臺(tái)州專(zhuān)業(yè)微孔發(fā)泡材料定制
發(fā)布時(shí)間:2022-04-22 01:23:31臺(tái)州專(zhuān)業(yè)微孔發(fā)泡材料定制
當(dāng)前洒琢,作為制約人類(lèi)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褐桌。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)衰抑,對(duì)環(huán)境和人體有很大危害,因此要開(kāi)發(fā)綜合利用荧嵌,采取科學(xué)的凈化措施才可排放呛踊,化害為利。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)啦撮。研究表明谭网,造成水污染的污染物中,重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位赃春,一些重金屬對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅愉择。尤其是化工廢水中有些含有如氰、酚织中、砷锥涕、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)抠璃,以及無(wú)機(jī)酸站楚、堿類(lèi)等刺激性、腐蝕性的物質(zhì)搏嗡,在一定的濃度下對(duì)生物和微生物產(chǎn)生毒性影響窿春。環(huán)境中的銅離子很容易通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體中,會(huì)引起頭痛采盒、呼吸困難旧乞、引起血管內(nèi)溶血、損傷神經(jīng)系統(tǒng)磅氨,對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的威脅尺栖。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,發(fā)泡材料因特有的吸附過(guò)濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標(biāo)用材烦租。在工業(yè)污水處理工程中延赌,聚乙烯醇(PVA)是常用的高分子聚合物,其具有良好的水溶性叉橱、黏附性挫以、機(jī)械性能和穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于紡織窃祝、食品和醫(yī)藥等行業(yè)掐松。近些年來(lái),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。在有關(guān)公開(kāi)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中大磺,多以聚乙烯醇為原料抡句,配以甲醛、淀粉杠愧、半纖維素待榔、竹炭、聚丙烯酸殴蹄、生物炭究抓、海泡石、水滑石袭灯、坡縷石水等聚合物刺下,再經(jīng)發(fā)泡處理制備。不僅具有強(qiáng)吸水性稽荧,而且能夠通過(guò)吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污橘茉。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)姨丈,為社會(huì)倡導(dǎo)的高效畅卓、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案。針對(duì)污水處理的實(shí)際需求蟋恬,本文僅限于對(duì)幾種公開(kāi)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類(lèi)型做有關(guān)介紹翁潘,如淀粉基、碳納米管改性的水凝膠歼争、聚乙烯醇縮甲醛拜马、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料沐绒。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 俩莽。該類(lèi)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。利用半纖維素增強(qiáng)乔遮、增韌的作用扮超,以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能,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蹋肮,再經(jīng)發(fā)泡處理而成出刷。具有比表面積大,結(jié)構(gòu)穩(wěn)固坯辩,過(guò)濾分離和吸附效率好馁龟,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濒翻,并有脫除異味和脫色的效果,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(duì)工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行吸附有送。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積淌喻,其高吸附能力和很高的表面活性,使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑雀摘。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料裸删,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阵赠、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中涯塔,形成對(duì)重金屬離子吸附效率好、吸附量大清蚀,而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固匕荸、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料。試驗(yàn)表明枷邪,凈化去污能力好榛搔,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)廢水东揣,如電鍍践惑、紡織、印染嘶卧、化工尔觉、制藥等工業(yè)排放的廢水,特別是不易生物處理的廢水芥吟,并且可以回收廢水中的貴金屬侦铜、稀有金屬等。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體运沦,適用于需要?dú)⒕膱?chǎng)合泵额。聚乙烯醇縮甲醛海綿 傳統(tǒng)的污水處理材料很多不可降解,容易對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染携添。天然高分子材料對(duì)生物無(wú)毒嫁盲,傳質(zhì)性能好,但強(qiáng)度低烈掠,厭氧條件下易被微生物分解羞秤,壽命短。合成高分子材料強(qiáng)度高左敌,化學(xué)穩(wěn)定性好瘾蛋,但傳質(zhì)性能差。因此矫限,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(lái)處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能哺哼。又能擁有強(qiáng)度高佩抹、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。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)率性取董,對(duì)廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力棍苹,穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上,氨氮去除效果可達(dá)96%以上茵汰。因此也可作為污水處理的潛在方案枢里。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。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)蹂午,較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性栏豺,以及生物相容性。被用作清潔材料豆胸、過(guò)濾材料奥洼、吸收劑和功能性的吸附材料。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物配乱,能通過(guò)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)溉卓。通過(guò)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,且孔徑較大搬泥,接觸面積較大桑寨,克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對(duì)重金屬離子吸附速率較慢的缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明忿檩,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)快速解吸附尉尾,經(jīng)過(guò)5次循環(huán)之后,對(duì) Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對(duì)良好的吸附能力燥透∩秤剑可見(jiàn)是一種能用于污水處理的理想吸附劑。該方法操作方便班套,吸附后處理簡(jiǎn)單肢藐,豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法。圖源:高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(四川大學(xué)) 我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高吱韭,出水中仍含有較多的污染物質(zhì)吆豹,進(jìn)入水體后會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,對(duì)環(huán)境造成一定的影響理盆。填料的性能直接決定污染物去除率痘煤,傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小、掛膜困難猿规、生物量比較少且生物膜易脫落衷快,處理效率不高等問(wèn)題。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料姨俩,可以作為污水處理填料應(yīng)用蘸拔,比表面積大师郑,掛膜快,具有良好的親水性親生物性调窍,表面生物量大且種類(lèi)豐富呕乎,污泥量少不堵塞,與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢(shì)陨晶,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)帝璧,如將聚合物吸附填料直接共混于樹(shù)脂中先誉,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)展的重要方向的烁。國(guó)內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟褐耳,并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用,對(duì)解決工業(yè)污水處理渴庆、建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做了應(yīng)有之義铃芦。目前,針對(duì)聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用襟雷,各大專(zhuān)業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究刃滓,制作材料技術(shù)、裝備和價(jià)格也具有普惠性和實(shí)用性耸弄,但仍需要在今后的實(shí)際工業(yè)污水處理中對(duì)材料的性能進(jìn)行規(guī)倪只ⅲ化驗(yàn)證和優(yōu)化。
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說(shuō)到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢计呈?這可不一定砰诵,塑料具有重量輕,不易受水和陽(yáng)光影響的特點(diǎn)捌显,適合制作容器茁彭,但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解,容易造成大量垃圾扶歪,因此后來(lái)出現(xiàn)紙質(zhì)容器理肺,但紙質(zhì)容器也不是沒(méi)有缺點(diǎn),甚至與傳統(tǒng)塑料相比問(wèn)題還更大击罪。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤艹埃龅剿蜁?huì)軟化,沒(méi)辦法單獨(dú)承裝液體媳禁,因此市面上常見(jiàn)的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜眠副,所以摸起來(lái)感覺(jué)滑滑的。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會(huì)造成回收的難題竣稽,紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí)囱怕,如果沒(méi)有特殊技術(shù)是無(wú)法將紙與塑料淋膜分離霍弹,不能分離就無(wú)法重新回收材料再利用,而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解娃弓,所以紙杯基本上只能焚燒典格。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說(shuō)材質(zhì)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(diǎn)台丛,耐熱耍缴,抗腐蝕又安全,還可以在微波爐內(nèi)加熱挽霉,只要經(jīng)過(guò)發(fā)泡加工處理防嗡,成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器,并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用侠坎。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出蚁趁,吹塑等加工過(guò)程中為了減輕產(chǎn)品的重量,將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中实胸,使氣體與原料充分混合他嫡,讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過(guò)程,利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品具有輕量化庐完,緩沖吸震钢属,吸音,保溫等特點(diǎn)门躯,廣泛應(yīng)用于包裝署咽,建筑建材等行業(yè)。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了生音,在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木宁否,這種材料是用類(lèi)似于制造泡沫橡膠的方法制取的,從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過(guò)發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料缀遍。到了80年代美國(guó)人研制出了微孔發(fā)泡之后慕匠,人們對(duì)這種微孔新型塑料日益感興趣,并逐漸成為市場(chǎng)上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)域醇。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場(chǎng)上普遍使用的發(fā)泡劑可以分為兩種台谊。一種是物理發(fā)泡劑,這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳譬挚,氮?dú)夤Γ睔獾葰怏w,并且這些氣體在氣態(tài)下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)减宣,而且在氣態(tài)時(shí)在塑料中的擴(kuò)散速度會(huì)低于在空氣中的擴(kuò)散速度盐须。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑,它是一種當(dāng)受熱后就會(huì)釋放如氮?dú)馄犭纾趸嫉鹊奈镔|(zhì)贼邓,釋放氣體的速度能夠阶冈,化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨,碳酸氫鈉等塑径。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法女坑,就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中,再經(jīng)過(guò)降壓釋放出氣體统舀,從而就能在成型的塑料中形成很多小孔匆骗,這種發(fā)泡法由于成本較低,發(fā)泡后對(duì)不會(huì)留下殘余物誉简,并且對(duì)發(fā)泡塑料性能不會(huì)改變绰筛。另一種是化學(xué)發(fā)泡法,這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來(lái)使塑料發(fā)泡描融,是對(duì)加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡,還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進(jìn)行發(fā)泡衡蚂。 后一種是機(jī)械發(fā)泡窿克,使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中,然后經(jīng)定型過(guò)程形成泡孔的泡沫塑料毛甲。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后年叮,發(fā)泡劑的分子就會(huì)在塑料中形成很多微小氣泡(氣泡核),隨著塑料在熔化過(guò)程中溫度的升高和壓力增加玻募,氣泡開(kāi)始增長(zhǎng)或者與其它氣泡合并變大只损,隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開(kāi)始降低,氣泡也會(huì)停止增長(zhǎng)并且慢慢成型七咧,這樣就會(huì)在塑料中形成很多或大或小的氣孔跃惫。所以不管采用什么發(fā)泡工藝,使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過(guò)形成氣泡核艾栋,氣泡核膨脹爆存,氣泡固化成型這個(gè)過(guò)程。發(fā)泡膜包裝袋制造過(guò)程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜蝗砾,也就是我們常說(shuō)的珍珠棉先较,將它作為包裝材料來(lái)使用有很多的優(yōu)點(diǎn),如防震悼粮,防潮闲勺,韌性好等,來(lái)看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來(lái)的扣猫。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯菜循,首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合,通過(guò)管道將其吸入到擠出機(jī)入料口申尤,同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑债朵。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化子眶,再通過(guò)噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡,然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜序芦。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開(kāi)臭杰,展平后收成卷,這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了谚中。讓成卷的發(fā)泡膜通過(guò)印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字渴杆。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀,后通過(guò)機(jī)器壓封成包裝袋宪塔,這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了磁奖。塑料通過(guò)發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡,能讓生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加輕便某筐,還能起到包裝保護(hù)的功能比搭,現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬,也具有這樣的性能南誊,它就像金屬的氣泡包裝材料身诺。這種復(fù)合氣泡金屬是通過(guò)空心金屬周?chē)刍X材來(lái)制造的,它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬抄囚,它比合金鋼要輕70%霉赡,能吸收超過(guò)普通鋼幾十倍的能量,具備防輻射幔托,防彈穴亏,防火的能力,在遭遇壓力時(shí)其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護(hù)的作用重挑,也許將來(lái)我們就能用到這種氣泡金屬嗓化。隨著世界資源的減少和對(duì)環(huán)境要求的提高,怎么提高可持續(xù)性以及提升效率谬哀,推動(dòng)材料和能源消耗的下降蟆湖,以及材料性能的提升,成本降低玻粪,有些可以通過(guò)輕量化實(shí)現(xiàn)隅津,而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來(lái)發(fā)展的方向。那些用于包裝劲室,汽車(chē)伦仍,建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡,輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展很洋,很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用充蓝,各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來(lái)的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來(lái)越廣泛
臺(tái)州專(zhuān)業(yè)微孔發(fā)泡材料定制
央廣網(wǎng)上海9月17日消息(記者唐奇云 通訊員張婷)日常生活中,當(dāng)人們購(gòu)買(mǎi)兒童玩具、家具用品等塑料制品時(shí)谓苟,都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無(wú)毒無(wú)味官脓、綠色環(huán)保,近年來(lái)綜合性能優(yōu)異涝焙、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”卑笨,日益受到熱捧,是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種仑撞。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)赤兴。在第22屆工博會(huì)高校展區(qū),華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項(xiàng)目隧哮,聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用桶良。該項(xiàng)目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目。聚丙烯微孔發(fā)泡無(wú)水發(fā)泡制備聚合物珠粒實(shí)驗(yàn)裝置(央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖)鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域沮翔,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)域陨帆,發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段。隨著航天航空采蚀、國(guó)防疲牵、能源、交通搏存、包裝、電器矢洲、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展璧眠,對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱、隔音读虏、絕緣责静、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來(lái)越迫切。聚丙烯作為產(chǎn)量大盖桥、增長(zhǎng)量快灾螃、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹(shù)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)揩徊。016年腰鬼,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(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng),該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝塑荒,開(kāi)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)工作熄赡。據(jù)趙玲介紹,聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類(lèi)齿税”肆颍化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過(guò)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(lèi)則對(duì)臭氧層有破壞作用拧篮,已逐漸被禁止和限制使用词渤;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(lèi)發(fā)泡劑則易燃燒不安全串绩。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候缺虐、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問(wèn)題和弊端赏参,超臨界流體志笼,特別是超臨界CO2,發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)把篓,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)纫溃,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韧掩、結(jié)晶行為改變等一系列變化紊浩,可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物疗锐,低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制坊谁,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(wú)法保持完整泡孔滑臊,可操作窗口窄口芍。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雇卷。為了攻克這一難題鬓椭,近年來(lái)華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通、中石化北化院关划、浙江新恒泰小染、鎮(zhèn)海煉化等單位,在合適物料體系贮折、可控工藝過(guò)程和高效工業(yè)裝備等方面開(kāi)展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化裤翩、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(zhuān)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)制调榄,開(kāi)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(zhuān)用料踊赠,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(guò)程效率和發(fā)泡倍率每庆,氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積臼疫;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)扣孟、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)烫堤,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)。
臺(tái)州專(zhuān)業(yè)微孔發(fā)泡材料定制
聚丙烯是丙烯加聚反應(yīng)而成的聚合物。系白色蠟狀材料鸽斟,外觀透明而輕拔创。密度為0.89~0.91g/cm3,易燃富蓄,熔點(diǎn)165℃剩燥,在155℃左右軟化,使用溫度范圍為-30~140℃立倍。在80℃以下能耐酸灭红、堿、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕口注,能在高溫和氧化作用下分解变擒。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝、毛毯等纖維制品寝志、醫(yī)療器械娇斑、汽車(chē)、自行車(chē)材部、零件毫缆、輸送管道、化工容器等生產(chǎn)乐导,也用于食品苦丁、藥品包裝。產(chǎn)品簡(jiǎn)介特性聚丙烯簡(jiǎn)稱(chēng)PP物臂,是一種無(wú)色旺拉、無(wú)臭、無(wú)毒鹦聪、半透明固體物質(zhì)账阻。聚丙烯(PP)是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹(shù)脂蒂秘,為無(wú)色半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料泽本。具有耐化學(xué)性、耐熱性姻僧、電絕緣性规丽、高強(qiáng)度機(jī)械性能和良好的高耐磨加工性能等,這使得聚丙烯自問(wèn)世以來(lái)撇贺,便迅速在機(jī)械赌莺、汽車(chē)、電子電器松嘶、建筑艘狭、紡織、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛的開(kāi)發(fā)應(yīng)用巢音。近年來(lái)遵倦,隨著我國(guó)包裝、電子官撼、汽車(chē)等工業(yè)的快速發(fā)展梧躺,極大地促進(jìn)了我國(guó)工業(yè)的發(fā)展。而且因?yàn)槠渚哂锌伤苄园列澹郾┎牧险鸩教娲局飘a(chǎn)品掠哥,高強(qiáng)度韌性和高耐磨性能已逐步取代金屬的機(jī)械功能。另外聚丙烯具有良好的接枝和復(fù)合功能秃诵,在混凝土续搀、紡織、包裝和農(nóng)林漁業(yè)方面具有巨大的應(yīng)用空間顷链。小鼠以8g/kg劑量灌胃1~5次目代,未引起明顯中毒癥狀。大鼠吸入聚丙烯加熱至210~220℃時(shí)的分解產(chǎn)物30次嗤练,每次2h榛了,出現(xiàn)眼粘膜及上呼吸道刺激癥狀。與聚乙烯相同禁止用其再生制品盛裝食品煞抬。發(fā)展簡(jiǎn)史1954年G·納塔首先將丙烯聚合成聚丙烯(采用鋁鈦的氯化物做催化劑)霜大,并創(chuàng)立了定向聚合理論,引起了人們的關(guān)注革答。1957年意大利的蒙特卡提尼公司和美國(guó)赫克勒斯(Hecules)公司分別建立了6000t/a和9000t/a的聚丙烯生產(chǎn)裝置战坤。20世紀(jì)60年代后期到70年代中期聚丙烯進(jìn)入了大發(fā)展時(shí)期。80年代至今残拐,聚丙烯產(chǎn)量在合成樹(shù)脂中居于前列途茫,現(xiàn)在僅低于聚乙烯,居第2位溪食。中國(guó)于1962年開(kāi)始研究聚丙烯生產(chǎn)工藝囊卜。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始,聚丙烯在中國(guó)發(fā)展迅速错沃。我國(guó)引進(jìn)了一些先進(jìn)的關(guān)于聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備栅组,先后建立了燕山、揚(yáng)子枢析、遼陽(yáng)等一批大中型聚丙烯生產(chǎn)設(shè)施玉掸,各地也興建了大量小型散裝聚丙烯生產(chǎn)設(shè)施,并對(duì)緩解供需矛盾起到了一定的作用醒叁。生產(chǎn)規(guī)模的大幅度增加司浪,促使我國(guó)聚丙烯樹(shù)脂生產(chǎn)進(jìn)入了快速發(fā)展階段泊业。2012年,我國(guó)PP生產(chǎn)能力達(dá)到1296.7萬(wàn)t啊易。2015年脱吱,我國(guó)PP產(chǎn)能為2013萬(wàn)噸/年。聚丙烯微孔發(fā)泡需現(xiàn)狀由于我國(guó)聚丙烯的供需差距較大认罩,近年來(lái)箱蝠,大多數(shù)新的大型煉油、乙烯聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目和煤烯烴項(xiàng)目都配備了聚丙烯裝置垦垂,因此宦搬,未來(lái)中國(guó)聚丙烯產(chǎn)能將大幅增加。同時(shí)劫拗,還需要考慮那些小型的落后聚丙烯安裝技術(shù)间校,尤其是間歇式小體法裝置將被逐步淘汰,估計(jì)等到2025年聚丙烯在我國(guó)的生產(chǎn)能力將達(dá)到更高的水平页慷。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展憔足,對(duì)各種化工原料的需求不斷增加,導(dǎo)致了對(duì)聚丙烯的消耗量達(dá)到有史以來(lái)高水平酒繁,因此我國(guó)將成為世界上聚丙烯消費(fèi)國(guó)家滓彰。2003年,我國(guó)聚丙烯的消耗量已經(jīng)達(dá)到532萬(wàn)噸州袒;2007年率先達(dá)到1000萬(wàn)噸揭绑;2008年受金融危機(jī)影響,略降至1079萬(wàn)噸郎哭;目前(2018年)他匪,在基礎(chǔ)設(shè)施投資和國(guó)內(nèi)需求的推動(dòng)下,增長(zhǎng)至1232萬(wàn)噸夸研。生產(chǎn)工藝聚丙烯樹(shù)脂是四大通用型熱塑性樹(shù)脂(聚乙烯邦蜜、聚氯乙烯、聚丙烯亥至、聚苯乙烯)之一悼沈,以丙烯為原料,乙烯為共聚單體通過(guò)聚合反應(yīng)生產(chǎn)制得抬闯。聚丙烯的生產(chǎn)工藝主要經(jīng)歷了溶劑法井辆、溶液法关筒,液相本體法(含液相氣相組合式)和氣相法幾個(gè)發(fā)展階段溶握。世界上用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝方法按類(lèi)別劃分主要有以下幾大類(lèi):溶劑法、溶液法蒸播,液相本體法(含液相氣相組合式)和氣相法睡榆。各工藝特點(diǎn)簡(jiǎn)介如下:溶劑聚合法溶劑法(又稱(chēng)漿液法或泥漿法萍肆、淤漿法)是早采用的聚丙烯生產(chǎn)工藝,但由于有脫灰和溶劑回收工序胀屿,流程長(zhǎng)塘揣,較復(fù)雜等缺點(diǎn),隨著催化劑研究技術(shù)的進(jìn)步宿崭,從八十年代起亲铡,溶劑法已趨于停滯狀態(tài),逐漸為液相本體法所取代葡兑。工藝特點(diǎn):(1)丙烯單體溶解在惰性液相溶劑中(如乙烷中)奖蔓,在催化劑作用下進(jìn)行溶劑聚合,聚合物以固體輸粒狀態(tài)懸浮在溶劑中讹堤,采用釜式攪拌反應(yīng)器吆鹤;(2)有脫灰和溶劑回收工序,流程長(zhǎng)洲守,較復(fù)雜疑务,裝置投資大,能耗高梗醇。但生產(chǎn)易控制知允,產(chǎn)品質(zhì)量好;(3)以離心過(guò)濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒叙谨。溶液聚合法工藝特點(diǎn):(1)使用高沸點(diǎn)直鏈烴作溶劑廊镜,在高于聚丙烯熔點(diǎn)的溫度下操作,所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布唉俗;(2)高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯嗤朴,再擠出造粒得料產(chǎn)品;(3)生產(chǎn)廠家只有美國(guó)柯達(dá)公司一家虫溜。相本體法含液相氣相組合式雹姊,液相本體法聚丙烯生產(chǎn)工藝是聚丙烯生產(chǎn)中后期發(fā)展起來(lái)的新工藝。該生產(chǎn)工藝是聚丙烯1957年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)七年之后問(wèn)世的衡楞。采用液相本體法生產(chǎn)聚丙烯吱雏,是在反應(yīng)體系中不加任何其他溶劑,將催化劑直接分散在液相丙烯中進(jìn)行丙烯液相本體聚合反應(yīng)瘾境。聚合物從液相丙烯中不斷析出歧杏,以細(xì)顆粒狀懸浮在液相丙烯中。隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)迷守,聚合物顆粒在液相丙烯中的濃度增高犬绒。當(dāng)丙烯轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定程度時(shí),經(jīng)閃蒸回收未聚合的丙烯單體兑凿,即得到粉料聚丙烯產(chǎn)品凯力。這是一種比較簡(jiǎn)單和先進(jìn)的聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)方法茵瘾。液相本體法工藝代表著八十年代國(guó)際上聚丙烯生產(chǎn)的新技術(shù)、新水平咐鹤。工藝特點(diǎn):(1)系統(tǒng)中不加溶劑拗秘,丙烯單體以液相狀態(tài)在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行液相本體聚合,乙烯丙烯在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氣相共聚祈惶;(2)流程簡(jiǎn)單雕旨,設(shè)備少、投資省捧请,動(dòng)力消耗及生產(chǎn)成本低奸腺;(3)均聚采用釜式攪拌反應(yīng)器(Hypol工藝),或環(huán)管反應(yīng)器(Spheripol工藝)血久,無(wú)規(guī)共聚和嵌段共聚均在攪拌式流化床中進(jìn)行突照。采用液相本體法的典型代表是BASELL公司的Spherizone液相本體法工藝。Spherizone是一種氣相循環(huán)技術(shù)氧吐,采用齊格勒-納塔催化劑讹蘑,可生產(chǎn)出保持韌性和加工性能同時(shí)又具有高結(jié)晶度、剛性和更加均一的聚合體筑舅。它可在單一反應(yīng)器中制得高度均一的多單體樹(shù)脂或雙峰均聚物座慰。Spherizone循環(huán)反應(yīng)有二個(gè)互通的區(qū)域,不同的區(qū)域起到由其它工藝的氣相和液相環(huán)管反應(yīng)器所起的作用翠拣。這兩個(gè)區(qū)域能產(chǎn)生具有不同相對(duì)分子質(zhì)量或單體組成分布的樹(shù)脂版仔,擴(kuò)大了聚丙烯的性能范圍。該工藝的核心設(shè)備為MZCR(多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器系統(tǒng))反應(yīng)器R230系統(tǒng)误墓。該反應(yīng)器由提升管和下降管兩部分組成蛮粮。在提升管內(nèi)聚合物通過(guò)反應(yīng)氣體向上吹,形成流化谜慌,并送入下降管的上部經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器后然想,粉料在收集在下降管內(nèi)。反應(yīng)氣體由離心式壓縮機(jī)通過(guò)外部的管線(xiàn)循環(huán)欣范,反應(yīng)熱依靠在外部循環(huán)管線(xiàn)上的循環(huán)器冷卻器來(lái)移出变泄。反應(yīng)器產(chǎn)品通過(guò)安裝在下降管下部的閥門(mén)排出。排出的粉料經(jīng)過(guò)高壓和低壓脫氣后恼琼,在生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物時(shí)妨蛹,直接進(jìn)行汽蒸和干燥,得到粉料產(chǎn)品晴竞。生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品時(shí)蛙卤,經(jīng)過(guò)高壓脫氣后的粉料排入氣相流化床反應(yīng)器。該反應(yīng)器仍采用Spheripol II氣相反應(yīng)器系統(tǒng)颓鲜。共聚反應(yīng)器為立式圓筒式容器表窘,上、下為球形封頭甜滨,下部為沸騰床乐严,主體材料為不銹鋼,內(nèi)表面拋光衣摩。該工藝目前單線(xiàn)大生產(chǎn)能力已達(dá)45萬(wàn)噸/年昂验。MZCR(多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器)抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達(dá) 22%(橡膠含量大于40%),還可生產(chǎn)含乙烯和丁烯-1的三元共聚產(chǎn)品艾扮。氣相本體法工藝特點(diǎn):(1)系統(tǒng)不引入溶劑既琴,丙烯單體以氣相狀態(tài)在反應(yīng)器中進(jìn)行氣相本體聚合;(2)流程簡(jiǎn)短泡嘴,設(shè)備少甫恩、生產(chǎn)安全,生產(chǎn)成本低酌予;(3)聚合反應(yīng)器有流化床(聯(lián)碳/殼牌UNIPOI工藝)磺箕、立式攪拌床(巴斯Novolen工藝)及臥式攪拌床(阿莫科/埃爾帕索工藝)。采用氣相本體法的典型代表是DOW化學(xué)公司Unipol氣相工藝抛虫。Unipol氣相聚丙烯工藝是美國(guó)聯(lián)碳公司(UCCP)和殼牌公司于二十世紀(jì)八十年代開(kāi)發(fā)的一種氣相流化床聚丙烯工藝松靡,是將應(yīng)用在聚乙烯生產(chǎn)上的流化床工藝移植到聚丙烯生產(chǎn)中,并獲得成功建椰。該工藝采用高效催化劑體系雕欺,主催化劑為高效載體催化劑,助催化劑為三乙基鋁棉姐、給電子體屠列。UNIPOL工藝具有簡(jiǎn)單、靈活伞矩、經(jīng)濟(jì)和安全的特點(diǎn)脸哀;該工藝只用很少的設(shè)備就能生產(chǎn)出包括均聚物、無(wú)規(guī)共聚物和抗沖共聚物在內(nèi)的全范圍產(chǎn)品扭吁,可在較大操作范圍內(nèi)調(diào)節(jié)操作條件而使產(chǎn)品性能保持均一撞蜂。因?yàn)槭褂玫脑O(shè)備數(shù)量少而使維修工作量小,裝置的可靠性提高侥袜。由于流化床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)本身的限制蝌诡,加上操作壓力低使系統(tǒng)中物料的貯量減小,使得該工藝比其它工藝操作安全枫吧,不存在事故失控時(shí)設(shè)備超壓的危險(xiǎn)浦旱。此工藝沒(méi)有液體廢料排出,排放到大氣的烴類(lèi)也很少九杂,因此對(duì)環(huán)境的影響非常小颁湖,與其它工藝相比宣蠕,該工藝更容易達(dá)到環(huán)保、健康和安全的各種嚴(yán)格規(guī)范甥捺。該工藝的另一顯著特點(diǎn)是可以配合超冷凝態(tài)操作抢蚀,即所謂的超冷凝態(tài)氣相流化床工藝(SCM)。該技術(shù)通過(guò)將反應(yīng)器內(nèi)液相的比例提高到45%镰禾,可使現(xiàn)有的生產(chǎn)能力提高200%皿曲。由于液體含量多少不是流化床不穩(wěn)定、形成聚合物結(jié)塊的基本因素吴侦,因此該技術(shù)關(guān)鍵的操作變量是膨脹床的密度及膨脹松密度與沉降松密度的比例屋休。由于超冷凝態(tài)操作能夠有效地移走反應(yīng)熱,它能使反應(yīng)器在體積不增加的情況下提高2倍以上的生產(chǎn)能力备韧,對(duì)于投資的節(jié)省是非辰僬粒可觀的≈茫抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達(dá)17% (橡膠含量大于30%)的抗沖共聚產(chǎn)品毅哗。該工藝的核心設(shè)備為氣相流化床反應(yīng)器、循環(huán)氣壓縮機(jī)捧挺、循環(huán)氣冷卻器和擠壓造粒機(jī)組虑绵。流化床反應(yīng)器是空心式容器,其頂部帶有擴(kuò)大段闽烙,底部帶有分布器翅睛,一反應(yīng)器操作壓力為3.5MPaG,溫度67℃黑竞,第二反應(yīng)器操作壓力為2.1MPaG捕发,溫度70℃;循環(huán)氣壓縮機(jī)為單級(jí)很魂、恒速扎酷、離心式壓縮機(jī)。聚丙烯PP改性針對(duì)聚丙烯在低溫下的抗沖擊性能差遏匆、耐候性不佳法挨、表面裝飾性差以及在電、磁幅聘、光凡纳、熱、燃燒等方面的功能性與實(shí)際需要的差距帝蒿,對(duì)聚丙烯加以改性荐糜,成為當(dāng)前塑料加工發(fā)展為活躍的,取得成果為豐盛的領(lǐng)域。