臺(tái)州靠譜MPP定制

發(fā)泡塑木復(fù)合材料是將塑料母粒散劫、木粉稚机、填料、發(fā)泡劑和各種助劑按一定比例混合获搏，于成型過程中在復(fù)合材料內(nèi)部引入泡孔而制成赖条。發(fā)泡劑在塑木共混物相體系中形成的氣體相可通過溶解氣體的分離、揮發(fā)性氣體的汽化或化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的釋放等途徑實(shí)現(xiàn)常熙。聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡塑木復(fù)合材料內(nèi)部良好的泡孔結(jié)構(gòu)有助于鈍化普通WPC中的裂紋尖端纬乍，阻止裂紋擴(kuò)展，因而可以克服普通塑木復(fù)合材料脆性較大裸卫、抗沖擊強(qiáng)度較小和材料伸長(zhǎng)率較低的缺點(diǎn)仿贬。另外，由于發(fā)泡塑木復(fù)合材料中含有大量泡孔墓贿，材料內(nèi)部空隙較大诅蝶，制備時(shí)所用樹脂量大大削減，相對(duì)節(jié)約了原料成本募壕，也有效降低了材料的密度（約為未發(fā)泡塑木復(fù)合材料的50%调炬，可達(dá)0.6～1.0g/cm3），材料的隔音舱馅、隔熱和緩沖效果也隨之提高缰泡。此外，因發(fā)泡材料自重輕，便于運(yùn)輸棘钞、施工和安裝缠借，有望成為物流包裝等行業(yè)所用木材及塑料的替代品。發(fā)泡塑木復(fù)合材料還是一種環(huán)保材料宜猜，原料來源廣（回收的二次纖維和廢舊塑料均可）泼返，制造成本低廉，其本身還可多次回收再利用姨拥，減少了塑料的使用量绅喉，降低了環(huán)境污染，也有益于保護(hù)森林資源叫乌。盡管目前國(guó)內(nèi)一些包裝材料制造商及研究單位在努力研發(fā)發(fā)泡型純植物纖維緩沖包裝材料柴罐，但相比較而言，F(xiàn)W－PC因集合了木材與塑料兩者之長(zhǎng)憨奸，因而仍在性能上更具優(yōu)勢(shì)革屠，如強(qiáng)度更高、耐水性能更好排宰、價(jià)格更低廉似芝、應(yīng)用范圍更廣。聚丙烯（PP）價(jià)格適中板甘，力學(xué)性能優(yōu)異党瓮，耐熱溫度相對(duì)較高。PP基發(fā)泡材料的發(fā)泡體系性能和發(fā)泡機(jī)理的相關(guān)研究比較深入虾啦，制備工藝已基本成熟麻诀。我國(guó)研究人員對(duì)聚丙烯基發(fā)泡塑木復(fù)合材料的研究較多痕寓，采用的木質(zhì)材料包括木粉傲醉、農(nóng)作物廢料和竹粉等，例如注塑法得到的發(fā)泡塑木復(fù)合材料微孔結(jié)構(gòu)及其增韌改性進(jìn)行研究呻率，采用自制的塑木粒料和發(fā)泡粒料（比例9：1）在注塑成型機(jī)上進(jìn)行成型硬毕，制備出具有不同微孔結(jié)構(gòu)的PP/木纖維復(fù)合材料。對(duì)材料綜合性能的測(cè)定結(jié)果表明：注射溫度為180℃礼仗、保壓壓力為10 ＭＰａ時(shí)吐咳，所得發(fā)泡塑木復(fù)合材料的微孔平均孔徑為53μｍ，微孔密度為2.8×106個(gè)/ｃｍ3元践，微孔為“蜂窩”狀形貌韭脊。與未發(fā)泡的塑木復(fù)合材料相比，密度降低22%单旁，沖擊韌性提高60%沪羔。材料中的微孔改變了裂紋擴(kuò)展方向，形成“臺(tái)階”象浑、“分叉”蔫饰，從而增加了裂紋的擴(kuò)展路徑琅豆，同時(shí)可使周圍基體變形時(shí)容易產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變。另經(jīng)研究對(duì)木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料制備工藝與材料性質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行研究篓吁，采用化學(xué)發(fā)泡法茫因，利用注塑成型制備得到孔徑更小的木纖維/PP復(fù)合微孔發(fā)泡材料。該項(xiàng)研究結(jié)果表明杖剪，添加木纖維使復(fù)合材料的力學(xué)性能顯著提高冻押，且材料的沖擊強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度高于未發(fā)泡材料，但后者的拉伸強(qiáng)度要高于木纖維/PP 復(fù)合微孔發(fā)泡材料摘盆；復(fù)合微孔發(fā)泡材料的密度隨木纖維摻量的增加而增大翼雀，但小于未發(fā)泡材料的密度，而且當(dāng)木纖維摻量提高時(shí)孩擂，泡孔直徑先減后增狼渊，木纖維摻量為5% 時(shí)，泡孔直徑小类垦，為20.5μｍ狈邑。有研究顯示制備發(fā)泡塑木復(fù)合材料的主要原料選定為秸稈粉和PP，通過調(diào)整偶氮二甲酰胺（AC）發(fā)泡劑與乙烯－醋酸乙烯高聚物（EEVA）的比例蚤认、偶聯(lián)劑的種類和含量擠出工藝條件參數(shù)研究發(fā)泡工藝米苹。結(jié)果表明：AC發(fā)泡劑含量為4份時(shí)，所得發(fā)泡材料密度小為0.95g/cm3砰琢，沖擊強(qiáng)度大為14.88KJ/m2蘸嘶；當(dāng)EVA含量在12％時(shí)，材料的密度達(dá)到小陪汽，為0.84g/cm3训唱，沖擊強(qiáng)度達(dá)到大，為11.4KJ/m2挚冤；偶聯(lián)劑（馬來酸酐接枝聚丙烯况增，MAH－ｇ－PP）為6份時(shí)，發(fā)泡材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)到大训挡，為11.56KJ/m2澳骤；制備發(fā)泡母粒時(shí)，擠出機(jī)螺桿溫度為150℃ 時(shí)澜薄，密度達(dá)到0.94g/cm3为肮，沖擊強(qiáng)度達(dá)到12.04KJ/m2。以竹粉和PP為原料采用注塑法制備了發(fā)泡塑木復(fù)合材料肤京。實(shí)驗(yàn)以乙烯辛烯共聚物（POE）和馬來酸酐接枝POE（POE－ｇ－MAH）作為復(fù)合材料的增韌劑颊艳。結(jié)果顯示：添加POE和POE－ｇ－MAH會(huì)略微降低材料拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，但可明顯提高材料的缺口沖擊強(qiáng)度，二者用量分別為15%和8%籽暇；采用8%POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度為8.55KJ/m2温治，提高了35.7%，可很好地應(yīng)用于汽車內(nèi)飾件戒悠。環(huán)境掃描電鏡（ESEM）測(cè)定結(jié)果顯示熬荆，增韌后的復(fù)合材料斷裂形式轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。動(dòng)態(tài)頻率掃描結(jié)果顯示绸狐，POOE對(duì)復(fù)合材料流變性能的影響較小卤恳，而POE－ｇ－MAH增韌的復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量和復(fù)數(shù)黏度明顯增大。

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摘要:采用不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性寒矿。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)突琳，其中凝膠含量約為10%，且凝膠的交聯(lián)點(diǎn)之間平均相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105符相。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比拆融，具有相近的剪切黏度和熔體流動(dòng)速率，但熔體彈性明顯增加啊终，且有應(yīng)變硬化行為镜豹，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此蓝牲，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能趟脂。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑，在不加入成核劑的條件下例衍，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料昔期。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此佛玄，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強(qiáng)度硼一，使氣泡核增長(zhǎng)時(shí)泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度:增加聚丙烯的相對(duì)分子質(zhì)量翎嫡，拓寬相對(duì)分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)欠动，引入長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)永乌。其中長(zhǎng)支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能惑申，但是會(huì)引起線型聚丙烯成核速率降低，在制備高泡孔密度的泡沫時(shí)翅雏，必須加入納米成核劑圈驼。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時(shí)，在沒有使用成核劑的條件下望几，均得到了高泡孔密度的泡沫材料绩脆。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能，但同時(shí)也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升，引起加工困難靴迫，并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用惕味，應(yīng)用上受到限制。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)玉锌，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下名挥，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度，并改善聚烯烴發(fā)泡性能主守。本文采用一種自制的不飽和聚酯對(duì)線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性禀倔，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且對(duì)形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征参淫，同時(shí)測(cè)試了改性聚丙烯的流變行為救湖。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對(duì)改性聚丙烯的發(fā)泡性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。聚丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對(duì)分子質(zhì)量(-Mw)=292050涎才，相對(duì)分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5鞋既，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%耍铜，苯乙烯(St):純度99%:上禾尉龋化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%，上海凌峰試劑廠业扒。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機(jī)Haake Ｒheocord90型:Thermo Scientific公司(德國(guó));ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國(guó));掃描電鏡:型-JSM-6360LV检吆，日本電子公司(日本)。1.2 實(shí)驗(yàn)過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1程储。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g蹭沛、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g章鲤，混合摊灭，加入密煉機(jī)中，170℃败徊，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下帚呼，熔融反應(yīng)6.0min。然后停止攪拌皱蹦，在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min煤杀。反應(yīng)過程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后沪哺，放入5gPP樣品沈自。關(guān)閉高壓釜，充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa辜妓。高壓釜在油浴中升溫至170℃枯途，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)忌怎。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa，保持30min后酪夷，迅速打開閥門泄壓榴啸，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3晚岭。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加插掂。為了比較2種PP剪切黏度的變化，通過Cross方程對(duì)兩曲線進(jìn)行擬合腥例。從Tab.1中可以看到辅甥，交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加，且熔體指數(shù)略有下降燎竖，這主要是因?yàn)槲⒔宦?lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)間的平均相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到了3.0×105璃弄，遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對(duì)分子質(zhì)量(5600)。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)构回，使得熔體松弛時(shí)間和熔體彈性增加夏块，所以改性后PP的特征松弛時(shí)間卻增加為原來的7.4倍。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46纤掸，剪切變稀行為有所減弱脐供。2.2儲(chǔ)能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論，在末端低頻率區(qū)域借跪，只有長(zhǎng)的松弛時(shí)間對(duì)熔體的低頻末端儲(chǔ)能模量有貢獻(xiàn)政己，所以儲(chǔ)能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示，改性后PP的儲(chǔ)能模量為未改性PP的2倍掏愁，儲(chǔ)能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87歇由，改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)。損耗角同樣對(duì)熔體彈性的改變很敏感果港。Fig.4(B)顯示沦泌，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升，而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩辛掠。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小谢谦，熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明萝衩，在臨界凝膠點(diǎn)回挽，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)欠气。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系厅各，鄭強(qiáng)等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象镜撩，并認(rèn)為是由于測(cè)試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生预柒。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時(shí)队塘，由于法向應(yīng)力差的的作用，呈現(xiàn)彈性行為宜鸯。通過比較法向應(yīng)力差憔古，可知聚合物熔體彈性的大小。采用定剪切速率掃描法來測(cè)試改性前后PP熔體彈性行為的改變淋袖。由Fig.5可以看到鸿市，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高，熔體彈性增強(qiáng)即碗。2.4 瞬時(shí)拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時(shí)拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時(shí)焰情，2種PP的瞬時(shí)拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線剥懒。由于拉伸應(yīng)變速率較大内舟，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動(dòng)區(qū)域前就已經(jīng)斷裂，且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生初橘。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為验游，瞬時(shí)拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線，大瞬時(shí)拉伸黏度是純PP的10倍保檐，達(dá)到5.6×105Pa·s耕蝉。交聯(lián)點(diǎn)之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對(duì)聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響夜只。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑垒在，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃扔亥、壓力15MPa爪膊。從Fig.7A中可以看到，純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔砸王，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)推盛。說明純PP的熔體強(qiáng)度不夠，無法支持發(fā)泡時(shí)氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力谦铃，在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)耘成，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示驹闰，改性PP發(fā)泡后瘪菌，可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個(gè)橫截面，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)嘹朗。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2师妙。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右，泡孔密度達(dá)到1.1×109cm－3屹培。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為默穴，不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度怔檩，同時(shí)熔體在承受拉伸應(yīng)力時(shí)，熔體形變變得均勻蓄诽，使得熔體不容易斷裂薛训，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時(shí)有很高的成核速率仑氛，具體原因尚需更多的研究乙埃。利用不飽和聚酯對(duì)線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯锯岖。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時(shí)介袜，沒有使剪切黏度劇烈增加，使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)出吹，保持了聚丙烯的加工性能米酬。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡，在不加入任何成核劑的條件下趋箩，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍赃额，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展叫确，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用跳芳，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒（低毒）、絕熱竹勉、隔音飞盆、絕緣、緩沖次乓、輕量化等性能吓歇，在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。隨著國(guó)民對(duì)于環(huán)保票腰、綠色城看、安全、舒適要求愈加苛刻杏慰，對(duì)環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃测柠、可（完全）降解、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧缘滥，成為國(guó)內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)轰胁。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學(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)目斬獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國(guó)外公司的壟斷朝扼，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用赃阀，包括新能源汽車動(dòng)力電池墊片等等，引領(lǐng)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用擎颖。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點(diǎn)發(fā)泡材料具有較好防震緩沖榛斯、隔音观游、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材肖抱、汽車減震备典、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等异旧。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料意述，如地板、頂棚吮蛹、方向盤荤崇、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料，這種材料耐候性能較差潮针，易燃且燃燒過程中釋放大量對(duì)人體有害的有毒氣體术荤。隨著國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著，對(duì)汽車輕量化提出了更高要求每篷。特別是在車市持續(xù)萎靡瓣戚、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向焦读。整車廠子库、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動(dòng)汽車的技術(shù)關(guān)鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術(shù)及安全性能矗晃。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果仑嗅，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題。在暴雨张症、淺灘仓技、霧霾等極端條件下，為滿足汽車行駛過程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求俗他，特斯拉等美國(guó)車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動(dòng)力電池上脖捻。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量、提升安全性兆衅，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個(gè)電芯郭变，可在一定時(shí)間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用涯保，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動(dòng)力電池PACK包上的應(yīng)用推廣诉濒。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下，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)域夕春，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一未荒。2018年，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)課題及志。日常生活中片排，當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具寨腔、家具用品等塑料制品時(shí)，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味率寡、綠色環(huán)保迫卢，近年來綜合性能優(yōu)異、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”冶共，日益受到熱捧乾蛤，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種。聚丙烯作為產(chǎn)量大捅僵、增長(zhǎng)量快家卖、應(yīng)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(diǎn)與難點(diǎn)庙楚。其中上荡，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)。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年馒闷，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)酪捡。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝，開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作纳账。據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹逛薇，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類∪恚化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留金刁、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)臭氧層有破壞作用议薪，已逐漸被禁止和限制使用尤蛮；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高或價(jià)格昂貴，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全斯议。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候产捞、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端哼御，超臨界流體坯临，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)，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)恋昼，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)看靠、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化液肌，可以制備微孔甚至納米泡孔材料挟炬。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，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)品谤祖；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔婿滓，可操作窗口窄。因此粥喜，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凸主。了攻克這一難題，近年來额湘，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通卿吐、中石化北化院、浙江新恒泰缩挑、鎮(zhèn)海煉化等單位但两，在合適物料體系鬓梅、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)化供置、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”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)：根據(jù)在低于其流動(dòng)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(jī)制绽快，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)泡專用料芥丧，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)泡倍率坊罢，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積续担；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)保證了均勻的壓力場(chǎng)活孩、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)物遇，成功實(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)。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)憾儒，項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置询兴，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造；新建了4套起趾、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置诗舰，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上训裆；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)眶根；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億，利稅1.09億边琉。隨著應(yīng)用市場(chǎng)快速開拓属百，2019年共推廣新建了13套裝置，市場(chǎng)占有率高和競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)变姨。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件族扰、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，“國(guó)外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為别伏√阒裕”科技查新表明，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平厘肮，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國(guó)內(nèi)外新穎性愧口。

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發(fā)泡材料品種眾多，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料类茂。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料耍属、橡膠、彈性體)為基礎(chǔ)而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料巩检，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料厚骗。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一兢哭、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型领舰，所以對(duì)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)出來后迟螺，被冠以“M”冲秽，定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP矩父，幾乎是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的一種發(fā)泡PP锉桑。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)的不同窍株，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)泡劑民轴，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達(dá)20多倍球订，且非常環(huán)保后裸。具體的制造方法是，先采用混煉辙售、壓延轻抱、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)中的模具中旦部，合上模具祈搜。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)附近士八，與此同時(shí)從不同方位向模具中注入超臨界CO2容燕，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度婚度，迅速釋放壓機(jī)的壓力蘸秘，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫，即得到MPP發(fā)泡板材。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)醋虏、均勻;材料力學(xué)性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會(huì)燃燒寻咒。但不足點(diǎn)也是比較明確的，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)颈嚼，不僅不連續(xù)毛秘，且效率較低，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阻课。二叫挟、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝，即在高壓釜中限煞，在一定時(shí)間內(nèi)抹恳，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，然后冷卻體系溫度至室溫署驻，即得到可發(fā)性珠粒奋献。使用時(shí)，先在一定的發(fā)泡溫度下硕舆，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預(yù)發(fā)泡一下秽荞，得到綠豆大小預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒骤公。在制備制品時(shí)抚官，將預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱、減壓阶捆，使預(yù)發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進(jìn)一步膨脹并相融合凌节，形成預(yù)定形狀的發(fā)泡材料，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型洒试。由于都是采用物理發(fā)泡劑倍奢，因而發(fā)泡倍率較大。三垒棋、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)的不同位置卒煞，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叼架、發(fā)泡畔裕、冷卻，制成板材乖订、片材甚至管材等扮饶。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乍构，并在口模處瞬間泄壓甜无、發(fā)泡、冷卻、形成發(fā)泡材料岂丘，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力陵究，故而對(duì)塑料的熔體強(qiáng)度要求很高，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強(qiáng)的應(yīng)變硬化的性能奥帘，因此發(fā)泡難度較大畔乙。四、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)泡材料翩概，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牲距。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)泡并非是主要目的钥庇，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形牍鞠，特別是在托盤，支架等大型制品的注塑中评姨。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設(shè)計(jì)难述、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材吐句，使其在高表面要求胁后、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)泡汽車注塑件嗦枢。

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日常生活中攀芯，當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)文虏，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味侣诺、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異氧秘、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”年鸳，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種丸相。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)搔确。在5月19日召開的上海市科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，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)目斬獲科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)灭忠。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦膳算，這里有近千位化學(xué)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(diǎn)領(lǐng)域布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國(guó)新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段更舞。隨著航天航空畦幢、國(guó)防、能源缆蝉、交通宇葱、包裝瘦真、電器、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展黍瞧，對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱诸尽、隔音、絕緣印颤、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切您机。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長(zhǎng)量快年局、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一际看，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(diǎn)與難點(diǎn)。2016年矢否，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)仲闽。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝，開展聚合物輕量化的應(yīng)用基礎(chǔ)—共性技術(shù)—產(chǎn)業(yè)化示范的“一條鏈?zhǔn)健毖邪l(fā)工作僵朗。據(jù)趙玲介紹赖欣，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類⊙槊恚化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留顶吮、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)臭氧層有破壞作用粪薛，已逐漸被禁止和限制使用悴了；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高或價(jià)格昂貴，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全汗菜。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候让禀、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端陨界，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)痛阻，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)菌瘪，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降阱当、結(jié)晶行為改變等一系列變化俏扩，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物弊添，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制录淡，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油坝，可操作窗口窄嫉戚。因此刨裆，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。為了攻克這一難題彬檀，近年來帆啃，華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院窍帝、浙江新恒泰努潘、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系坤学、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)化疯坤、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”等三大技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)：根據(jù)在低于其流動(dòng)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(jī)制深浮，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)泡專用料贴膘，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)泡倍率略号，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積刑峡；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)保證了均勻的壓力場(chǎng)玄柠、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)突梦，成功實(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)。