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年來綜合性能優(yōu)異酝静、可回收易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”节榜，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種。超臨界二氧化碳(CO2)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)别智，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破宗苍，成功開發(fā)了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(qiáng)化技術(shù)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類薄榛』淇撸化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用敞恋，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高丽啡，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑硬猫，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)补箍，已被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)啸蜜、表面張力和黏度下降坑雅、結(jié)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盔性。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物霞丧，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔冕香，可操作窗口窄蛹尝。因后豫，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。為了攻克這一難題突那，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通挫酿、中石化北化院、浙江新恒泰愕难、鎮(zhèn)海煉化等單位早龟，在合適物料體系、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)化猫缭、強(qiáng)化和工程化等系列工作葱弟，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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新。趙玲介紹猜丹，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡芝加，既可突破結(jié)晶的制約，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型射窒〔卣龋基于這一發(fā)泡機(jī)制，他們開發(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)泡專用料脉顿，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑蝌麸。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡艾疟、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)来吩，保證了均勻的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)汉柒，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)误褪。利用上述創(chuàng)新技術(shù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置碾褂，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套兽间、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置，生產(chǎn)效率提高25%正塌，成品率提高到99%以上嘀略，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元乓诽、利稅1.09億元帜羊。此外，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件鸠天、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文讼育。趙玲表示，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)，除聚丙烯外奶段，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)饥瓷，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料痹籍，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾呢铆、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域，還可滿足兒童玩具蹲缠、食品棺克、醫(yī)療、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求线定。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能娜谊，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域，如新能源汽車動(dòng)力電池墊片渔肩、5G通信微波中繼天線罩因俐、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等周偎。

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近年來綜合性能優(yōu)異、可回收易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”撑帖，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種蓉坎。超臨界二氧化碳(CO2)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)，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破胡嘿，成功開發(fā)了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(qiáng)化技術(shù)蛉艾。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類≈缘校化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留勿侯、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高缴罗，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全助琐。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)面氓，已被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)兵钮，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和黏度下降舌界、結(jié)晶行為改變等一系列變化掘譬，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物呻拌，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制葱轩，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;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。因此靴拱，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垃喊。為了攻克這一難題，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通缭嫡、中石化北化院缔御、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位妇蛀，在合適物料體系耕突、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评架，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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新眷茁。趙玲介紹，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡纵诞，既可突破結(jié)晶的制約上祈，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型≌丬剑基于這一發(fā)泡機(jī)制登刺，他們開發(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，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑嗡呼。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率纸俭，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡、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)南窗，保證了均勻的壓力場(chǎng)揍很、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，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)万伤。利用上述創(chuàng)新技術(shù)窒悔，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套敌买、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置简珠，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上放妈，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)北救，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元芜抒。此外珍策，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文

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核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1宅倒、技術(shù)創(chuàng)新：·成套設(shè)備：自主研發(fā)的超臨界CO2微孔發(fā)泡成套裝備攘宙，將化學(xué)工程的技術(shù)手段應(yīng)用于聚合物加工。·適用性好：工藝適用于多種聚合物材料的微孔發(fā)泡(PP蹭劈、PA疗绣、TPU、TPAE铺韧、PVDF…)多矮。·控制確：通過宏觀工藝參數(shù)(溫度哈打、壓力)的確控制塔逃，實(shí)現(xiàn)了對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)的確控制。2料仗、性能優(yōu)勢(shì)：·多類別：從彈性體到工程塑料的多種聚合物輕量化材料產(chǎn)品 湾盗。·高性能：充分發(fā)揮多孔結(jié)構(gòu)作用能并配合材料的功能化改性立轧，實(shí)現(xiàn)材料的高性能化 格粪。·輕量化：低密度(min) 30kg/m3 氛改。重環(huán)保：純物理發(fā)泡帐萎，制程清潔環(huán)保，產(chǎn)品安全無毒胜卤。聚丙烯微孔發(fā)泡已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的產(chǎn)品種類：1吓肋、M-PP：聚丙烯微孔發(fā)泡板材2、M-PVDF：聚偏氟乙烯微孔發(fā)泡板材3瑰艘、M-PA12：尼龍12微孔發(fā)泡板材4、M-TPU：熱塑性聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡板材5肤舞、M-TPEE：熱塑性聚酯彈性體微孔發(fā)泡板材6紫新、M-PEBA：熱塑性聚酰胺彈性體微孔發(fā)泡板材

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隨著國(guó)內(nèi)大煉化項(xiàng)目、PDH項(xiàng)目陸續(xù)上馬李剖，國(guó)內(nèi)聚丙烯（PP）市場(chǎng)成為群雄角力之地芒率。新建項(xiàng)目投產(chǎn)，PP產(chǎn)能仍將快速增長(zhǎng)篙顺，預(yù)計(jì)到2023年我國(guó)PP產(chǎn)能將超過3500萬噸偶芍，自給率將近90%。屆時(shí)德玫，高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏匪蟀。高性能PP成投資熱土2020年已經(jīng)有三家企業(yè)成功投產(chǎn)聚丙烯裝置，浙江石化宰僧、恒力石化材彪、利和知信。近一個(gè)月，聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮：4月22日段化，總投資約100億美元的班医荩克森美孚廣東惠州乙烯項(xiàng)目正式動(dòng)工，項(xiàng)目包括乙烯裝置和高端PE显熏、PP等生產(chǎn)裝置雄嚣，采用已經(jīng)成功應(yīng)用、先進(jìn)的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物喘蟆。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日缓升，總投資約56億美元的中海殼牌惠州三期乙烯項(xiàng)目合作框架協(xié)議簽約，項(xiàng)目產(chǎn)品包括聚α烯烴履肃、高碳合成醇仔沿、茂金屬PE、共聚PP等尺棋，共14規(guī)模生產(chǎn)裝置封锉。18日，徐州海天石化集團(tuán)年產(chǎn)10萬噸高性能PP樹脂項(xiàng)目“云簽約”膘螟，落戶大慶龍鳳區(qū)成福。高性能產(chǎn)品研發(fā)能力不足我國(guó)已投入生產(chǎn)的高端聚丙烯專用樹脂有：三元共聚聚丙烯薄膜專用料F5606、管材專用料荆残、薄壁注塑料M50T奴艾、高熔體強(qiáng)度薄膜專用料、丙丁共聚膜料内斯、低溫抗沖注塑專用料蕴潦、氫調(diào)法高流動(dòng)注塑料、高透明注塑專用料俘闯、抗菌系列專用料潭苞、低灰分PP、快速成型PP真朗、透明PP專用料等此疹。但由于我國(guó)高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足，且同質(zhì)化嚴(yán)重遮婶，一些高性能和特殊性能產(chǎn)品蝗碎，如茂金屬PP（mPP）、特種雙向拉伸聚丙烯（BOPP）膜旗扑、流延聚丙烯（CPP）膜等仍需大量進(jìn)口來滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求蹦骑。我國(guó)mPP年消費(fèi)量約10萬噸，除燕山石化少量供應(yīng)市場(chǎng)肩豁，基本依賴進(jìn)口脊串，主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品辫呻、食品包裝薄膜、無紡布琼锋、超細(xì)旦丙綸纖維等領(lǐng)域放闺。具有高拉伸速度與幅寬、超薄缕坎、超透及更好低溫?zé)岱庑阅艿奶胤NBOPP薄膜怖侦、電工膜、電容器膜谜叹、鍍鋁膜等PP薄膜料以及汽車和家電用PP注塑料的年進(jìn)口量均超百萬噸匾寝。PP管材料的年進(jìn)口量約50萬噸。高性能PP開發(fā)方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐荷腊，推動(dòng)汽車生產(chǎn)商聚焦抗菌PP在內(nèi)飾件中的應(yīng)用艳悔，這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個(gè)熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。2玻纖增強(qiáng)PP長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料因具備更高的強(qiáng)度女仰、剛度猜年、韌度、尺寸穩(wěn)定性疾忍，廣泛應(yīng)用于儀表骨架板乔外、車門組合件、前端組件一罩、車身門板模塊杨幼、車頂面板、座椅骨架等汽車部件上聂渊。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料在120℃時(shí)的高溫疲勞強(qiáng)度是普通玻纖增強(qiáng)PP材料的2倍差购，甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍材料高10%，具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性汉嗽。氣味散發(fā)耐刮擦PP隨著人們對(duì)汽車品質(zhì)的追求歹撒，車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學(xué)性能，還有對(duì)外觀诊胞、環(huán)保等方面的高要求。目前市場(chǎng)上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell锹杈、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷撵孤，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口任務(wù)艱巨。制造高抗刮擦汽車內(nèi)飾件材料一方面要采用國(guó)外表面硬度較高的PP原料竭望，另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度邪码。但助劑在體系內(nèi)受熱會(huì)有小分子散發(fā)影響車內(nèi)空氣質(zhì)量，同時(shí)又會(huì)出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象咬清，影響內(nèi)飾件外觀闭专。因此奴潘，問題核心仍取決于PP基材的性能。