廣東專業(yè)超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

編者按：目前，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右衬以，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%缓艳。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應(yīng)用于儀表板看峻、電機(jī)支架郎任、座位板、空調(diào)風(fēng)罩备籽、門嵌飾板等內(nèi)外飾舶治。本文作者從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請人進(jìn)行分析分井，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考。標(biāo)題：微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化丙烯微孔發(fā)泡汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域霉猛，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一尺锚。目前，塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右惜浅，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%瘫辩。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應(yīng)用于儀表板坛悉、電機(jī)支架伐厌、座位板、空調(diào)風(fēng)罩裸影、門嵌飾板等內(nèi)外飾挣轨。該技術(shù)在20世紀(jì)80年代初被麻省理工學(xué)院提出，通常指孔徑小于10μm轩猩、泡孔密度大于109個(gè)/cm3的發(fā)泡材料卷扮，這種材料的孔密度非常高且為封閉泡孔，相對于其他發(fā)泡材料具有更好的剛性均践，在汽車零件等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用晤锹。本文中，筆者將從專利角度對微孔發(fā)泡技術(shù)的重點(diǎn)申請人進(jìn)行分析彤委，以期為行業(yè)企業(yè)提供參考鞭铆。外注重工藝技術(shù)保護(hù)筆者通過專利數(shù)據(jù)庫檢索后發(fā)現(xiàn)，截至目前焦影，全球共有4000多件與微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請衔彻，其中國外有1700余件，美國偷办、日本、德國三國的相關(guān)專利申請量居前三位澄港；國內(nèi)相關(guān)專利申請有2400多件椒涯，其中企業(yè)占1556件，其次是科研院所回梧，從申請人分布地區(qū)來看废岂，廣東、江蘇狱意、浙江等地的專利申請量較高湖苞。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)详囤，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)明專利财骨。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)和商品化推廣镐作，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)泡劑隆箩，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔该贾，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)。后來捌臊，Trexel公司基于MuCell技術(shù)提交相關(guān)專利申請共有33件杨蛋，涉及微孔發(fā)泡工藝以及發(fā)泡設(shè)備結(jié)構(gòu)的研發(fā)，旨在提高超臨界流體在聚合物中的溶解性以及控制超臨界流體的流量理澎。為提高發(fā)泡劑超臨界流體的溶解性逞力，Trexel公司通過加入液壓系統(tǒng)、設(shè)置旋轉(zhuǎn)擠壓系統(tǒng)以及在加熱工作缸內(nèi)安裝旋轉(zhuǎn)的螺旋件等方法改進(jìn)糠爬；在超臨界流體計(jì)量控制上寇荧，Trexel公司給出了在入口閥和出口閥之間設(shè)置儲(chǔ)料缸控制發(fā)泡劑計(jì)量、螺桿上添加超臨界流體的計(jì)量泵等解決手段秩铆⊙馔ぃ基于MuCell工藝的加工成本可降低10%至20%，減少材料消耗并縮短成型周期殴玛，成為汽車輕量化的優(yōu)良解決方案捅膘。Demag Ergotech公司在微孔發(fā)泡技術(shù)方面也申請了較多專利，其早的相關(guān)專利申請是在1995年滚粟，申請的25件相關(guān)專利均為螺桿等機(jī)械結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進(jìn)寻仗，其專利的商品化產(chǎn)品為Ergocell微孔發(fā)泡技術(shù)。該技術(shù)的核心是設(shè)置了氣體計(jì)量與混合模塊凡壤，使熔體/氣體混合物的均化過程獨(dú)立于塑化過程署尤，獲得的制品具有較低的內(nèi)應(yīng)力，消除了翹曲和縮痕亚侠，較適用于汽車內(nèi)飾曹体。阿博格公司是全球領(lǐng)先的注塑機(jī)制造商，其在2015年公開了Profoam發(fā)泡技術(shù)硝烂，該技術(shù)工藝簡單箕别，采用液體發(fā)泡劑，通過密封螺桿加料段來使料斗和塑化裝置之間形成壓力腔滞谢，從而使發(fā)泡劑在壓力下引入串稀。該技術(shù)主要適用于纖維增強(qiáng)發(fā)泡材料，制得的發(fā)泡塑件多能減重30%狮杨。阿博格公司的專利申請量不多母截，主要涉及注塑機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中具有顆粒鎖結(jié)構(gòu)的注塑機(jī)是Profoam發(fā)泡工藝的關(guān)鍵技術(shù)橄教。筆者認(rèn)為清寇，Trexel喘漏、Demag Ergotech等國外企業(yè)掌握了微孔發(fā)泡工藝的核心技術(shù)，國內(nèi)企業(yè)在使用相關(guān)技術(shù)時(shí)必然面臨較高的專利許可費(fèi)用颗管。國內(nèi)注重原料技術(shù)研發(fā)在國內(nèi)專利申請人中陷遮，南京聚隆科技股份有限公司（下稱聚隆科技）和會(huì)通新材料股份有限公司（下稱會(huì)通新材料）的相關(guān)專利申請量多，這兩個(gè)申請人都是以微孔發(fā)泡材料的原料研發(fā)為主垦江，涉及的技術(shù)均為通過原料選擇來提高發(fā)泡材料的熔體強(qiáng)度和流動(dòng)性帽馋，以獲得泡孔均勻、外觀優(yōu)良的微孔發(fā)泡產(chǎn)品比吭。

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當(dāng)前绽族，作為制約人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源受到更大程度的保護(hù)，水污染治理也得到了高度的重視衩藤。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)吧慢，對環(huán)境和人體有很大危害，因此要開發(fā)綜合利用赏表，采取科學(xué)的凈化措施才可排放检诗，化害為利。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)瓢剿。研究表明逢慌，造成水污染的污染物中，重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位间狂，一些重金屬對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅攻泼。尤其是化工廢水中有些含有如氰、酚鉴象、砷忙菠、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)纺弊，以及無機(jī)酸牛欢、堿類等刺激性、腐蝕性的物質(zhì)淆游，在一定的濃度下對生物和微生物產(chǎn)生毒性影響傍睹。環(huán)境中的銅離子很容易通過食物鏈進(jìn)入人體中，會(huì)引起頭痛稽犁、呼吸困難、引起血管內(nèi)溶血骚亿、損傷神經(jīng)系統(tǒng)已亥，對人體健康造成嚴(yán)重的威脅。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害来屠，發(fā)泡材料因特有的吸附過濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標(biāo)用材虑椎。在工業(yè)污水處理工程中震鹉，聚乙烯醇（PVA）是常用的高分子聚合物，其具有良好的水溶性捆姜、黏附性传趾、機(jī)械性能和穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于紡織泥技、食品和醫(yī)藥等行業(yè)浆兰。近些年來，聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料多被用到工業(yè)污水和城市廢水處理的研究應(yīng)用中珊豹。在有關(guān)公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中簸呈，多以聚乙烯醇為原料，配以甲醛店茶、淀粉蜕便、半纖維素、竹炭贩幻、聚丙烯酸轿腺、生物炭、海泡石丛楚、水滑石族壳、坡縷石水等聚合物，再經(jīng)發(fā)泡處理制備鸯檬。不僅具有強(qiáng)吸水性决侈，而且能夠通過吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污⌒瘢可以有效處理工業(yè)廢水中的各種有害物質(zhì)（生物毒性或致癌性）赖歌，為社會(huì)倡導(dǎo)的高效、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案功茴。針對污水處理的實(shí)際需求庐冯，本文僅限于對幾種公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹，如淀粉基坎穿、碳納米管改性的水凝膠展父、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖玲昧、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料栖茉。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 。該類發(fā)泡材料主要由包含半纖維素和海泡石的材料制備而成孵延。利用半纖維素增強(qiáng)吕漂、增韌的作用，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能尘应，將半纖維素和海泡石穿插于聚乙烯醇與淀粉形成的水凝膠材料中惶凝，再經(jīng)發(fā)泡處理而成吼虎。具有比表面積大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固苍鲜，過濾分離和吸附效率好思灰，同時(shí)具有優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能，能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬混滔，并有脫除異味和脫色的效果洒疚，適用于污水處理技術(shù)。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行吸附遍坟。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積拳亿，其高吸附能力和很高的表面活性，使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑愿伴。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料肺魁，是利用腐殖酸和海泡石的增強(qiáng)作用，將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇隔节、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中鹅经，形成對重金屬離子吸附效率好、吸附量大怎诫，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固瘾晃、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料。試驗(yàn)表明幻妓，凈化去污能力好蹦误，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水，同時(shí)還可以處理工業(yè)廢水肉津，如電鍍强胰、紡織、印染妹沙、化工偶洋、制藥等工業(yè)排放的廢水，特別是不易生物處理的廢水距糖，并且可以回收廢水中的貴金屬玄窝、稀有金屬等。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體悍引，適用于需要?dú)⒕膱龊隙髦＞垡蚁┐伎s甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解，容易對周圍環(huán)境造成污染趣斤。天然高分子材料對生物無毒俩块，傳質(zhì)性能好，但強(qiáng)度低，厭氧條件下易被微生物分解典阵，壽命短。合成高分子材料強(qiáng)度高镊逝，化學(xué)穩(wěn)定性好壮啊，但傳質(zhì)性能差。因此撑蒜，將天然高分子材料秸稈纖維和合成高分子材料聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料——聚乙烯醇縮甲醛（PVFM）發(fā)泡材料用來處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能歹啼。又能擁有強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)座菠。該實(shí)驗(yàn)中采用機(jī)械打泡法和化學(xué)發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復(fù)率性狸眼，對廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力，穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上浴滴，氨氮去除效果可達(dá)96%以上拓萌。因此也可作為污水處理的潛在方案。圖源：河北科技大學(xué) 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進(jìn)一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案升略。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)微王，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性，以及生物相容性品嚣。被用作清潔材料炕倘、過濾材料、吸收劑和功能性的吸附材料翰撑。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物罩旋，能通過整合作用或離子交換除去廢水中的金屬離子和燃料等有害物質(zhì)。通過這兩種材料制備的聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料含有一定量的氨基眶诈，且孔徑較大涨醋，接觸面積較大，克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對重金屬離子吸附速率較慢的缺點(diǎn)册养。實(shí)驗(yàn)表明东帅，聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料吸附金屬離子后可以在幾分鐘內(nèi)快速解吸附，經(jīng)過5次循環(huán)之后球拦，對 Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對良好的吸附能力靠闭。可見是一種能用于污水處理的理想吸附劑坎炼。該方法操作方便愧膀，吸附后處理簡單，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法谣光。圖源：高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（四川大學(xué)） 我國大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高檩淋，出水中仍含有較多的污染物質(zhì)，進(jìn)入水體后會(huì)造成水體富營養(yǎng)化，對環(huán)境造成一定的影響蟀悦。填料的性能直接決定污染物去除率媚朦，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小、掛膜困難日戈、生物量比較少且生物膜易脫落询张，處理效率不高等問題。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料浙炼，可以作為污水處理填料應(yīng)用份氧，比表面積大，掛膜快弯屈，具有良好的親水性親生物性蜗帜，表面生物量大且種類豐富，污泥量少不堵塞资厉，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢厅缺，在污水處理廠提標(biāo)改造及改擴(kuò)建領(lǐng)域具有重大意義。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料 圖源：浙江工業(yè)大學(xué)相較于傳統(tǒng)的技術(shù)宴偿，如將聚合物吸附填料直接共混于樹脂中店归，或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑，研究新型的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料成為污水處理綠色發(fā)展的重要方向酪我。國內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟消痛，并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用，對解決工業(yè)污水處理都哭、建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做了應(yīng)有之義秩伞。目前，針對聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用欺矫，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究纱新，制作材料技術(shù)、裝備和價(jià)格也具有普惠性和實(shí)用性穆趴，但仍需要在今后的實(shí)際工業(yè)污水處理中對材料的性能進(jìn)行規(guī)牧嘲化驗(yàn)證和優(yōu)化。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱未妹、隔音簿废、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能，近年來被廣泛應(yīng)用在包裝络它、建 筑族檬、汽車等行業(yè)。PP 在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降化戳，低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)单料，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注扫尖。文中從制備工藝白对、發(fā)泡裝備、性能改進(jìn)换怖、表征方法等方面綜述了近年來國內(nèi)外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動(dòng)態(tài)躏结，并對該領(lǐng)域 今后的研究方向進(jìn)行了展望。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕狰域、抗沖緩震、 耐腐蝕黄橘、隔熱隔音等優(yōu)良的特性兆览，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性塞关，發(fā)泡珠粒均勻的尺寸與穩(wěn)定的發(fā)泡倍率使其非 常適合模塑成型抬探，可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品。 早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的珠粒發(fā)泡產(chǎn)品是聚苯乙烯 發(fā)泡珠粒(EPS)帆赢，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)小压。其中，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE椰于，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS怠益，此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異瘾婿，是非常環(huán)保的材料蜻牢，因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝、建筑偏陪、汽車等行業(yè)抢呆，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視笛谦，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝抱虐、裝備、性能改進(jìn)以 及表征手段等方面介紹了近年來 EPP 的研究進(jìn)展與 動(dòng)態(tài)饥脑。聚丙烯微孔發(fā)泡 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機(jī)理 PP 珠粒發(fā)泡的機(jī)理為過飽和氣體法恳邀。如 Fig. 1 所示，注入的發(fā)泡劑在高溫或高壓環(huán)境下溶解在聚合 物熔體中形成飽和的均相體系灶轰，然后通過快速卸壓或 者溫度驟升造成熱力學(xué)的不穩(wěn)定來形成過飽和體系轩娶， 這個(gè)階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離，氣泡開始成核并大量生長框往，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒鳄抒。聚丙烯發(fā)泡珠粒的生產(chǎn)方法 目前工業(yè)化生產(chǎn) EPP 的工藝有 2 種:一種是以日 本的 JSP 株式會(huì)社與 Kaneka 公司為代表的反應(yīng)釜 法，反應(yīng)釜法也是目前應(yīng)用廣泛的 EPP 的工業(yè)化生 產(chǎn)工藝;另 一 種 是 以 德 國 Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝，相對于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言许溅，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛瓤鼻。反應(yīng)釜法: 反應(yīng)釜法是將 PP 顆粒與助劑混合 造粒后放入反應(yīng)釜中，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高贤重，在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時(shí)間后 打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒茬祷。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同，又可分為無水法與有水法 2 種:前 者的反應(yīng)釜中不加入液體的分散介質(zhì)并蝗，PP 顆粒會(huì)堆積 在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個(gè)顆粒中祭犯，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解，釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中滚停，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中沃粗，所需壓力約2 ～ 6 MPa。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制键畴、發(fā)泡倍率高最盅、泡孔結(jié)構(gòu) 好、可二次發(fā)泡起惕，缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高涡贱。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn) 密度低于 0. 045 g /cm3 、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP惹想。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中问词， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度，保溫一段時(shí)間后再升溫到 發(fā)泡溫度嘀粱，繼續(xù)保溫一段時(shí)間戏售，打開高壓釜放出分散體 到大氣中，放出物料的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫?保持在放出物料前的壓力草穆。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌灌灾、離心分離后在空氣中靜置老化，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝悲柱。改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善 EPP 的 性 能锋喜。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備了 EPP，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模豌鸡，卸壓時(shí) PP 通過排料口模進(jìn)入 收集裝置中嘿般，實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響涯冠。結(jié)果 表明炉奴，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少， 增加飽和壓力會(huì)提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比蛇更，密度降 低;而增加口模的長度則會(huì)減小其體積膨脹比瞻赶，密度增 加赛糟。 國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室 用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜 與收集釜砸逊，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒璧南。 如何拓寬 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間以及壓縮釜壓發(fā)泡 流程的時(shí)間也是研究的重點(diǎn)方向。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑师逸，用 Fig． 3 中的無水法發(fā)泡裝置制備了 小泡孔直徑 為 9. 55 μm司倚，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP。其工藝改進(jìn)在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變篓像，恒溫一段時(shí)間后再放 出珠粒進(jìn)行冷卻动知，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃，工藝 流程時(shí)間約為 2. 5 h反應(yīng)釜法重要的工藝在于要使發(fā)泡劑能充分 溶解到 PP 顆粒中员辩，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度盒粮、壓力以及保壓時(shí)間等，適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時(shí)間與增 大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解屈暗。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用脂男，探索新的生產(chǎn)工藝條件和生產(chǎn)裝備來降低其成本 是今后研究所需解決的問題养叛。擠出法: 擠出法生產(chǎn) EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個(gè)水下切粒裝置，如 Fig. 4 ［14］宰翅。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機(jī)均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡弃甥，發(fā)泡的材料通過水下切粒裝置被切割定型成尺寸均一的發(fā)泡珠粒。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)汁讼、效率高淆攻、珠粒尺寸均勻，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制嘿架，此外由于 PP 在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)幾 乎不流動(dòng)瓶珊，而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后，熔體強(qiáng)度又急劇下降耸彪，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )伞芹，擠 出法對 PP 的熔體強(qiáng)度要求較高，一般要用改性的熔 體強(qiáng)度較高的 PP蝉娜，這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展唱较。 德國 Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產(chǎn)線是目前比較成熟的擠出法生產(chǎn)發(fā)泡珠粒的工藝。 采用丁烷作發(fā)泡劑召川，高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原 料南缓，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍，直徑為3 ～ 5 mm荧呐，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 汉形。 在 PP 中加入無機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度纸镊， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)，從 而 改 進(jìn) EPP 的 性 能获雕。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑薄腻，用單螺桿擠 出發(fā)泡加入了納米粘土的均聚線性聚丙烯( LPP)，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍届案，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料庵楷。實(shí)驗(yàn)表明，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強(qiáng)度楣颠，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度尽纽，還 能夠增加氣泡成核點(diǎn)，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核童漩，從而得到泡 孔密度弄贿、體積膨脹比都較大的 EPP。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比矫膨，雙階 擠出系統(tǒng)能夠使 PP 與發(fā)泡劑得到更好的塑化與混 合差凹，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度，缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高侧馅。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)危尿，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% ， 3% 馁痴，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP谊娇，研究表 明，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系罗晕，此外 終的泡孔密度與發(fā)泡倍率會(huì)隨著釋壓速率的增大而 增加济欢。另外，隨著 CO2 注入量的增加小渊，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加法褥，但泡孔密度則是先增大后減小。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)酬屉、高效的生產(chǎn)工藝挖胃，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向。目前需要解決的問題在 與開發(fā)適用于擠出發(fā)泡的低成本高熔體強(qiáng)度的 PP梆惯，此 外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2 的應(yīng)用也是今后的發(fā) 展方向酱鸭，超臨界流體發(fā)泡劑的高溶解性可以縮短聚合物/氣體體系的飽和時(shí)間，增加成核密度垛吗，得到微孔的 發(fā)泡材料凹髓。其中超臨界 CO2 的實(shí)現(xiàn)條件(t c = 30. 98 ℃ pc = 7. 4 MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界 流體發(fā)泡劑，此外其還具有無毒怯屉、不易燃蔚舀、化學(xué)惰性等 優(yōu)點(diǎn)饵沧，近年來受到了廣泛的關(guān)注，是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇赌躺。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同狼牺，對性能的要求 也不同，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能礼患，建筑 材料則需要良好的隔音是钥、隔熱性能，而汽車部件則需要 更好的剛性等缅叠，通常需要對 EPP 的性能進(jìn)行改進(jìn)來適 應(yīng)不同的需求悄泥。改進(jìn) EPP 性能的方法有 2 種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工 藝，二是對 PP 原料進(jìn)行改性肤粱。前者主要是通過改進(jìn) 生產(chǎn)中的工藝流程弹囚、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進(jìn) EPP 的性能，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與 形態(tài)领曼，有利于得到泡孔直徑更小鸥鹉、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品，但由于對材料本身的改變不大庶骄，所以對 EPP 力學(xué) 性能的改善作用有限;而后者則是通過改性 PP 原料 進(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能毁渗，PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)、物理共混瓢姻、熔融支化等祝蝠，通過對原料的改 性音诈，不但能夠提高其熔體強(qiáng)度幻碱、降低其發(fā)泡難度、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)细溅，同時(shí)也能有目的地改進(jìn) EPP 的力學(xué) 性能褥傍，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性喇聊、改善其緩沖性 能恍风，日本 Kaneka 公司改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力誓篱，其次是 將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時(shí)使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加朋贬，避免了顆粒在管道中粘 結(jié)，此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進(jìn)一 步膨脹窜骄，后者會(huì)使顆粒的冷卻速率變緩锦募，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性邻遏。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 糠亩，發(fā)泡倍率為30 ～ 60虐骑， 閉孔含量為 90% ，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP赎线。將 PP 與無機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法廷没，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響，納米碳酸鈣的比表面積大垂寥，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用颠黎，從而使 EPP 的泡孔密度增 大，泡孔直徑減小;但同時(shí)也會(huì)使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄矫废。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)盏缤、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP蓖扑。實(shí)驗(yàn) 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結(jié)構(gòu)從而增 強(qiáng)線性聚丙烯的熔體強(qiáng)度唉铜，對比而言，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好律杠，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好潭流。

廣東專業(yè)超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

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”柜去，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種灰嫉。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)性突破嗓奢，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)讼撒。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類」傻ⅲ化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留根盒、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，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^高物蝙，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全炎滞。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)诬乞，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)册赛，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震嫉、結(jié)晶行為改變等一系列變化森瘪，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)晶聚合物票堵，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制扼睬，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，可操作窗口窄换衬。因此痰驱，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证芭。為了攻克這一難題，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通担映、中石化北化院废士、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位蝇完，在合適物料體系官硝、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短蜕，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)新氢架。趙玲介紹，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡朋魔，既可突破結(jié)晶的制約岖研，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【欤基于這一發(fā)泡機(jī)制孙援，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/添加劑扇雕。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率拓售，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、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)镶奉，保證了均勻的壓力場础淤、溫度場和速度場，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)哨苛。利用上述創(chuàng)新技術(shù)鸽凶，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套移国、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置吱瘩，生產(chǎn)效率提高25%道伟，成品率提高到99%以上迹缀，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元蜜徽、利稅1.09億元祝懂。此外，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件拘鞋、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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新型微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料（簡稱MPP）砚蓬，大家都在找惠州東銘新能源材料股份有限公司，10多年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)盆色，口碑好灰蛙，廣東地區(qū)實(shí)力生產(chǎn)廠家祟剔。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)力摩梧、完善的產(chǎn)品認(rèn)證體系(包括國內(nèi)外)物延、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，能夠?yàn)樾履茉串a(chǎn)業(yè)的客戶提供完善的解決方案仅父！微孔發(fā)泡聚丙-烯-材料MPP的特點(diǎn)及優(yōu)勢：聚丙烯微孔發(fā)泡 (1)同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下叛薯，由于泡孔尺寸較小，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小笙纤。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料耗溜，更加降低制品重量和體積。(2)由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控省容，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材抖拴，而片材表面不會(huì)穿孔，可應(yīng)用于微電子器件的包裝腥椒。(3)由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在城舞，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率寞酿。(4)微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流家夺，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)伐弹。(5)輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用拉馋。(6)同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極-佳-的表面保護(hù)性能惨好，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域煌茴。