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塑料化工研究發(fā)展至今，已合成出上千種高分子材料谓苟，其中具有工業(yè)價(jià)值的僅百余種官脓，塑料常用的樹脂原料90%以上集中在五大通用樹脂（PE、PP涝焙、PVC卑笨、PS、ABS）仑撞，目前再繼續(xù)合成大批新的高分子材料難度很大赤兴，既不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)。在聚乙烯隧哮、聚丙烯塑料改性是目前高分子材料未來發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域桶良，龍樸君整理了這部分的相關(guān)信息，供大家參考沮翔。深入研究聚合物組成陨帆、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有的塑料進(jìn)行改性，以制造適用的塑料新材料疲牵，已成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑之一岸浑，全球的改性塑料行業(yè)也因此在近年內(nèi)獲得了長足的發(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)上瑰步，通過物理矢洲、化學(xué)、機(jī)械等方式缩焦，經(jīng)過填充读虏、共混、增強(qiáng)等加工方法袁滥，改善塑料的性能或增加功能盖桥，對塑料的阻燃性、強(qiáng)度题翻、抗沖擊性揩徊、韌性等機(jī)械性能得到改善和提高，使得塑料能適用在特殊的電嵌赠、磁塑荒、光、熱等環(huán)境條件下姜挺。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)齿税，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程中。如塑料的外觀炊豪、透明性凌箕、密度、精度词渤、加工性牵舱、機(jī)械性能、化學(xué)性能缺虐、電磁性能芜壁、耐腐蝕性能、耐老化性志笼、耐磨性沿盅、硬度、熱性能纫溃、阻燃性腰涧、阻隔性等方面。為了降低塑料制品的成本紊浩、改善性能窖铡、提高功能疗锐，都離不開塑料改性技術(shù)。如何進(jìn)行聚乙烯的改性费彼？1滑臊、不同密度的聚乙烯的共混改性由于市場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)展箍铲。根據(jù)不同的吹塑中空制品的性能要求雇卷，可以通過調(diào)整低、高密度聚乙烯在配方中的不同比例來滿足要求颠猴。一般說來关划，小型制品、要求較軟的制品翘瓮、盛放化學(xué)藥品贮折、洗滌劑之類的容器，低密度聚乙烯的比例應(yīng)該高些资盅，高密度聚乙烯的比例應(yīng)該低些调榄。當(dāng)然，并不是所有的低呵扛、高密度聚乙烯都能用于吹塑中空制品每庆，應(yīng)該從市場上選擇能用于吹塑的塑料材料，并通過改進(jìn)配方設(shè)計(jì)择份，使制品的性能價(jià)格比達(dá)到優(yōu)扣孟。2烫堤、不同分子量的高密度聚乙烯共混改性對于同為高密度聚乙烯材料來說荣赶，即使同為可用于吹塑成型的，可能在密度上相差無幾鸽斟，但從分子量上來說拔创，差別可能較大。樹脂牌號手冊上一般對材料的分子量都沒有標(biāo)出富蓄，而從融體指數(shù)上大致可以看出剩燥。在擠出吹塑中空制品時(shí)，隨著所用吹塑級的分子量的提高立倍，熔體強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)提高灭红，同時(shí)制品的機(jī)械性能也會(huì)提高。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)口注，當(dāng)分子量提高到一定程度后变擒，熔體強(qiáng)度和擠出速率反而有下降的趨勢。出現(xiàn)這種情況后寝志，對制品的正常生產(chǎn)將造成不同程度的負(fù)面影響娇斑，有時(shí)甚至?xí)l(fā)安全事故策添。制品加工時(shí)，出現(xiàn)分子量提高毫缆，熔體強(qiáng)度和擠出速率下降的情況唯竹，這與擠出機(jī)螺桿和進(jìn)料段設(shè)計(jì)有較大的關(guān)系。雖然在設(shè)備上改進(jìn)可以取得較為明顯的效果苦丁，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)備改造的投資浸颓。將不同分子量、不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的聚乙烯按比例共混旺拉，對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猾愿。將它用于擠出吹塑, 往往容易收到較好的效果。從制品的化學(xué)性能账阻，機(jī)械性能及生產(chǎn)中的各項(xiàng)工藝性出發(fā)蒂秘，可以比較自由的設(shè)計(jì)出各種不同的配方，來滿足各種不同的要求淘太，往往還可達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的姻僧。3、不同品種塑料的共混改性在工廠的現(xiàn)場生產(chǎn)當(dāng)中蒲牧，往往由于種種原因的限制撇贺，還會(huì)有許多不同的要求。比如說采用一些分子量較低的材料來代替分子量較高的塑料原料冰抢，不但是市場供應(yīng)狀況的限制松嘶，還有可能是制造成本的要求，比如挎扰，在HDPE中加人一定量的PP翠订，就能有效的改善的剛性，而且不會(huì)影響的沖擊強(qiáng)度遵倦。加入的比例需要根據(jù)產(chǎn)品的要求來確定尽超。4、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù)在加工塑料制品時(shí)梧躺，適當(dāng)?shù)募尤敫鞣N不同的填充劑似谁，不但可以提高塑料制品的剛度和硬度，同時(shí)也可以大幅度的降低原料成本掠哥。單就降低成本這點(diǎn)出發(fā)巩踏，對許多附加值低的產(chǎn)品來說，就值得作深入的研究续搀。就近幾年來塑料制品加工廠填充改性的情況來看塞琼，技術(shù)層次普遍較低。

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發(fā)泡材料品種眾多目代，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料屈梁。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料嗤练、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料在讶，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料煞抬。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一构哺、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型革答，所以對模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后曙强，被冠以“M”残拐，定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP碟嘴，幾乎是我國獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP溪食。其制造工藝是以壓機(jī)做為發(fā)泡的關(guān)鍵設(shè)備，原理上與傳統(tǒng)的模壓發(fā)泡沒有本質(zhì)的不同娜扇，關(guān)鍵的區(qū)別在于發(fā)泡劑不是傳統(tǒng)的AC化學(xué)發(fā)泡劑错沃，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍雀瓢，且非常環(huán)保枢析。具體的制造方法是，先采用混煉刃麸、壓延醒叁、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機(jī)中的模具中泊业，合上模具把沼。加熱壓機(jī)的上下模板，將PP板材的溫度上升至PP的熔點(diǎn)附近脱吱，與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2智政，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度箱蝠，迅速釋放壓機(jī)的壓力，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫垦垂，即得到MPP發(fā)泡板材宦搬。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點(diǎn)在于：在固體形態(tài)下浸漬;對PP熔體強(qiáng)度要求較低;發(fā)泡過程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細(xì)、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會(huì)燃燒劫拗。但不足點(diǎn)也是比較明確的间校，如：浸漬速度慢;必須經(jīng)歷制成薄板的預(yù)加工工藝過程;受聚丙烯結(jié)晶度的影響很大;靠壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，不僅不連續(xù)页慷，且效率較低憔足，難以大規(guī)模工業(yè)化;應(yīng)用領(lǐng)域不十分明確;在發(fā)泡PP中屬于制造成本較高的工藝胁附。二、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝滓彰，即在高壓釜中控妻，在一定時(shí)間內(nèi)，通過高壓將物理發(fā)泡劑在預(yù)定溫度下浸漬進(jìn)入基體樹脂的細(xì)小粒料之中揭绑，然后冷卻體系溫度至室溫弓候，即得到可發(fā)性珠粒。使用時(shí)他匪，先在一定的發(fā)泡溫度下菇存，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下，得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒邦蜜。在制備制品時(shí)依鸥，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱、減壓悼沈，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合毕籽，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型井辆。由于都是采用物理發(fā)泡劑关筒，因而發(fā)泡倍率較大。三杯缺、擠出發(fā)泡成型將塑料與發(fā)泡劑(物理或化學(xué))分別加入擠出機(jī)的不同位置蒸播，高壓下在擠出機(jī)中熔融形成均勻的溶液，然后在口模處突然泄壓萍肆、發(fā)泡袍榆、冷卻，制成板材塘揣、片材甚至管材等包雀。在擠出發(fā)泡過程中，發(fā)泡劑在高壓狀況下必須與塑料形成均勻的溶液亲铡，并在口模處瞬間泄壓才写、發(fā)泡、冷卻奖蔓、形成發(fā)泡材料赞草，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力，故而對塑料的熔體強(qiáng)度要求很高吆鹤，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強(qiáng)的應(yīng)變硬化的性能厨疙，因此發(fā)泡難度較大。四疑务、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對較晚的一種發(fā)泡材料沾凄，主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾梗醇。當(dāng)今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品，甚至于發(fā)泡并非是主要目的撒蟀，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形叙谨，特別是在托盤，支架等大型制品的注塑中牙肝。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)唉俗、精準(zhǔn)的加工工藝、特殊的螺桿組合及配混工藝研制的可微發(fā)泡改性PA6區(qū)別于普通可微發(fā)泡改性PA材配椭，使其在高表面要求虫溜、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件股缸。

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右衡楞，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%敦姻，廣泛應(yīng)用于儀表板瘾境、電機(jī)支架、座位板镰惦、空調(diào)風(fēng)罩迷守、門嵌飾板等內(nèi)外飾。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上旺入。讓汽車用上更多的塑料部件兑凿，還有很多功課可以開展。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請茵瘾，前三位為：美國礼华、日本、德國拗秘。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟圣絮、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利雕旨。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣扮匠，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑奸腺，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔餐禁，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域突照，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年氧吐，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點(diǎn)課題讹蘑。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)末盔。在高校方面，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請量上占有主要地位座慰，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組陨舱。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在專利申請方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系版仔。近期游盲，華東理工大學(xué)化工學(xué)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(qiáng)化”項(xiàng)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。北京化工大學(xué)教授蛮粮、教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民益缎，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長然想、教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲莺奔，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會(huì)”，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)变泄。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著令哟，對汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡妨蛹、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下屏富，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠蛙卤、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局狠半。汽車輕量化要求更高，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大表窘！在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求典予？有哪些新的技術(shù)研發(fā)？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會(huì)”開講乐严。

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年來綜合性能優(yōu)異瘤袖、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”，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種昂验。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)捂敌，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，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)既琴。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類占婉。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留甫恩、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臭氧層有破壞作用逆济，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^高，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑奖慌，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)抛虫，已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)，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)简僧、表面張力和黏度下降建椰、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岛马。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物棉姐，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啦逆，可操作窗口窄伞矩。因，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蹦浦。為了攻克這一難題扭吁，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院盲镶、浙江新恒泰侥袜、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系溉贿、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)化枫吧、強(qiáng)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(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新宇色。趙玲介紹九杂，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約宣蠕，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型例隆。基于這一發(fā)泡機(jī)制抢蚀，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)泡專用料镀层，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。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率皿曲，氣泡成核和生長的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡唱逢、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屋休、溫度場和速度場坞古，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)劫樟，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)泡裝置痪枫，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套织堂、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%听怕，成品率提高到99%以上捧挺，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)虑绵，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元尿瞭、利稅1.09億元。此外翅睛，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件声搁、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。趙玲表示捕发，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)疏旨，除聚丙烯外，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)扎酷，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成檐涝。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾法挨、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域谁榜，還可滿足兒童玩具、食品凡纳、醫(yī)療窃植、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能荐糜，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域巷怜，如新能源汽車動(dòng)力電池墊片、5G通信微波中繼天線罩暴氏、高檔汽車音響振膜延塑、防彈衣背板等。