產(chǎn)品的減重比更大涌攻。一般來說欧引，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%恳谎，具體根據(jù)退模行程決定芝此。同物理發(fā)泡工藝一樣，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)因痛，減少產(chǎn)品翹曲變形婚苹，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性，而且二次開模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件鸵膏。目前膊升，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm谭企，重量降低了約40%廓译，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴债查，開模的周期較長非区，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高，而且該工藝的技術(shù)難度較高盹廷，后期調(diào)試周期較長征绸，產(chǎn)品的綜合成本較高。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴俄占，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯管怠，減重效果低于薄壁注塑工藝，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝缸榄。

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什么是MPP渤弛？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米碰凶，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)暮芭。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震欲低、緩沖辕宏、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝砾莱、交通工具瑞筐、箱包、體育器材等領(lǐng)域腊瑟，是傳統(tǒng)EVA聚假、PU块蚌、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的佳替代物膘格。聚丙烯微孔發(fā)泡MPP所需的原料制造MPP一般需要使用高熔體強(qiáng)度聚丙烯(high melt strength PP)峭范。通用的PP由于其是線性的半結(jié)晶聚合物，加工窗口較窄瘪贱，且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)纱控。性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體菜秦，并誘導(dǎo)其成核甜害、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料球昨。發(fā)泡過程清潔無污染尔店，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)主慰，因此可回收循環(huán)使用嚣州。聚丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料河哑。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械避诽、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖璃谨、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域沙庐，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫佳吞。 PP是半結(jié)晶聚合物拱雏，其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE底扳、PS铸抑、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達(dá)120℃衷模，因此MPP特別適合高溫包裝鹊汛、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強(qiáng)阱冶、隔熱和降噪為一體刁憋，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車木蹬、軌道交通至耻，船舶，風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用尘颓，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫走触、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用疤苹。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有： 1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下互广，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小痰催。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料兜辞，更加降低制品重量和體積迎瞧。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控夸溶，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會(huì)穿孔凶硅，可應(yīng)用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在缝裁，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率足绅。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流捷绑，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的氢妈、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)粹污。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔首量，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能壮吩，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域。 MPP的阻燃著下游應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大以及性能要求的提升加缘，對MPP阻燃要求日益劇增鸭叙，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低，添加1%即可達(dá)到UL94 VTM-2阻燃等級拣宏，對材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響沈贝，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性勋乾，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)宋下。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達(dá)到非常高效的光老化辑莫，延長MPP長時(shí)間在戶外暴曬的時(shí)間学歧，防止材料老化降解； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外摆昧，同時(shí)還具有形態(tài)顆亮寐化，加工方便，潔凈伺帘，無粉塵污染等特點(diǎn)昭躺。

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說到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢？這可不一定伪嫁，塑料具有重量輕领炫，不易受水和陽光影響的特點(diǎn)，適合制作容器张咳，但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解帝洪，容易造成大量垃圾，因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器脚猾，但紙質(zhì)容器也不是沒有缺點(diǎn)葱峡，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤龅剿蜁?huì)軟化砰奕，沒辦法單獨(dú)承裝液體，因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜提鸟，所以摸起來感覺滑滑的军援。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會(huì)造成回收的難題，紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí)称勋，如果沒有特殊技術(shù)是無法將紙與塑料淋膜分離胸哥，不能分離就無法重新回收材料再利用，而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解赡鲜，所以紙杯基本上只能焚燒空厌。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質(zhì)越單一越容易回收再利用，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)蝗蛙，耐熱蝇庭，抗腐蝕又安全，還可以在微波爐內(nèi)加熱捡硅，只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理哮内，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器，并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用壮韭。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出北发，吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量，將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中喷屋，使氣體與原料充分混合琳拨，讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程，利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化屯曹，緩沖吸震狱庇，吸音惊畏，保溫等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包裝密任，建筑建材等行業(yè)颜启。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)了早的泡沫膠木浪讳，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的缰盏，從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后淹遵，人們對這種微孔新型塑料日益感興趣口猜，并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)泡劑可以分為兩種透揣。一種是物理發(fā)泡劑济炎，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳，氮?dú)馓适担睔獾葰怏w冻辩，并且這些氣體在氣態(tài)下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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)散速度拆祈。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑，它是一種當(dāng)受熱后就會(huì)釋放如氮?dú)馓雀校趸嫉鹊奈镔|(zhì)放坏，釋放氣體的速度能夠，化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨老玛，碳酸氫鈉等淤年。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中蜡豹，再經(jīng)過降壓釋放出氣體麸粮，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔，這種發(fā)泡法由于成本較低镜廉，發(fā)泡后對不會(huì)留下殘余物弄诲，并且對發(fā)泡塑料性能不會(huì)改變。另一種是化學(xué)發(fā)泡法娇唯，這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡齐遵，是對加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡，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)泡塔插。 后一種是機(jī)械發(fā)泡梗摇，使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料想许。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后伶授，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）断序，隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大糜烹，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低逢倍，氣泡也會(huì)停止增長并且慢慢成型，這樣就會(huì)在塑料中形成很多或大或小的氣孔景图。所以不管采用什么發(fā)泡工藝较雕，使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核，氣泡核膨脹挚币，氣泡固化成型這個(gè)過程亮蒋。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜，也就是我們常說的珍珠棉妆毕，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點(diǎn)慎玖，如防震，防潮笛粘，韌性好等趁怔，來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯薪前，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合润努，通過管道將其吸入到擠出機(jī)入料口，同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑示括。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化铺浇，再通過噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡，然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜垛膝。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開鳍侣，展平后收成卷，這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了吼拥。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字倚聚。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀，后通過機(jī)器壓封成包裝袋凿可，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了惑折。塑料通過發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡，能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便矿酵，還能起到包裝保護(hù)的功能唬复，現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬，也具有這樣的性能全肮，它就像金屬的氣泡包裝材料敞咧。這種復(fù)合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的，它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬辜腺，它比合金鋼要輕70%休建，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量乍恐，具備防輻射，防彈测砂，防火的能力茵烈，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，也許將來我們就能用到這種氣泡金屬砌些。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高呜投，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存璃，以及材料性能的提升仑荐，成本降低，有些可以通過輕量化實(shí)現(xiàn)纵东，而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來發(fā)展的方向粘招。那些用于包裝，汽車偎球，建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡洒扎，輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用衰絮，各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛袍冷。

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利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機(jī)，采用一步法擠出工藝研制了汽車內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料岂傲。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂难裆，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑、發(fā)泡劑的用量镊掖、擠出溫度等）。結(jié)果表明褂痰，具有良好性能的PP微發(fā)泡專用料的配方（質(zhì)量份數(shù)）：均聚PP為40.00份亩进，共聚PP為60.00份，過氧化二特丁烷為0.18份缩歪，過氧化二異丙苯為0.02份归薛，改性劑為0.50份，碳酸鈣為0.50份匪蝙，發(fā)泡劑AC為 0.40份主籍。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3逛球。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕千元、耐高溫、綠色環(huán)保颤绕、易注射成型幸海、成型周期短和成本低等優(yōu)點(diǎn)祟身。隨著汽車輕量化的發(fā)展，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多物独。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想袜硫，僅適用于需表面附皮的高端車，汽車用PP發(fā)泡材料主要為質(zhì)量更好的 化學(xué)微發(fā)泡材料［1-3］挡篓⊥裣荩化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳官研。目前國內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ秽澳，國外也只有美國、意大利阀参、日本等少數(shù)幾個(gè)國家能生產(chǎn)肝集。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂蛛壳，采用一步法工藝研制出了性能符合相關(guān)指標(biāo)要求的汽車內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料杏瞻，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3衙荐。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗(yàn)部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1）捞挥，熔體流動(dòng)速率（MFR）為3.0g/（10min），中國石化齊魯分公司忧吟；共聚PP（記作PP2）砌函，MFR為2.0g/（10min），中國石化齊魯分公司溜族；抗氧劑讹俊，168和1010，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司煌抒；過氧化二特丁烷（DBP）仍劈，過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二異丙苯（DCP）寡壮，二乙烯基苯贩疙，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC），液體石蠟况既，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司这溅；發(fā)泡改性劑DMS-10，自制棒仍。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀悲靴，德國HAAKE公 司；CMT450料試驗(yàn) 機(jī)降狠，天水三斯有限公司对竣；∮25單螺桿擠出機(jī)庇楞，德國BRABENDER公司；AH-2奧林巴斯顯微鏡否纬，日本奧林巴斯公司吕晌。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂、過氧化物临燃、改性劑睛驳、抗氧劑、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量膜廊，投入10L高速攪拌機(jī)乏沸，低速混合1min，高速混合2min出料爪瓜，料溫不 高于50℃蹬跃。擠出發(fā)泡：擠出機(jī)設(shè)置溫度180～200℃，機(jī)頭溫度195℃铆铆，距機(jī)頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平蝶缀，取樣待用。1.4 測試表征拉伸強(qiáng)度按照GB/T1040.3—2006測試薄货，采用4型試樣翁都，拉伸速度為50mm／min；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試谅猾，寬度25mm柄慰；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843—2008測試；表觀密度按GB/T6343—2009測試税娜；泡孔密度按方法測試坐搔。２ 結(jié)果與討論.1 引發(fā)劑的選擇以PP1/PP2質(zhì)量 比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑敬矩，測試體系的熔體強(qiáng)度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量薯蝎，結(jié)果見表1。DBP/DCP對發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注：擠出口模厚度0.6mm谤绳，寬度50mm。由表1看出袒哥，DBP和DCP都能提高PP熔體強(qiáng)度缩筛，但片材表面和泡孔均勻性不同，隨DCP含量增加堡称，擠出片材表面質(zhì)量變差瞎抛，泡孔變得不均勻；DCP雖有利于提高熔體強(qiáng)度却紧，但比例不宜過大桐臊，以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜胎撤。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度，擠出反應(yīng)時(shí)断凶，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解伤提，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)认烁，形成局部高強(qiáng)度熔體肿男，熔體強(qiáng)度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻，形成凹凸不平的表面却嗡。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂舶沛，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系窗价，結(jié)果見圖1如庭。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出，隨引發(fā)劑含量增加撼港，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變坪它；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份餐胀。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時(shí)哟楷，引發(fā)劑濃度不足，PP接枝率不高否灾，熔體強(qiáng)度不足卖擅，難以包裹住氣體，泡孔較大墨技，并有部分泡孔破裂惩阶，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高；隨引發(fā)劑含量增加扣汪，PP接枝程度提高断楷，熔體強(qiáng)度相應(yīng)增加，氣泡在膨脹過程中崭别，泡壁不易破裂冬筒，形成致密均勻的泡孔，單位體積泡孔數(shù)量增加茅主，材料密度下降舞痰；隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高，熔體強(qiáng)度高于氣泡膨脹的動(dòng)力诀姚，使氣泡不能充分膨脹响牛，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高。.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(guān)系。由看出呀打，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加矢赁，發(fā)泡材料表觀密度降低，泡孔密度提高贬丛，這是由于發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體隨其用量增加而增加撩银，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。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時(shí)瘫寝，發(fā)泡材料表觀密度反而回升蜒蕾，泡孔密度下降。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進(jìn)一步提高焕阿，熔體中氣體含量過多咪啡，氣泡膨脹加劇，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并暮屡，氣體溢出撤摸，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高，泡孔密度下降褒纲。由還可看出准夷，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份。

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央廣網(wǎng)上海9月17日消息（記者唐奇云 通訊員張婷）日常生活中莺掠，當(dāng)人們購買兒童玩具衫嵌、家具用品等塑料制品時(shí)，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味彻秆、綠色環(huán)保楔绞，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”唇兑，日益受到熱捧酒朵，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(shù)是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關(guān)鍵核心技術(shù)扎附。在第22屆工博會(huì)高校展區(qū)蔫耽，華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項(xiàng)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(yīng)用留夜。該項(xiàng)目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目匙铡。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實(shí)驗(yàn)裝置（央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖）鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域，布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域碍粥，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段慰枕。隨著航天航空、國防即纲、能源、交通博肋、包裝低斋、電器蜂厅、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展，對具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱膊畴、隔音掘猿、絕緣、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切唇跨。聚丙烯作為產(chǎn)量大稠通、增長量快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一买猖，其高品質(zhì)發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領(lǐng)域的熱點(diǎn)與難點(diǎn)改橘。016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)玉控，該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝飞主，開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作。據(jù)趙玲介紹高诺，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類碌识。化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留虱而、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)筏餐；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牡拇；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高魁瞪，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候诅迷、火災(zāi)危險(xiǎn)佩番、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體罢杉，特別是超臨界CO2趟畏，發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)滩租，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)赋秀、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化律想，可以制備微孔甚至納米泡孔材料猎莲。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制技即，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品著洼；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄。因此身笤，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豹悬。為了攻克這一難題，近年來華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通液荸、中石化北化院瞻佛、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位娇钱，在合適物料體系伤柄、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(qiáng)化和工程化等系列工作文搂，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(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結(jié)晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機(jī)制适刀，開發(fā)了兼具較寬發(fā)泡溫度窗口和較強(qiáng)的CO2溶解擴(kuò)散能力的聚丙烯發(fā)泡專用料，以及能有效改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑细疚；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率蔗彤，氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積；釜壓發(fā)泡疯兼、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預(yù)成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)保證了均勻的壓力場然遏、溫度場和速度場，成功實(shí)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)吧彪。