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PBAT全名為聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯旅赢，即英文 Poly (butyleneadipate-co-terephthalate)的簡寫齿桃，即其化學結(jié)構(gòu)式為：從其化學結(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惑惶。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，既有較好的力學性能短纵，又有較高的延展性和斷裂伸長率带污，還具有優(yōu)良的生物降解性，是一種全生物可降解塑料香到。生物可降解塑料是在土壤鱼冀、沙土等自然條件下，與微生物淵（如細菌/霉菌/藻類等）作用降解成二氧化碳悠就、水等小分子或低分子化合物的塑料千绪。降解塑料主要分為光降解塑料、生物降解塑料堯梗脾、光生物降解塑料荸型。光降解塑料需要充足的光照才能降解，給生產(chǎn)帶來了很大局限性炸茧，所以光降解塑料的推廣并不好瑞妇。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梭冠，化學合成的聚乳酸(PLA)辕狰、聚己內(nèi)酯、二元醇二羧酸脂肪族聚酯(PBS)控漠、脂肪族/芳香族共聚酯蔓倍、CO2/環(huán)氧化合物共聚物 (APC)、聚乙烯醇(PVA)等润脸、天然高分子淀粉基塑料及其生物降解塑料共混物柬脸、塑料合金等他去。PBAT操作特點：(1)為了減少 BDO 的副反應發(fā)生毙驯，減少 THF的生成，降低原料消耗灾测，整個酯化反應在真空條件下進行爆价，降低了酯化反應溫度；同時也降低了能耗媳搪。(2)由于原料的活性較低問題铭段，采用了高性能催化劑；由于此催化劑的易水解失活的特性秦爆，由原來傳統(tǒng)催化劑液面以上的加入方式序愚，改為液面下加入，解決了以上問題等限。(3)在縮聚過程中爸吮，生成的低聚物易隨真空氣相管道帶人到噴淋系統(tǒng)中芬膝，造成系統(tǒng)堵塞。為此形娇，在氣相管道上設(shè)置旋風分離收集系統(tǒng)锰霜，將生成的低聚物通過旋風分離器收集捕捉，其尾氣進入BDO 噴淋循環(huán)系統(tǒng)桐早。(4)酯化反應過程中癣缅，雖然可以降低副反應發(fā)生的程度，但在酯化反應中還是不可避免的有THF 和水哄酝。由于 THF 屬于低毒性友存，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陶衅，將會對污水處理系統(tǒng)內(nèi)的細菌產(chǎn)生危害爬立。為解決這一問題，設(shè)置了 THF 回收裝置万哪。將 THF 與水進行分離處理侠驯，經(jīng)過回收裝置處理后，其 THF 的質(zhì)量分數(shù)可達到 99.95%以上奕巍，可用于直接銷售吟策。廢水中 THF 的質(zhì)量分數(shù)控制在 0.05%左右，將廢水送至汽提塔進行汽提的止，提取出其中的 THF 及其他有機物檩坚，通過管道送至燃氣鍋爐燃燒。(5)由于 PBAT 玻璃化溫度較低诅福，如采用傳統(tǒng)水下拉條切粒匾委，易造成黏結(jié)、纏刀氓润，導致生產(chǎn)不穩(wěn)赂乐。為此，采用水下模頭切粒的方式咖气，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)晶程度挨措；同時由于 PBAT 易降解的特性，生產(chǎn)的切片粒子輸送至干燥塔進行干燥崩溪，然后沖氮氣進行保護和包裝浅役。(6)針對 PBAT 的特性，分子鏈增長難伶唯、黏度高觉既、流動性差等特點，惠通公司采用惠通獨家專利技術(shù)的立式液相增黏釜，可使物料的動力黏度由目前 350 Pa·S 增加到 1000 Pa·S 以上瞪讼、分子鏈隨之增長岭参，同時由于黏度很高，需采用螺桿出料的方式來保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性尝艘。(7)由于在生產(chǎn) PBAT 過程中演侯，有 THF 蒸汽產(chǎn)生，為此在縮聚裝置內(nèi)局部地區(qū)設(shè)置了軸流風機加強裝置通風能力背亥，同時還設(shè)置可燃有害氣體檢測和報警裝置秒际，現(xiàn)場設(shè)計個人防護面具和呼吸器等安全裝備；THF 回收裝置采取全敞開式混凝土框架結(jié)構(gòu)狡汉，使有害氣體不易積聚娄徊。PBAT 作為性能良好的環(huán)保材料，可以降低石油資源消耗盾戴，緩解“白色污染”寄锐，對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前全球 PBAT 市場需求旺盛尖啡，由于 PBAT 價格較高橄仆，而我國具備良好的原料生產(chǎn)條件。PBAT 產(chǎn)品主要用于出口衅斩，行業(yè)集中度高盆顾，潛在市場大，產(chǎn)業(yè)化前景好畏梆。

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日常生活中您宪，當人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時奠涌，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味宪巨、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異溜畅、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”捏卓，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種达皿。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)天吓。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上贿肩，華東理工大學化工學院趙玲教授領(lǐng)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峦椰。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦，這里有近千位化學化工醫(yī)藥專業(yè)的海內(nèi)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(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)展重點領(lǐng)域汰规，發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段汤功。隨著航天航空、國防溜哮、能源滔金、交通色解、包裝格郁、電器惊科、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱算灸、隔音忿族、絕緣锣笨、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)量大道批、增長量快错英、應用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一，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)域的熱點與難點隆豹。2016年椭岩，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(chǔ)材料技術(shù)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(shù)”獲準立項。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝璃赡，開展聚合物輕量化的應用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作判哥。據(jù)趙玲介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類碉考∫涛埃化學發(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)泡倍率等缺點豆励；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用夺荒，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良蒸，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全技扼。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災危險嫩痰、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端剿吻，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(shù)串纺，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)丽旅，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降纺棺、結(jié)晶行為改變等一系列變化榄笙，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物祷蝌，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制茅撞，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，可操作窗口窄米丘。因此剑令，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。為了攻克這一難題拄查，近年來吁津，華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院堕扶、浙江新恒泰腺毫、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系挣柬、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)化潮酒、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(gòu)建流場結(jié)構(gòu)實現(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)泡機制邪蛔，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)泡專用料急黎，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；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率侧到，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設(shè)備體積勃教；釜壓發(fā)泡、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計保證了均勻的壓力場匠抗、溫度場和速度場故源，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)。

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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應用價值：微孔發(fā)泡材料的韌性高汞贸、疲勞壽命長绳军、比強度高、熱穩(wěn)定性高矢腻、介電常數(shù)低门驾。除此之外還有質(zhì)輕、隔熱多柑、吸震奶是、隔音、價格低廉等特點竣灌。這是因為這種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細裂縫小得多的孔徑聂沙，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端，所以不會降低塑料的強度初嘹。因此及汉，在汽車、航天航空和其他各種運輸工具等領(lǐng)域有特殊的應用價值削樊。聚丙烯微孔發(fā)泡通過研究熔體流動速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)豁生，低熔體流動速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機械性能兔毒。日本Sumitom化學公司利用幾種熔體流動速率不同的聚合物共混發(fā)泡漫贞，制得了一種沖擊強度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材甸箱，這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間。聚丙烯微孔發(fā)泡材料成核劑改性聚丙烯材料：PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料迅脐，它的結(jié)晶速度較慢慢芍殖，容易形成尺寸較大的球晶，導致制品的光澤度和透明性差谴蔑，制品的外觀缺乏美感豌骏，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應用。利用成核劑改性聚丙烯隐锭，是一種制備透明度高窃躲，力學性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法，因此在聚丙烯的改性當中被廣泛應用钦睡。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性蒂窒，適量的成核劑和相應的分散劑能提高聚丙烯的透明性；且共聚PP的透明性比均聚PP好荞怒。張廣平等采用2洒琢，2-亞甲基-雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑褐桌，研究了成核劑對復合材料力學性能的影響衰抑。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分數(shù)為0.4%。此時荧嵌，復合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃呛踊，結(jié)晶度增加3%~6%，結(jié)晶速率顯著增加啦撮；材料的模量提高了20%~30%恋技，彎曲強度也提高了10%~20%。纖維增強聚丙烯材料：纖維增強聚丙烯復合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一逻族，尤其是在汽車用塑料中蜻底。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強作用，在塑料中纖維長度需要大于LC聘鳞，既零界長度薄辅，LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長度小于LC抠璃，其增強效果與一般的粉末填料區(qū)別不大站楚。例如，玻纖增強PP中搏嗡，玻璃纖維的零界長度為3.1 mm窿春；而在另外一種經(jīng)過化學改性的PP中拉一，LC可能降到0.9mm以下。對于普通的短玻纖增強塑料旧乞，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm蔚润，限制了制成品性能的提高。而在長玻纖增強塑料部件中尺栖，玻璃纖維的殘留長度可以達到3mm以上嫡纠，大大提高了制品的物理機械性能。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應用價值由于長纖維增強熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長延赌，它的沖擊強度比普通的纖維增強材料高了4倍左右除盏；比強度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高；此外挫以，這種材料的加工流動性好者蠕，制品外觀光亮、無塌坑等缺陷掐松，制品的成型收縮率也小踱侣。的研究成果表明，長玻纖增強聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時甩栈，LFG/PP的拉伸強度泻仙、彎曲強度和沖擊強度明顯高于SFG/PP。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比量没，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕玉转、翹曲和內(nèi)部殘余應力更少、尺寸穩(wěn)定性好殴蹄、成型周期短等一系列優(yōu)點究抓。目前，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應用為廣泛的工藝之一袭灯，具有操作簡單刺下、效率高、能夠生產(chǎn)復雜制件稽荧，且能耗少橘茉，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念姨丈，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求畅卓。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)生大量變形蟋恬，泡孔尺寸分布不均勻翁潘，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷歼争，制約了其力學性能的提高和外觀視覺拜马，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用渗勘。國家復合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置，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)泡行為的影響俩莽。研究發(fā)現(xiàn)旺坠，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，改善了泡孔的形態(tài)豹绪。實驗方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP价淌、發(fā)泡劑(AC)申眼、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瞒津。然后打開氣體反壓裝置，在型腔中分別注入固定的GCP為0括尸，0.2巷蚪，0.4，0.6濒翻，0.8 MPa的氣體屁柏，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡，冷卻后有送，取出PP發(fā)泡樣品淌喻。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達到值雀摘。隨著GCP從0增加至0.8 MPa裸删，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa，注射完成后阵赠，隨著氣體的排出涯塔，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮清蚀，熔體壓力逐漸趨于0 MPa匕荸。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力枷邪，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境榛搔。 GCP對泡孔質(zhì)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东揣，泡孔發(fā)生流動剪切變形践惑，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)很大的變形救斑，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象童本，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小脸候，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)穷娱。同時發(fā)現(xiàn)绑蔫，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小泵额，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變配深，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布嫁盲。當GCP達到0.8 MPa時篓叶，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)，此時整體泡孔的變形較小羞秤。這是因為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缸托，GCP值越大，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大瘾蛋，泡孔受到熔體的約束力大俐镐，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示哺哼∨迥ǎ可知，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%取董；隨著GCP的增大棍苹，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時茵汰，升高至26.7%枢里。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%经窖，這說明GCP可以減小泡孔變形層坡垫，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)計画侣，如下圖所示冰悠，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢配乱，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大溉卓，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泡孔變形度搬泥，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距桑寨，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)計忿檩，見圖c尉尾，隨著GCP的增加，當GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小燥透，但隨著GCP的進一步增大沙咏，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm辨图。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大，使得泡孔的成核臨界能壘升高肢藐，泡孔的成核速率下降故河，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長吆豹，因此熔體壓力越大鱼的，泡孔直徑越大。GCP提高了充模時的熔體壓力痘煤，有效地降低了泡孔的變形凑阶，且隨著GCP的升高，泡孔直徑增大速勇，泡孔密度下降晌砾，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變坎拐。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa烦磁，熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小哼勇，減小了泡孔受到的流動剪切力都伪。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%积担，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304陨晶，泡孔的平均長度增大。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌帝璧，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力先誉，提高了注塑充模階段的熔體壓力，使得臨界成核點后移的烁，泡孔的成核長大在充模后進行褐耳，進而改善了制品泡孔的形貌。