江蘇靠譜UMFPP定制

近年來綜合性能優(yōu)異奏篙、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(zhǎng)速度快的品種迫淹。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)秘通，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)敛熬。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類肺稀。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留应民、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)臭氧層有破壞作用话原，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，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全诲锹。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑繁仁，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)，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)归园，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)黄虱、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化庸诱，可以制備微孔甚至納米泡孔材料捻浦。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物晤揣，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朱灿，可操作窗口窄昧识。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母剥。為了攻克這一難題滞诺，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院环疼、浙江新恒泰习霹、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系炫隶、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)化淋叶、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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新伪阶。趙玲介紹煞檩，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約栅贴，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型斟湃。基于這一發(fā)泡機(jī)制檐薯，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)泡專用料凝赛，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)泡倍率坛缕，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)泡墓猎、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(chǎng)赚楚、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)毙沾，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)宠页，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)泡裝置左胞，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置举户，生產(chǎn)效率提高25%烤宙，成品率提高到99%以上，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)敛摘，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元乳愉。此外兄淫，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件屯远、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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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代捕虽，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件慨丐。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史，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)志泄私，塑料飾件的大量應(yīng)用房揭，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度晌端。PP以密度小捅暴、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的s耐熱性能咧纠、耐化學(xué)藥品腐蝕性蓬痒、剛性、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)用漆羔。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢(shì)梧奢。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長(zhǎng)、投資巨大演痒、技術(shù)要求高亲轨，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)，所以對(duì)現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛鸟顺、更有效惦蚊、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性诊沪。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體养筒，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限端姚，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上晕粪，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力渐裸，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小巫湘、平直度高，沒有縮水昏鹃，尺寸穩(wěn)定尚氛，成型視窗大等特點(diǎn)，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨(dú)具優(yōu)勢(shì)洞渤，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向阅嘶。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑讯柔，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多抡蛙，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車魂迄、工程機(jī)械車占20% 粗截，客車、商務(wù)車占35% 捣炬。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料熊昌。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車湿酸，不僅增加了制造成本婿屹，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稿械，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源选泻，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下美莫，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡页眯，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ，但目前國內(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 厢呵。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡窝撵、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)外飾件襟铭，如車身門板碌奉、尾門、風(fēng)道等寒砖；擠出微發(fā)泡適用于密封條赐劣、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等哩都。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 魁兼，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 漠嵌，鎖模力降低約20% 咐汞，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性儒鹿，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)30%的節(jié)能化撕，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活约炎。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能植阴，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件掠手，有利于汽車的輕量化热芹。福特微發(fā)泡發(fā)動(dòng)機(jī)罩：采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)在零件成型過程中充入氣泡，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)惨撇，既節(jié)約了塑材，又減輕了重量府寒，而且不會(huì)影響零件的任何性能魁衙。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX、Grand C-MAX株搔、S-MAX剖淀、蒙迪歐和Galaxy等。綜上所述纤房，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛纵隔，但需要注意：1. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗(yàn)證的技術(shù)、有廣范的市場(chǎng)炮姨、但在中國應(yīng)用尚新捌刮。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少、更省料的產(chǎn)品設(shè)計(jì))舒岸。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機(jī)——高端應(yīng)用和節(jié)省成本绅作。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品。

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國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營(yíng)企業(yè)加速?zèng)_擊蛾派，有如洪水俄认。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%，中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%洪乍，東華能源眯杏、中景石化、寶豐能源壳澳、紹興三圓岂贩、巨正源等民營(yíng)企業(yè)強(qiáng)勢(shì)來攻。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂钾埂，薄壁注塑料緊隨其后河闰，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品褥紫，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)姜性，成為天津石化創(chuàng)效利器。T5015M產(chǎn)品在透明度髓考、加工成型部念、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒、沙拉碗儡炼、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)妓湘。下一步，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝乌询、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域榜贴，不斷擴(kuò)大中高端材料市場(chǎng)份額。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N妹田，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場(chǎng)“健康美麗新風(fēng)尚”營(yíng)銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營(yíng)銷案例之后唬党，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列，滿足用戶個(gè)性化需求的又一創(chuàng)新鬼佣。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤(rùn)驶拱，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加，正成為“新貴”晶衷。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會(huì)”演講報(bào)告：《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應(yīng)用》近年來蓝纲，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯晌纫、汽車部件税迷、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多[3]锹漱。筆者介紹熱成型基本原理及特點(diǎn)翁狐、國內(nèi)熱成型包裝市場(chǎng)概況、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況凌蔬。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子露懒，如奶茶杯、冷飲杯砂心、快餐杯等懈词，主要用于快餐店、奶茶店辩诞、果凍制品廠等坎弯。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主，部分冷飲采用PET 材質(zhì)译暂。杯子主要以透明材質(zhì)為主抠忘，季節(jié)性較強(qiáng)，主要用PP原料生產(chǎn)外永。.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品崎脉。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒伯顶。這都對(duì)樹脂原料提出了更高要求囚灼。PET骆膝，PS 不耐高溫。PP 耐熱性能較好灶体，價(jià)格低廉阅签，易得，所以成為原料蝎抽。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形政钟，且市場(chǎng)上無針對(duì)熱成型的專用料，客戶采用T30S 添加助劑改性樟结，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定锥涕、制品成難等問題。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030狭吼，具有耐熱溫度高，成型方便殖妇，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式刁笙。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋、餐盒蓋谦趣、杯蓋等疲吸，主要用于快餐店、奶茶店前鹅、蛋糕店等.蓋子以透明為主摘悴，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干舰绘、薯片蹂喻、花生、餃子捂寿、湯圓的包裝口四，外面還會(huì)有一層包裝，主要使用于速食品廠秦陋。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主蔓彩，另外還有乳白色等。一般餃子驳概、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右赤嚼，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)，常溫下使用的零食托盤以PET顺又，PS 和PP 為主更卒，廠家根據(jù)喜好及價(jià)格選擇。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品稚照。綜上可見逞壁，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍流济，樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求，如加工性能腌闯、力學(xué)性能绳瘟、光學(xué)性能等，同時(shí)加工設(shè)備的改進(jìn)提升姿骏，也會(huì)對(duì)樹脂性能提出更高的要求糖声，二者相互促進(jìn)，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品分瘦。熱成型食品包裝用PP特點(diǎn)及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射蘸泻、擠出、吹塑之后嘲玫，又一重要的加工方式悦施，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對(duì)這一市場(chǎng)提供了多個(gè)商業(yè)化的PP 牌號(hào)。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號(hào)去团。國外熱成型專用料多為均聚物抡诞，透明無規(guī)共聚物較少，且部分牌號(hào)進(jìn)口周期長(zhǎng)土陪，國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料昼汗。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主，隨成型機(jī)工藝的進(jìn)步[21]鬼雀，片材寬度日益提高顷窒，寬可達(dá)1 000 mm 以上，因此對(duì)片材的抗熔垂能力提出更高要求源哩。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD)[22] 以提高片材耐熔垂性能鞋吉，但此方式將帶來混料不均、制品透明性受限等問題励烦。國內(nèi)熱成型行業(yè)對(duì)具有高性能坯辩、超高透明度的PP 原料需求日益迫切。

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發(fā)泡材料品種眾多崩侠，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料漆魔。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料、橡膠却音、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料改抡，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝系瓢。一阿纤、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，所以對(duì)模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名夷陋。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后欠拾，被冠以“M”胰锌，定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP藐窄，幾乎是我國獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP资昧。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)的不同荆忍，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)泡劑格带，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍刹枉，且非常環(huán)保叽唱。具體的制造方法是，先采用混煉微宝、壓延棺亭、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)中的模具中蟋软，合上模具镶摘。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)附近钟鸵，與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2，在充分浸漬PP板材后涤躲，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度棺耍，迅速釋放壓機(jī)的壓力，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫种樱，即得到MPP發(fā)泡板材蒙袍。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(duì)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)燃燒嫩挤。但不足點(diǎn)也是比較明確的害幅，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)岂昭，且效率較低以现，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。二约啊、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝邑遏，即在高壓釜中，在一定時(shí)間內(nèi)恰矩，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)小粒料之中记盒，然后冷卻體系溫度至室溫，即得到可發(fā)性珠粒外傅。使用時(shí)纪吮，先在一定的發(fā)泡溫度下俩檬，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)性珠粒碾盟。在制備制品時(shí)棚辽，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱、減壓巷疼，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合晚胡，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型嚼沿。由于都是采用物理發(fā)泡劑估盘，因而發(fā)泡倍率較大。三骡尽、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)的不同位置遣妥，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攀细、發(fā)泡箫踩、冷卻，制成板材谭贪、片材甚至管材等境钟。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俭识，并在口模處瞬間泄壓慨削、發(fā)泡、冷卻套媚、形成發(fā)泡材料缚态，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力，故而對(duì)塑料的熔體強(qiáng)度要求很高堤瘤，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強(qiáng)的應(yīng)變硬化的性能玫芦，因此發(fā)泡難度較大。四本辐、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對(duì)較晚的一種發(fā)泡材料桥帆，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。當(dāng)今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品慎皱，甚至于發(fā)泡并非是主要目的环葵，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形，特別是在托盤宝冕，支架等大型制品的注塑中张遭。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)的加工工藝地梨、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材菊卷，使其在高表面要求缔恳、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢(shì)，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件洁闰。