廣州靠譜PP微孔發(fā)泡定制

日常生活中，當人們購買兒童玩具报咳、家具用品等塑料制品時侠讯，都會十分在意其材質是否無毒無味、綠色環(huán)保暑刃，近年來綜合性能優(yōu)異厢漩、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”，日益受到熱捧岩臣，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種溜嗜。超臨界CO2（二氧化碳）發(fā)泡聚合物技術是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關鍵核心技術。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上架谎，華東理工大學化工學院趙玲教授領銜的“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炸宵。跳轉閱讀→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)展重點領域布局綠色制造新技術輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領域谷扣，發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段土全。隨著航天航空、國防会涎、能源裹匙、交通、包裝在塔、電器幻件、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱蛔溃、隔音、絕緣篱蝇、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切贺待。聚丙烯作為產量大、增長量快零截、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一麸塞，其高品質發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領域的熱點與難點。2016年涧衙，由華東理工大學牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎材料技術提升與產業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術”獲準立項哪工。該項目所聚焦的正是運用綠色高效發(fā)泡工藝，開展聚合物輕量化的應用基礎—共性技術—產業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作弧哎。據(jù)趙玲介紹雁比，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類〕纺郏化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留偎捎、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點；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茴她；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寻拂，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候丈牢、火災危險祭钉、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體己沛，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術朴皆，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物后會引起熔點泛粹、表面張力和粘度下降遂铡、結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晶姊。聚丙烯是結晶聚合物扒接，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制，很難制備高發(fā)泡倍率產品们衙；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔钾怔，可操作窗口窄。因此蒙挑，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宗侦。為了攻克這一難題，近年來忆蚀，華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通矾利、中石化北化院、浙江新恒泰馋袜、鎮(zhèn)海煉化等單位男旗，在合適物料體系、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)化欣鳖、強化和工程化等系列工作察皇，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)化構建流場結構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機制，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)泡專用料泽台，以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑什荣；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積怀酷；釜壓發(fā)泡稻爬、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場胰坟，成功實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔發(fā)泡材料的規(guī)模制造和柔性生產因篇。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比泞辐，微孔發(fā)泡注塑制品具有質量更輕、翹曲和內部殘余應力更少竞滓、尺寸穩(wěn)定性好咐吼、成型周期短等一系列優(yōu)點。目前商佑，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術中應用為廣泛的工藝之一锯茄，具有操作簡單、效率高茶没、能夠生產復雜制件肌幽，且能耗少，符合節(jié)約材料抓半，降低成本這一發(fā)展理念喂急，滿足發(fā)泡產品市場化的需求。然而笛求，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內部泡孔易發(fā)生大量變形廊移，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕探入、銀紋等缺陷狡孔，制約了其力學性能的提高和外觀視覺，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應用蜂嗽。國家復合改性聚合物材料工程技術研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置苗膝，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。研究發(fā)現(xiàn)植旧，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辱揭，改善了泡孔的形態(tài)。實驗方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP隆嗅、發(fā)泡劑(AC)界阁、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。然后打開氣體反壓裝置胖喳，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2贮竟，0.4丽焊，0.6，0.8 MPa的氣體咕别，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡技健，冷卻后，取出PP發(fā)泡樣品惰拱。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后雌贱，熔體壓力瞬間達到值。隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa欣孤，注射完成后馋没，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降降传，隨著冷卻收縮篷朵，熔體壓力逐漸趨于0 MPa。由此可知婆排，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力声旺，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境。 GCP對泡孔質量的影響在沒有施加氣體反壓時段只，由于熔體流動速率遠大于泡孔的膨脹速率腮猖，泡孔發(fā)生流動剪切變形，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赞枕，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形澈缺，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象，泡孔形貌極不規(guī)則鹦赎，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小谍椅，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時發(fā)現(xiàn)古话，隨著GCP的增大雏吭，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小，熔體內部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉變陪踩，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大杖们，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布。當GCP達到0.8 MPa時肩狂，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)摘完，此時整體泡孔的變形較小。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傻谁，GCP值越大孝治，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大，泡孔受到熔體的約束力大审磁，泡孔不易發(fā)生變形谈飒。GCP對泡孔結構參數(shù)的影響GCP對泡孔結構參數(shù)的影響如下圖所示√伲可知杭措，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%；隨著GCP的增大钾恢，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高手素，GCP為0.8 MPa時鸳址，升高至26.7%。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泉懦，從63.7%下降到45.4%稿黍，這說明GCP可以減小泡孔變形層，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍祠斧。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計闻察，如下圖所示，泡孔的平均長度隨著GCP的增加琢锋，整體呈現(xiàn)減小的趨勢辕漂，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小吴超，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度钉嘹，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小鲸阻。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計跋涣，見圖c，隨著GCP的增加鸟悴，當GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小陈辱，但隨著GCP的進一步增大，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm细诸。這是因為GCP的增大使得熔體的壓力也隨之增大沛贪，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降震贵，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱利赋，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長，因此熔體壓力越大猩系，泡孔直徑越大媚送。GCP提高了充模時的熔體壓力，有效地降低了泡孔的變形寇甸，且隨著GCP的升高塘偎，泡孔直徑增大，泡孔密度下降拿霉，發(fā)泡材料的質量減少整體趨于不變式塌。結論隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa友浸，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小，減小了泡孔受到的流動剪切力偏窝。隨著GCP的增大收恢，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%武学，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304，泡孔的平均長度增大伦意。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌火窒，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力，提高了注塑充模階段的熔體壓力驮肉，使得臨界成核點后移熏矿，泡孔的成核長大在充模后進行，進而改善了制品泡孔的形貌离钝。

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聚丙烯(PP)樹脂具有原料來源豐富票编、質量輕、性價比優(yōu)越以及優(yōu)良的耐熱性卵渴、耐化學腐蝕性慧域、易于回收等特點，是世界上應用廣浪读、產量增長快的樹脂之一昔榴。聚丙烯微孔發(fā)泡注塑發(fā)泡聚丙烯（Expanded Injection PP，EIPP）是減重注塑技術中新的技術碘橘。其主要原理是在注塑材料中添加發(fā)泡劑互订，當材料填滿型腔后，模具打開一定的距離（1～3mm）痘拆，形成一個具有兩側致密表皮和微孔發(fā)泡芯部的產品仰禽。EIPP成型零件的優(yōu)點1. 比普通同等壁厚零件減重約20% ，能大幅降低材料成本错负。2. 內應力和翹曲變形較小坟瓢，尺寸穩(wěn)定性高。3. 表面致密犹撒，可進行噴漆折联、涂層等處理。4. 絕熱识颊、吸聲诚镰、緩沖性較好。EIPP技術的典型應用目前主要的應用是汽車內飾件祥款，如門板清笨。目前國內國外均有投產。影響EIPP成型質量主要因素PP配方用注塑的方法刃跛，想做出非常好的發(fā)泡效果抠艾，采用純PP原料是很困難的。由于PP的結晶性桨昙，適合發(fā)泡的窗口很窄检号，所以要做適當?shù)母男噪缜浮Ｅ浞街行枰m當添加各種組份，如增韌劑齐苛、填料翘盖、成核劑、穩(wěn)定劑等等凹蜂。既要增加PP材料的熔體強度馍驯，又要保證耐熱、耐候玛痊、耐氣熏汰瘫、耐劃傷的基本要求，同時防止發(fā)粘卿啡、氣味和VOC等吟吝。模具設計EIPP 工藝由于需要在薄壁型腔內完成高速填充和發(fā)泡工藝，很容易出現(xiàn)表面缺陷颈娜，常見的問題包括：流痕剑逃、凹陷、銀紋官辽、氣泡蛹磺、拉斷等等。這些都需要精心的模具設計同仆。通過改變熔體流動路徑萤捆，改變加強筋的位置，調整皮紋的樣式等多種方式俗批，來獲得的注射效果俗或。注塑工藝、穩(wěn)定的注塑機臺對制品質量至關重要岁忘。一般來說辛慰，發(fā)泡劑需要自動稱量，自動輸送到螺桿干像。模具中的充氣量由壓力傳感器控制帅腌。壓力若控制不好，表面的發(fā)泡劑會在流動過程中自行發(fā)泡麻汰，造成表面銀紋速客。為保證材料注塑溫度的穩(wěn)定，注塑機螺桿和模具熱流道經(jīng)過溫控平衡五鲫。同樣地溺职，模具溫度也必須控制嚴格。綜上所述，注塑發(fā)泡是一個系統(tǒng)工程辅愿，只有將配方智亮、模具設計和注塑工藝等幾個方面要有機的結合起來，才能做出好的EIPP產品点待。

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說到一次性容器你是不是認為紙比塑料更環(huán)保呢？這可不一定弃舒，塑料具有重量輕癞埠，不易受水和陽光影響的特點，適合制作容器聋呢，但也因為這樣的特點使得塑料不易被大自然分解苗踪，容易造成大量垃圾，因此后來出現(xiàn)紙質容器削锰，但紙質容器也不是沒有缺點通铲，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大。首先因為紙張?zhí)焐滤鞣罚龅剿蜁浕幔瑳]辦法單獨承裝液體，因此市面上常見的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜蛹稍，所以摸起來感覺滑滑的吧黄。但這種復合材質的設計就會造成回收的難題，紙加塑料淋膜的設計當被送到回收廠時唆姐，如果沒有特殊技術是無法將紙與塑料淋膜分離拗慨，不能分離就無法重新回收材料再利用，而被放在自然環(huán)境中也因為是復合材料很難被分解奉芦，所以紙杯基本上只能焚燒赵抢。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質越單一越容易回收再利用，現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點声功，耐熱烦却，抗腐蝕又安全，還可以在微波爐內加熱减噪，只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理短绸，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器，并且材質單一只要回收方式正確就能再利用筹裕。發(fā)泡技術是塑料在擠出醋闭，吹塑等加工過程中為了減輕產品的重量，將二氧化碳或氮氣注入到特殊的塑化裝置中朝卒，使氣體與原料充分混合证逻，讓塑料產生反應形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程，利用發(fā)泡技術生產出來的產品具有輕量化抗斤，緩沖吸震囚企，吸音丈咐，保溫等特點，廣泛應用于包裝龙宏，建筑建材等行業(yè)棵逊。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術的發(fā)展已有幾十年的歷史了，在20世紀20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木银酗，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的辆影，從那以后的三十年內幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術制成泡沫塑料。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后黍特，人們對這種微孔新型塑料日益感興趣蛙讥，并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)可以分為兩種灭衷。一種是物理發(fā)泡劑次慢，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳，氮氣翔曲，氨氣等氣體迫像，并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學反應，而且在氣態(tài)時在塑料中的擴散速度會低于在空氣中的擴散速度部默。另一種是化學發(fā)泡劑侵蒙，它是一種當受熱后就會釋放如氮氣，二氧化碳等的物質傅蹂，釋放氣體的速度能夠控制纷闺，化學發(fā)泡劑一般有碳酸銨，碳酸氫鈉等份蝴。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法犁功，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中，再經(jīng)過降壓釋放出氣體婚夫，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔浸卦，這種發(fā)泡法由于成本較低，發(fā)泡后對不會留下殘余物案糙，并且對發(fā)泡塑料性能不會改變限嫌。另一種是化學發(fā)泡法，這種是利用化學方法產生氣體來使塑料發(fā)泡时捌，是對加入塑料中的化學發(fā)泡劑進行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡怒医，還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學反應釋放出氣體而進行發(fā)泡。 后一種是機械發(fā)泡奢讨，使用機械攪拌的方法使氣體混入材料中稚叹，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后，發(fā)泡劑的分子就會在塑料中形成很多微小氣泡（氣泡核）扒袖，隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加塞茅，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大，隨著塑料產品的成型后溫度和壓力開始降低季率，氣泡也會停止增長并且慢慢成型野瘦，這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔。所以不管采用什么發(fā)泡工藝蚀同，使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核缅刽，氣泡核膨脹，氣泡固化成型這個過程蠢络。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產品中常用的就是發(fā)泡膜，也就是我們常說的珍珠棉迟蜜，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點刹孔，如防震，防潮娜睛，韌性好等髓霞，來看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來的。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯畦戒，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合方库，通過管道將其吸入到擠出機入料口，同時在擠出機中還要加入發(fā)泡劑障斋。在擠出機中需要加溫讓原料熔化纵潦，再通過噴淋冷卻降溫以達到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡，然后從機頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜垃环。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開邀层，展平后收成卷，這樣就可切割后包裝產品了遂庄。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機在上面印上需要的圖案或者文字寥院。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀，后通過機器壓封成包裝袋涛目，這樣就可以用于包裝產品了秸谢。塑料通過發(fā)泡技術能讓其內部形成氣泡，能讓生產出來的產品更加輕便霹肝，還能起到包裝保護的功能估蹄，現(xiàn)在科學家研究出了一種氣泡金屬，也具有這樣的性能阿迈，它就像金屬的氣泡包裝材料元媚。這種復合氣泡金屬是通過空心金屬周圍熔化鋁材來制造的，它是一種新型復合材料并不是普通的金屬，它比合金鋼要輕70%刊棕，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量炭晒，具備防輻射，防彈甥角，防火的能力网严，在遭遇壓力時其內部的氣泡能起到緩沖保護的作用，也許將來我們就能用到這種氣泡金屬嗤无。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高震束，怎么提高可持續(xù)性以及提升效率，推動材料和能源消耗的下降当犯，以及材料性能的提升垢村，成本降低，有些可以通過輕量化實現(xiàn)嚎卫，而發(fā)泡技術就是輕量化未來發(fā)展的方向嘉栓。那些用于包裝，汽車拓诸，建筑和日用消費品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡侵佃，輕量化結構在發(fā)展，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎原材料使用奠支，各種利用發(fā)泡技術制造出來的塑料產品在我們生活中的使用將越來越廣泛馋辈。