廣州PBAT發(fā)泡材料廠家
發(fā)布時(shí)間:2024-09-07 01:01:53廣州PBAT發(fā)泡材料廠家
塑料化工研究發(fā)展至今斩松,已合成出上千種高分子材料,其中具有工業(yè)價(jià)值的僅百余種觉既,塑料常用的樹脂原料90%以上集中在五大通用樹脂(PE惧盹、PP、PVC瞪讼、PS钧椰、ABS),目前再繼續(xù)合成大批新的高分子材料難度很大符欠,既不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)嫡霞。在聚乙烯、聚丙烯塑料改性是目前高分子材料未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域希柿,龍樸君整理了這部分的相關(guān)信息诊沪,供大家參考。深入研究聚合物組成曾撤、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系端姚,并在此基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)有的塑料進(jìn)行改性,以制造適用的塑料新材料挤悉,已成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑之一渐裸,全球的改性塑料行業(yè)也因此在近年內(nèi)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。關(guān)于改性的基礎(chǔ)知識(shí)在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上,通過(guò)物理昏鹃、化學(xué)尚氛、機(jī)械等方式,經(jīng)過(guò)填充洞渤、共混怠褐、增強(qiáng)等加工方法,改善塑料的性能或增加功能您宪,對(duì)塑料的阻燃性奈懒、強(qiáng)度、抗沖擊性宪巨、韌性等機(jī)械性能得到改善和提高磷杏,使得塑料能適用在特殊的電、磁捏卓、光极祸、熱等環(huán)境條件下。從原料樹脂的生產(chǎn)到多種規(guī)格及品種的改性塑料母料的生產(chǎn)怠晴,改性技術(shù)廣泛應(yīng)用于幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過(guò)程中遥金。如塑料的外觀、透明性蒜田、密度稿械、精度、加工性冲粤、機(jī)械性能美莫、化學(xué)性能、電磁性能梯捕、耐腐蝕性能厢呵、耐老化性、耐磨性傀顾、硬度襟铭、熱性能、阻燃性短曾、阻隔性等方面寒砖。為了降低塑料制品的成本、改善性能错英、提高功能入撒,都離不開(kāi)塑料改性技術(shù)隆豹。如何進(jìn)行聚乙烯的改性椭岩?1、不同密度的聚乙烯的共混改性由于市場(chǎng)上的專用原料較少和供應(yīng)的不平衡,促進(jìn)了共混改性技術(shù)的發(fā)展判哥。根據(jù)不同的吹塑中空制品的性能要求献雅,可以通過(guò)調(diào)整低、高密度聚乙烯在配方中的不同比例來(lái)滿足要求塌计。一般說(shuō)來(lái)挺身,小型制品、要求較軟的制品锌仅、盛放化學(xué)藥品章钾、洗滌劑之類的容器,低密度聚乙烯的比例應(yīng)該高些热芹,高密度聚乙烯的比例應(yīng)該低些贱傀。當(dāng)然,并不是所有的低伊脓、高密度聚乙烯都能用于吹塑中空制品府寒,應(yīng)該從市場(chǎng)上選擇能用于吹塑的塑料材料,并通過(guò)改進(jìn)配方設(shè)計(jì)报腔,使制品的性能價(jià)格比達(dá)到優(yōu)株搔。2、不同分子量的高密度聚乙烯共混改性對(duì)于同為高密度聚乙烯材料來(lái)說(shuō)纯蛾,即使同為可用于吹塑成型的纤房,可能在密度上相差無(wú)幾,但從分子量上來(lái)說(shuō)翻诉,差別可能較大帆卓。樹脂牌號(hào)手冊(cè)上一般對(duì)材料的分子量都沒(méi)有標(biāo)出,而從融體指數(shù)上大致可以看出米丘。在擠出吹塑中空制品時(shí)剑令,隨著所用吹塑級(jí)的分子量的提高,熔體強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)提高拄查,同時(shí)制品的機(jī)械性能也會(huì)提高吁津。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),當(dāng)分子量提高到一定程度后堕扶,熔體強(qiáng)度和擠出速率反而有下降的趨勢(shì)碍脏。出現(xiàn)這種情況后,對(duì)制品的正常生產(chǎn)將造成不同程度的負(fù)面影響稍算,有時(shí)甚至?xí)l(fā)安全事故典尾。制品加工時(shí),出現(xiàn)分子量提高糊探,熔體強(qiáng)度和擠出速率下降的情況钾埂,這與擠出機(jī)螺桿和進(jìn)料段設(shè)計(jì)有較大的關(guān)系河闰。雖然在設(shè)備上改進(jìn)可以取得較為明顯的效果,但從材料配方上進(jìn)行改進(jìn)更能取得當(dāng)期實(shí)效和減少設(shè)備改造的投資褥紫。將不同分子量姜性、不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的聚乙烯按比例共混,對(duì)于改善材料的分子量分布和材料內(nèi)微量添加劑元素的分布大有好處髓考。將它用于擠出吹塑, 往往容易收到較好的效果部念。從制品的化學(xué)性能,機(jī)械性能及生產(chǎn)中的各項(xiàng)工藝性出發(fā)氨菇,可以比較自由的設(shè)計(jì)出各種不同的配方儡炼,來(lái)滿足各種不同的要求,往往還可達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的查蓉。3射赛、不同品種塑料的共混改性在工廠的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)當(dāng)中,往往由于種種原因的限制奶是,還會(huì)有許多不同的要求楣责。比如說(shuō)采用一些分子量較低的材料來(lái)代替分子量較高的塑料原料,不但是市場(chǎng)供應(yīng)狀況的限制聂沙,還有可能是制造成本的要求秆麸,比如,在HDPE中加人一定量的PP及汉,就能有效的改善的剛性沮趣,而且不會(huì)影響的沖擊強(qiáng)度。加入的比例需要根據(jù)產(chǎn)品的要求來(lái)確定坷随。4房铭、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù)在加工塑料制品時(shí),適當(dāng)?shù)募尤敫鞣N不同的填充劑温眉,不但可以提高塑料制品的剛度和硬度缸匪,同時(shí)也可以大幅度的降低原料成本。單就降低成本這點(diǎn)出發(fā)类溢,對(duì)許多附加值低的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)凌蔬,就值得作深入的研究。就近幾年來(lái)塑料制品加工廠填充改性的情況來(lái)看闯冷,技術(shù)層次普遍較低砂心。
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新型微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料(簡(jiǎn)稱MPP),大家都在找惠州東銘新能源材料股份有限公司蛇耀,10多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)辩诞,口碑好,廣東地區(qū)實(shí)力生產(chǎn)廠家纺涤∫朐荩惠州東銘新能源材料股份有限公司具備雄厚的研發(fā)實(shí)力抠忘、完善的產(chǎn)品認(rèn)證體系(包括國(guó)內(nèi)外)、全覆蓋的銷售網(wǎng)絡(luò)和有機(jī)硅材料上下游完整的產(chǎn)業(yè)鏈秧秉,能夠?yàn)樾履茉串a(chǎn)業(yè)的客戶提供完善的解決方案褐桌!微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料MPP的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì):聚丙烯微孔發(fā)泡 (1)同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下衰抑,由于泡孔尺寸較小象迎,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料呛踊,更加降低制品重量和體積砾淌。(2)由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材谭网,而片材表面不會(huì)穿孔汪厨,可應(yīng)用于微電子器件的包裝。(3)由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在愉择,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板劫乱,提高漫反射率。(4)微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流锥涕,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞衷戈。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5)輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用层坠。(6)同樣由于其微米尺度的泡孔殖妇,MPP具有極-佳-的表面保護(hù)性能,可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域破花。
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系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型谦趣,應(yīng)用方向,性能要求座每。車用PP隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展前鹅,制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代,越來(lái)越多的汽車零部件開(kāi)始采用改性塑料替代金屬制件峭梳。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史嫡纠,目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志,塑料飾件的大量應(yīng)用延赌,促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能除盏,提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小挫以、性價(jià)比高者蠕、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性掐松、剛性踱侣、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(yīng)用粪小。近來(lái)更是有把汽車內(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)樹脂的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)抡句、投資巨大探膊、技術(shù)要求高所森,且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)片仿,所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效绍弟、更經(jīng)濟(jì)锐锣、更實(shí)用的改性腌闯。聚丙烯微孔發(fā)泡延伸性、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無(wú)機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”雕憔。是由 PP樹脂姿骏、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、碳酸鈣等無(wú)機(jī)填料的復(fù)合物斤彼,其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型分瘦,且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低、質(zhì)輕琉苇、易涂裝嘲玫、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)∥膛耍滑石粉填充改性PP材料具有高剛性趁冈、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率,且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)拜马,尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能渗勘,提高材料的模量和熱變形溫度。玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊俩莽、儀表板骨架旺坠、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。LGFPP制品指含有長(zhǎng)度為10~25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過(guò)注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)扮超。10~25mm的長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物相比普通4~7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度取刃、剛度、韌性出刷,以及尺寸穩(wěn)定性好璧疗、翹曲度低等優(yōu)勢(shì)。此外馁龟,LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能崩侠,即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比坷檩,LG-FPP的密度低却音,相同部件的質(zhì)量可減輕20%~50%;LGFPP能為設(shè)計(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性改抡,可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力系瓢、節(jié)約模具成本(一般長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)阿纤、減少能耗(長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%~80%,鋁制品的35%~50%)夷陋、簡(jiǎn)化裝配工序欠拾。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品,具有強(qiáng)度高肌稻、熱膨脹系數(shù)低清蚀、耐高溫匕荸、阻燃性能好爹谭、低浮纖、低翹曲榛搔、低收縮 等特點(diǎn)诺凡。發(fā)泡改性PPPP發(fā)泡材料是通過(guò)提高PP的熔體強(qiáng)度,從而提高發(fā)泡倍率而制成的低密度物質(zhì)践惑,其具有質(zhì)輕腹泌、耐熱、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)尔觉。隨著汽車輕量化的發(fā)展凉袱,選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑,目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來(lái)越多侦铜,其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%专甩,卡車、工程機(jī)械車占20% 钉稍,客車涤躲、商務(wù)車占35%。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料贡未,因?yàn)槠胀ㄎl(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想种樱,僅適合于需要表面覆皮的高端車,不僅增加了制造成本俊卤,也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用;而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體嫩挤,化學(xué)發(fā)泡劑為氣源,通過(guò)自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)消恍,注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下岂昭,使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡,且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 哺哼,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 佩抹。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡叼风、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(nèi)外飾件棍苹,如車身門板无宿、尾門、風(fēng)道等;擠出微發(fā)泡適用于密封條枢里、頂棚等;吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等孽鸡。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)50%的減重栏豺,注射壓力降低約30%~50% 彬碱,鎖模力降低約20% ,循環(huán)周期減少10%~15%奥洼,同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性巷疼,較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能,并且能改善制品的翹曲變形性灵奖,使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活嚼沿。在一些部件中,如汽車風(fēng)管瓷患、風(fēng)道骡尽,還可實(shí)現(xiàn)隔熱、降噪的效果擅编,減少后道工序的成本攀细。 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(xué)性能,作為汽車車頂爱态,可降低汽車的質(zhì)量谭贪,同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件,有利于汽車的輕量化肢藐。耐刮擦PP相對(duì)于工程塑料來(lái)說(shuō)故河,PP、橡膠改性PP吆豹、熱塑性聚烯烴和熱塑性彈性體等聚烯烴材料具有可回收鱼的、質(zhì)輕、成本低的優(yōu)勢(shì)痘煤,因而被越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車以及其他領(lǐng)域凑阶,然而聚烯烴材料的耐刮擦性能明顯較差,而這一性能卻是儀表板衷快、操控臺(tái)和門板表皮等汽車內(nèi)部應(yīng)用部件的關(guān)鍵性能宙橱,也是汽車外部應(yīng)用部件、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师郑,同時(shí)還有利于涂色环葵,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(guò)添加涂層宝冕、無(wú)機(jī)礦物和某些功能助劑可提高聚烯烴的耐刮擦性能张遭,例如添加耐刮擦劑可制備耐刮擦汽車內(nèi)飾用PP復(fù)合材料。汽車用改性PP的回收利用塑料作為一種環(huán)保材料地梨,因其可塑性強(qiáng)菊卷、質(zhì)輕、回收再利用率高等特性宝剖,在汽車工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛洁闰,無(wú)論是內(nèi)飾件、外飾件還是功能性結(jié)構(gòu)件万细,都越來(lái)越多地用到了塑料扑眉。我國(guó)汽車保有量達(dá)到1.75億輛,對(duì)應(yīng)用于汽車的塑料的粉碎再回收無(wú)疑變得越來(lái)越重要雅镊,且汽車塑料的回收將會(huì)形成一個(gè)巨大的市場(chǎng)襟雷,是一個(gè)前景廣闊的領(lǐng)域刃滓,學(xué)術(shù)界和企業(yè)在這方面都有很多的研究和實(shí)踐仁烹。
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概述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡(jiǎn)稱MPP,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微米咧虎,泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)卓缰。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在,MPP具有優(yōu)異的減震砰诵、緩沖征唬、隔熱和吸聲等性能,可廣泛應(yīng)用于包裝茁彭、交通工具总寒、箱包、體育器材等領(lǐng)域理肺,是傳統(tǒng)EVA摄闸、PU、PS發(fā)泡材料妹萨、EPE和EPP的替代物年枕。丙烯微孔發(fā)泡性能與應(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)入聚丙烯材料基體乎完,并誘導(dǎo)其成核熏兄、發(fā)泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過(guò)程清潔無(wú)污染摩桶,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保桥状。發(fā)泡過(guò)程PP材料未發(fā)生交聯(lián),因此可回收循環(huán)使用硝清。聚丙烯(PP)本身是無(wú)毒材料岛宦,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械耍缴、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域砾肺。也可應(yīng)用于兒童拼圖、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域防嗡,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫变汪,EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物蚁趁,其熔點(diǎn)一般150~170℃裙盾。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS他嫡、PU發(fā)泡材料番官,MPP的使用溫度可達(dá)120℃,因此MPP特別適合高溫包裝钢属、高溫保溫等領(lǐng)域徘熔。MPP集增強(qiáng)、隔熱和降噪為一體淆党,也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域酷师,如汽車、軌道交通染乌,船舶山孔,風(fēng)機(jī)葉片等。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用荷憋,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫台颠、PET結(jié)構(gòu)泡沫等,特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用勒庄。 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)下串前,由于泡孔較小,微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小锅铅。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料酪呻,更加降低制品重量和體積。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控盐须,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材玩荠,而片材表面不會(huì)穿孔,可應(yīng)用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在阶冈,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板闷尿,提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流女坑,從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞填具。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)匆骗。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用劳景。6) 同樣由于其微米尺度的泡孔,MPP具有極佳的表面保護(hù)性能碉就,可應(yīng)用于液晶面板等防要求較高的包裝領(lǐng)域盟广。
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近年來(lái)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”瓮钥,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種筋量。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)性突破碉熄,成功開(kāi)發(fā)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料綠色制備過(guò)程的優(yōu)化和強(qiáng)化技術(shù)桨武。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類⌒饨颍化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留呀酸、發(fā)泡過(guò)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)較高一姿,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全七咧。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)叮叹,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)爆存、表面張力和黏度下降蛉顽、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先较。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物携冤,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(wú)法保持完整泡孔闲勺,可操作窗口窄曾棕。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菜循。為了攻克這一難題翘地,趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通、中石化北化院、浙江新恒泰衙耕、鎮(zhèn)海煉化等單位昧穿,在合適物料體系、可控工藝過(guò)程和高效工業(yè)裝備等方面開(kāi)展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化橙喘、強(qiáng)化和工程化等系列工作时鸵,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。趙玲介紹厅瞎,在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡饰潜,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)定成型和簸∧野荩基于這一發(fā)泡機(jī)制,他們開(kāi)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)泡專用料比搭,以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑冠跷。CO2變壓飽和提高了過(guò)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)泡身诺、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)蜜托,保證了均勻的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)霉赡,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)橄务。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(wàn)立方米模壓發(fā)泡裝置穴亏,實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套蜂挪、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬(wàn)~6萬(wàn)立方米的釜壓發(fā)泡裝置,生產(chǎn)效率提高25%嗓化,成品率提高到99%以上棠涮,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn),2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元刺覆、利稅1.09億元严肪。此外,該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件谦屑、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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與傳統(tǒng)注塑制品相比驳糯,微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少氢橙、尺寸穩(wěn)定性好酝枢、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前悍手,欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一帘睦,具有操作簡(jiǎn)單袍患、效率高、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件官脓,且能耗少协怒,符合節(jié)約材料,降低成本這一發(fā)展理念卑笨,滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求孕暇。然而,欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形赤兴,泡孔尺寸分布不均勻妖滔,所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷桶良,制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺(jué)座舍,阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用。國(guó)家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置陨帆,利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓(GCP)對(duì)微孔注塑過(guò)程中發(fā)泡行為的影響曲秉。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(diǎn)疲牵,改善了泡孔的形態(tài)承二。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP、發(fā)泡劑(AC)纲爸、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(jìn)行塑化亥鸠。然后打開(kāi)氣體反壓裝置,在型腔中分別注入固定的GCP為0识啦,0.2负蚊,0.4,0.6颓哮,0.8 MPa的氣體家妆,隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡,冷卻后题翻,取出PP發(fā)泡樣品揩徊。GCP對(duì)充模過(guò)程中熔體壓力的影響熔體注射完后,熔體壓力瞬間達(dá)到值嵌赠。隨著GCP從0增加至0.8 MPa,熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa熄赡,注射完成后姜挺,隨著氣體的排出,熔體壓力瞬間下降彼硫,隨著冷卻收縮炊豪,熔體壓力逐漸趨于0 MPa凌箕。由此可知,GCP可以明顯地提高熔體充模過(guò)程中的熔體壓力词渤,改善欠注發(fā)泡過(guò)程中的熔體壓力環(huán)境牵舱。 GCP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒(méi)有施加氣體反壓時(shí),由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率缺虐,泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形芜壁,導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大,在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形高氮,泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象慧妄,泡孔形貌極不規(guī)則,而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小剪芍,呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)塞淹。同時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著GCP的增大罪裹,皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小饱普,熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變,規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大状共,泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布套耕。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時(shí),皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)口芍,此時(shí)整體泡孔的變形較小箍铲。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過(guò)程中受到的流動(dòng)剪切作用,GCP值越大鬓椭,泡孔在遷移過(guò)程中受到熔體壓力越大颠猴,泡孔受到熔體的約束力大,泡孔不易發(fā)生變形小染。GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示翘瓮。可知裤翩,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(gè)樣品厚度的10.9%资盅;隨著GCP的增大,泡孔的非變形層所占比例逐漸升高踊赠,GCP為0.8 MPa時(shí)呵扛,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筐带,從63.7%下降到45.4%今穿,這說(shuō)明GCP可以減小泡孔變形層,增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍伦籍。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)蓝晒,如下圖所示腮出,泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加,整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)芝薇,泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大胚嘲,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泡孔變形度洛二,即GCP可以減小泡孔長(zhǎng)度與寬度的差距馋劈,使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)灭红,見(jiàn)圖c侣滩,隨著GCP的增加,當(dāng)GCP為0.2 MPa時(shí)泡孔直徑略有減小变擒,但隨著GCP的進(jìn)一步增大君珠,泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大娇斑,使得泡孔的成核臨界能壘升高策添,泡孔的成核速率下降,泡孔在充模過(guò)程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱毫缆,更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng)唯竹,因此熔體壓力越大,泡孔直徑越大苦丁。GCP提高了充模時(shí)的熔體壓力浸颓,有效地降低了泡孔的變形,且隨著GCP的升高旺拉,泡孔直徑增大产上,泡孔密度下降,發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變蛾狗。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa晋涣,熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa,使充模過(guò)程中受流動(dòng)影響的泡孔數(shù)減小沉桌,減小了泡孔受到的流動(dòng)剪切力谢鹊。隨著GCP的增大,泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%留凭,變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304佃扼,泡孔的平均長(zhǎng)度增大。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌蔼夜,減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動(dòng)時(shí)的阻力松嘶,提高了注塑充模階段的熔體壓力,使得臨界成核點(diǎn)后移挎扰,泡孔的成核長(zhǎng)大在充模后進(jìn)行翠订,進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌。