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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代粒竖，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件颅崩。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)志温圆，塑料飾件的大量應(yīng)用挨摸，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度岁歉。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小得运、性價(jià)比高、具有優(yōu)異的耐熱性能锅移、耐化學(xué)藥品腐蝕性熔掺、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)用非剃。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)置逻。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大备绽、技術(shù)要求高券坞，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)行更廣泛肺素、更有效恨锚、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性倍靡。微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體猴伶，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，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上他挎，可以明顯減輕重量和成型的周期筝尾，大大降低機(jī)臺(tái)的鎖模力，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小办桨、平直度高筹淫，沒有縮水，尺寸穩(wěn)定呢撞，成型視窗大等特點(diǎn)贸街，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)，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向狸相。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)展捐川，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑脓鹃，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%古沥，卡車瘸右、工程機(jī)械車占20% ，客車岩齿、商務(wù)車占35% 太颤。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想盹沈，僅適合于需要表面覆皮的高端車龄章，不僅增加了制造成本，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用乞封；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體做裙，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)肃晚，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下锚贱，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm 关串，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 拧廊。對(duì)于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等晋修，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件吧碾，如車身門板、尾門飞蚓、風(fēng)道等滤港；擠出微發(fā)泡適用于密封條、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等溅漾。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 山叮，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% 添履，鎖模力降低約20% 屁倔，循環(huán)周期減少10%～15%，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性暮胧，較傳統(tǒng)材料可實(shí)30%的節(jié)能锐借，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)更靈活往衷。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能钞翔，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量席舍，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件布轿，有利于汽車的輕量化。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来颤，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)汰扭，既節(jié)約了塑材，又減輕了重量福铅，而且不會(huì)影響零件的任何性能萝毛。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX、Grand C-MAX滑黔、S-MAX笆包、蒙迪歐和Galaxy等。上所述略荡，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛色查，

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聚丙烯是丙烯加聚反應(yīng)而成的聚合物。系白色蠟狀材料撞芍，外觀透明而輕秧了。密度為0.89～0.91g/cm3，易燃序无，熔點(diǎn)165℃验毡，在155℃左右軟化，使用溫度范圍為-30～140℃帝嗡。在80℃以下能耐酸晶通、堿、鹽液及多種有機(jī)溶劑的腐蝕哟玷，能在高溫和氧化作用下分解狮辽。聚丙烯廣泛應(yīng)用于服裝一也、毛毯等纖維制品、醫(yī)療器械喉脖、汽車椰苟、自行車、零件树叽、輸送管道舆蝴、化工容器等生產(chǎn)，也用于食品题诵、藥品包裝洁仗。產(chǎn)品簡介特性聚丙烯簡稱PP，是一種無色性锭、無臭赠潦、無毒、半透明固體物質(zhì)草冈。聚丙烯（PP）是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹脂祭椰，為無色半透明的熱塑性輕質(zhì)通用塑料。具有耐化學(xué)性疲陕、耐熱性、電絕緣性钉赁、高強(qiáng)度機(jī)械性能和良好的高耐磨加工性能等蹄殃，這使得聚丙烯自問世以來，便迅速在機(jī)械你踩、汽車诅岩、電子電器、建筑带膜、紡織吩谦、包裝、農(nóng)林漁業(yè)和食品工業(yè)等眾多領(lǐng)域得到廣泛的開發(fā)應(yīng)用膝藕。近年來式廷，隨著我國包裝、電子芭挽、汽車等工業(yè)的快速發(fā)展滑废，極大地促進(jìn)了我國工業(yè)的發(fā)展。而且因?yàn)槠渚哂锌伤苄酝嘧Γ郾┎牧险鸩教娲局飘a(chǎn)品蠕趁，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)合功能辛馆，在混凝土俺陋、紡織、包裝和農(nóng)林漁業(yè)方面具有巨大的應(yīng)用空間。小鼠以8g/kg劑量灌胃1～5次腊状，未引起明顯中毒癥狀诱咏。大鼠吸入聚丙烯加熱至210～220℃時(shí)的分解產(chǎn)物30次，每次2h寿酌，出現(xiàn)眼粘膜及上呼吸道刺激癥狀胰苏。與聚乙烯相同禁止用其再生制品盛裝食品。發(fā)展簡史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）醇疼，并創(chuàng)立了定向聚合理論硕并，引起了人們的關(guān)注。1957年意大利的蒙特卡提尼公司和美國赫克勒斯（Hecules）公司分別建立了6000t/a和9000t/a的聚丙烯生產(chǎn)裝置秧荆。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)期倔毙。80年代至今，聚丙烯產(chǎn)量在合成樹脂中居于前列乙濒，現(xiàn)在僅低于聚乙烯陕赃，居第2位。中國于1962年開始研究聚丙烯生產(chǎn)工藝颁股。從20世紀(jì)80年代開始么库，聚丙烯在中國發(fā)展迅速。我國引進(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)備甘有，先后建立了燕山诉儒、揚(yáng)子、遼陽等一批大中型聚丙烯生產(chǎn)設(shè)施亏掀，各地也興建了大量小型散裝聚丙烯生產(chǎn)設(shè)施忱反，并對(duì)緩解供需矛盾起到了一定的作用。生產(chǎn)規(guī)模的大幅度增加滤愕，促使我國聚丙烯樹脂生產(chǎn)進(jìn)入了快速發(fā)展階段温算。2012年，我國PP生產(chǎn)能力達(dá)到1296.7萬t间影。2015年注竿，我國PP產(chǎn)能為2013萬噸/年。聚丙烯微孔發(fā)泡需現(xiàn)狀由于我國聚丙烯的供需差距較大魂贬，近年來蔓搞，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随橘，因此喂分，未來中國聚丙烯產(chǎn)能將大幅增加。同時(shí)机蔗，還需要考慮那些小型的落后聚丙烯安裝技術(shù)蒲祈，尤其是間歇式小體法裝置將被逐步淘汰甘萧，估計(jì)等到2025年聚丙烯在我國的生產(chǎn)能力將達(dá)到更高的水平。隨著中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展梆掸，對(duì)各種化工原料的需求不斷增加扬卷，導(dǎo)致了對(duì)聚丙烯的消耗量達(dá)到有史以來高水平，因此我國將成為世界上聚丙烯消費(fèi)國家酸钦。2003年怪得，我國聚丙烯的消耗量已經(jīng)達(dá)到532萬噸；2007年率先達(dá)到1000萬噸卑硫；2008年受金融危機(jī)影響徒恋，略降至1079萬噸；目前（2018年）欢伏，在基礎(chǔ)設(shè)施投資和國內(nèi)需求的推動(dòng)下入挣，增長至1232萬噸。生產(chǎn)工藝聚丙烯樹脂是四大通用型熱塑性樹脂（聚乙烯硝拧、聚氯乙烯径筏、聚丙烯、聚苯乙烯）之一障陶，以丙烯為原料滋恬，乙烯為共聚單體通過聚合反應(yīng)生產(chǎn)制得。聚丙烯的生產(chǎn)工藝主要經(jīng)歷了溶劑法抱究、溶液法恢氯，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。世界上用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝方法按類別劃分主要有以下幾大類：溶劑法媳维、溶液法，液相本體法（含液相氣相組合式）和氣相法遏暴。各工藝特點(diǎn)簡介如下：溶劑聚合法溶劑法（又稱漿液法或泥漿法侄刽、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朋凉，流程長州丹，較復(fù)雜等缺點(diǎn)，隨著催化劑研究技術(shù)的進(jìn)步杂彭，從八十年代起墓毒，溶劑法已趨于停滯狀態(tài)，逐漸為液相本體法所取代亲怠。工藝特點(diǎn)：（1）丙烯單體溶解在惰性液相溶劑中（如乙烷中）所计，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)懸浮在溶劑中团秽，采用釜式攪拌反應(yīng)器主胧；（2）有脫灰和溶劑回收工序叭首，流程長，較復(fù)雜踪栋，裝置投資大焙格，能耗高。但生產(chǎn)易控制夷都，產(chǎn)品質(zhì)量好眷唉；（3）以離心過濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒。溶液聚合法工藝特點(diǎn)：（1）使用高沸點(diǎn)直鏈烴作溶劑囤官，在高于聚丙烯熔點(diǎn)的溫度下操作冬阳，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布；（2）高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯治拿，再擠出造粒得料產(chǎn)品摩泪；（3）生產(chǎn)廠家只有美國柯達(dá)公司一家。相本體法含液相氣相組合式劫谅，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)展起來的新工藝见坑。該生產(chǎn)工藝是聚丙烯1957年開始工業(yè)化生產(chǎn)七年之后問世的。采用液相本體法生產(chǎn)聚丙烯捏检，是在反應(yīng)體系中不加任何其他溶劑荞驴，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)。聚合物從液相丙烯中不斷析出贯城，以細(xì)顆粒狀懸浮在液相丙烯中熊楼。隨著反應(yīng)時(shí)間的增長，聚合物顆粒在液相丙烯中的濃度增高能犯。當(dāng)丙烯轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定程度時(shí)鲫骗，經(jīng)閃蒸回收未聚合的丙烯單體，即得到粉料聚丙烯產(chǎn)品踩晶。這是一種比較簡單和先進(jìn)的聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)方法执泰。液相本體法工藝代表著八十年代國際上聚丙烯生產(chǎn)的新技術(shù)、新水平渡蜻。工藝特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)中不加溶劑术吝，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)行氣相共聚茸苇；（2）流程簡單排苍，設(shè)備少、投資省学密，動(dòng)力消耗及生產(chǎn)成本低淘衙；（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）腻暮，無規(guī)共聚和嵌段共聚均在攪拌式流化床中進(jìn)行幔翰。采用液相本體法的典型代表是BASELL公司的Spherizone液相本體法工藝漩氨。Spherizone是一種氣相循環(huán)技術(shù)，采用齊格勒-納塔催化劑遗增，可生產(chǎn)出保持韌性和加工性能同時(shí)又具有高結(jié)晶度叫惊、剛性和更加均一的聚合體。它可在單一反應(yīng)器中制得高度均一的多單體樹脂或雙峰均聚物做修。Spherizone循環(huán)反應(yīng)有二個(gè)互通的區(qū)域霍狰，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。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脂饰及，擴(kuò)大了聚丙烯的性能范圍蔗坯。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)。該反應(yīng)器由提升管和下降管兩部分組成燎含。在提升管內(nèi)聚合物通過反應(yīng)氣體向上吹宾濒，形成流化，并送入下降管的上部經(jīng)過旋風(fēng)分離器后屏箍，粉料在收集在下降管內(nèi)绘梦。反應(yīng)氣體由離心式壓縮機(jī)通過外部的管線循環(huán)，反應(yīng)熱依靠在外部循環(huán)管線上的循環(huán)器冷卻器來移出赴魁。反應(yīng)器產(chǎn)品通過安裝在下降管下部的閥門排出卸奉。排出的粉料經(jīng)過高壓和低壓脫氣后，在生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物時(shí)颖御，直接進(jìn)行汽蒸和干燥榄棵，得到粉料產(chǎn)品。生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品時(shí)潘拱，經(jīng)過高壓脫氣后的粉料排入氣相流化床反應(yīng)器疹鳄。該反應(yīng)器仍采用Spheripol II氣相反應(yīng)器系統(tǒng)。共聚反應(yīng)器為立式圓筒式容器芦岂，上瘪弓、下為球形封頭，下部為沸騰床盔腔，主體材料為不銹鋼杠茬，內(nèi)表面拋光月褥。該工藝目前單線大生產(chǎn)能力已達(dá)45萬噸/年弛随。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)品宁赤。氣相本體法工藝特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)不引入溶劑舀透，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）流程簡短决左，設(shè)備少愕够、生產(chǎn)安全走贪，生產(chǎn)成本低；（3）聚合反應(yīng)器有流化床（聯(lián)碳/殼牌UNIPOI工藝）惑芭、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）坠狡。采用氣相本體法的典型代表是DOW化學(xué)公司Unipol氣相工藝。Unipol氣相聚丙烯工藝是美國聯(lián)碳公司（UCCP）和殼牌公司于二十世紀(jì)八十年代開發(fā)的一種氣相流化床聚丙烯工藝遂跟，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)中逃沿，并獲得成功。該工藝采用高效催化劑體系幻锁，主催化劑為高效載體催化劑凯亮，助催化劑為三乙基鋁、給電子體哄尔。UNIPOL工藝具有簡單假消、靈活、經(jīng)濟(jì)和安全的特點(diǎn)岭接；該工藝只用很少的設(shè)備就能生產(chǎn)出包括均聚物富拗、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物在內(nèi)的全范圍產(chǎn)品，可在較大操作范圍內(nèi)調(diào)節(jié)操作條件而使產(chǎn)品性能保持均一亿傅。因?yàn)槭褂玫脑O(shè)備數(shù)量少而使維修工作量小媒峡，裝置的可靠性提高。由于流化床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)本身的限制葵擎，加上操作壓力低使系統(tǒng)中物料的貯量減小谅阿，使得該工藝比其它工藝操作安全，不存在事故失控時(shí)設(shè)備超壓的危險(xiǎn)酬滤。此工藝沒有液體廢料排出签餐，排放到大氣的烴類也很少，因此對(duì)環(huán)境的影響非常小盯串，與其它工藝相比氯檐，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)范体捏。該工藝的另一顯著特點(diǎn)是可以配合超冷凝態(tài)操作冠摄，即所謂的超冷凝態(tài)氣相流化床工藝（SCM）。該技術(shù)通過將反應(yīng)器內(nèi)液相的比例提高到45%几缭，可使現(xiàn)有的生產(chǎn)能力提高200%河泳。由于液體含量多少不是流化床不穩(wěn)定、形成聚合物結(jié)塊的基本因素年栓，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拆挥。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)能力某抓，對(duì)于投資的節(jié)省是非持酵茫可觀的惰瓜。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)品汉矿。該工藝的核心設(shè)備為氣相流化床反應(yīng)器崎坊、循環(huán)氣壓縮機(jī)、循環(huán)氣冷卻器和擠壓造粒機(jī)組洲拇。流化床反應(yīng)器是空心式容器流强，其頂部帶有擴(kuò)大段，底部帶有分布器呻待，一反應(yīng)器操作壓力為3.5MPaG打月，溫度67℃，第二反應(yīng)器操作壓力為2.1MPaG蚕捉，溫度70℃奏篙；循環(huán)氣壓縮機(jī)為單級(jí)、恒速迫淹、離心式壓縮機(jī)秘通。聚丙烯PP改性針對(duì)聚丙烯在低溫下的抗沖擊性能差、耐候性不佳敛熬、表面裝飾性差以及在電肺稀、磁、光应民、熱话原、燃燒等方面的功能性與實(shí)際需要的差距，對(duì)聚丙烯加以改性诲锹，成為當(dāng)前塑料加工發(fā)展為活躍的繁仁，取得成果為豐盛的領(lǐng)域。

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右归园，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%黄虱。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)用于儀表板庸诱、電機(jī)支架捻浦、座位板、空調(diào)風(fēng)罩桥爽、門嵌飾板等內(nèi)外飾朱灿。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上。讓汽車用上更多的塑料部件聚谁，還有很多功課可以開展母剥。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)滞诺，前三位為：美國形导、日本环疼、德國。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟朵耕、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)炫隶，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。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)和商品化推廣阎曹，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell伪阶。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔处嫌，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)栅贴。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(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，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一熏迹。2018年檐薯，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。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)注暗。在高校方面坛缕，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請(qǐng)量上占有主要地位，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組捆昏。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)赚楚，在專利申請(qǐng)方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系。近期骗卜，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)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)宠页。北京化工大學(xué)教授、教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民寇仓，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長勇皇、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長、教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲焚刺，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會(huì)”敛摘，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著乳愉，對(duì)汽車輕量化提出了更高要求兄淫。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下蔓姚，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向捕虽。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局坡脐。汽車輕量化要求更高泄私，對(duì)聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大！在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求？有哪些新的技術(shù)研發(fā)晌端？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會(huì)”開講捅暴。

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日常生活中，當(dāng)人們購買兒童玩具咧纠、家具用品等塑料制品時(shí)蓬痒，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保漆羔，近年來綜合性能優(yōu)異梧奢、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”，日益受到熱捧演痒，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種亲轨。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)。在5月19日召開的上海市科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上鸟顺，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)瓶埋。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦，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新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域诊沪，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段养筒。隨著航天航空、國防端姚、能源晕粪、交通、包裝渐裸、電器巫湘、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱昏鹃、隔音尚氛、絕緣、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切洞渤。聚丙烯作為產(chǎn)量大阅嘶、增長量快、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一载迄，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)讯柔。2016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國家重點(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)护昧。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝魂迄，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。據(jù)趙玲介紹惋耙，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類捣炬⌒懿化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)湿酸；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對(duì)臭氧層有破壞作用婿屹，已逐漸被禁止和限制使用；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)格昂貴稿械，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候冲粤、火災(zāi)危險(xiǎn)美莫、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體梯捕，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)厢呵，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)，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)傀顾、表面張力和粘度下降襟铭、結(jié)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短曾。聚丙烯是結(jié)晶聚合物寒砖，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)品嫉拐；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔哩都，可操作窗口窄。因此婉徘，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漠嵌。為了攻克這一難題，近年來盖呼，華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通儒鹿、中石化北化院、浙江新恒泰几晤、鎮(zhèn)海煉化等單位约炎，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)化蟹瘾、強(qiáng)化和工程化等系列工作章钾，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，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)泡專用料热芹，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/添加劑贱傀；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(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積伊脓；釜壓發(fā)泡府寒、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)魁衙、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，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)株搔。

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什么是MPP剖淀？MPP又名微孔發(fā)泡聚丙烯，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴(yán)格地定義是泡孔尺寸小于10微米纤房，泡孔密度大于10的9次方個(gè)/cm3)纵隔。由于材料內(nèi)部大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震炮姨、緩沖捌刮、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應(yīng)用于包裝舒岸、交通工具绅作、箱包、體育器材等領(lǐng)域蛾派，是傳統(tǒng)EVA俄认、PU、PS發(fā)泡材料洪乍、EPE和EPP的佳替代物眯杏。聚丙烯微孔發(fā)泡MPP所需的原料制造MPP一般需要使用高熔體強(qiáng)度聚丙烯(high melt strength PP)。通用的PP由于其是線性的半結(jié)晶聚合物壳澳，加工窗口較窄役拴，且難以得到封閉的泡孔結(jié)構(gòu)。性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP钾埂，在高溫高壓下將二氧化碳?xì)怏w導(dǎo)入聚丙烯材料基體河闰，并誘導(dǎo)其成核、發(fā)泡褥紫，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料姜性。發(fā)泡過程清潔無污染，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保髓考。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)部念，因此可回收循環(huán)使用。聚丙烯（PP）本身是無毒材料氨菇，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料儡炼。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級(jí)要求較高的領(lǐng)域查蓉。也可應(yīng)用于兒童拼圖乌询、玩具等對(duì)產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫豌研，EVA泡沫妹田。 PP是半結(jié)晶聚合物唬党，其熔點(diǎn)一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE鬼佣、PS驶拱、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達(dá)120℃晶衷，因此MPP特別適合高溫包裝蓝纲、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強(qiáng)晌纫、隔熱和降噪為一體税迷，也特別適用于對(duì)材料輕量化要求較高的領(lǐng)域，如汽車缸匪、軌道交通翁狐，船舶类溢，風(fēng)機(jī)葉片等凌蔬。輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫闯冷、PET結(jié)構(gòu)泡沫等砂心，特別是作為三明治夾芯復(fù)合材料的芯材使用。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有： 1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下蛇耀，由于泡孔較小辩诞，微孔發(fā)泡材料的機(jī)械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料纺涤，更加降低制品重量和體積译暂。(2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材撩炊，而片材表面不會(huì)穿孔外永，可應(yīng)用于微電子器件的包裝(3) 由于表面大量微米級(jí)泡孔的存在，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板拧咳，提高漫反射率伯顶。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對(duì)流，從而有效降低了由空氣對(duì)流引起的熱傳遞骆膝。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的祭衩、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導(dǎo)熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強(qiáng)的MPP片材適合于作為揚(yáng)聲器振膜使用阅签。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔掐暮，MPP具有極佳的表面保護(hù)性能，可應(yīng)用于液晶面板等防護(hù)性要求較高的包裝領(lǐng)域政钟。 MPP的阻燃著下游應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大以及性能要求的提升劫乱，對(duì)MPP阻燃要求日益劇增织中，巴斯夫BASF無鹵阻燃劑Flamestab?NOR116在MPP中添加量非常低，添加1%即可達(dá)到UL94 VTM-2阻燃等級(jí)衷戈，對(duì)材料的物理性能及發(fā)泡性能幾乎不影響狭吼，NOR116除優(yōu)異的阻燃效果外，它還有出色的光和熱穩(wěn)定性殖妇，以及不與酸性環(huán)境以及含鹵阻燃劑中的酸性成份發(fā)生反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)刁笙。MPP的光老化MPP是一款容易受光老化的產(chǎn)品，巴斯夫光穩(wěn)定劑Tinuvin? XT55在MPP微孔發(fā)泡聚丙烯上能夠達(dá)到非常高效的光老化谦趣，延長MPP長時(shí)間在戶外暴曬的時(shí)間疲吸，防止材料老化降解； BASF Tinuvin? XT55除了優(yōu)異的光老化外前鹅，同時(shí)還具有形態(tài)顆琳玻化，加工方便舰绘，潔凈蹂喻，無粉塵污染等特點(diǎn)。

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說到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢捂寿？這可不一定口四，塑料具有重量輕，不易受水和陽光影響的特點(diǎn)秦陋，適合制作容器蔓彩，但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解，容易造成大量垃圾驳概，因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器赤嚼，但紙質(zhì)容器也不是沒有缺點(diǎn)，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大顺又。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤洌龅剿蜁?huì)軟化，沒辦法單獨(dú)承裝液體待榔，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逞壁，所以摸起來感覺滑滑的。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會(huì)造成回收的難題锐锣，紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí)腌闯，如果沒有特殊技術(shù)是無法將紙與塑料淋膜分離，不能分離就無法重新回收材料再利用雕憔，而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解姿骏，所以紙杯基本上只能焚燒。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說材質(zhì)越單一越容易回收再利用斤彼，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)分瘦，耐熱蘸泻，抗腐蝕又安全，還可以在微波爐內(nèi)加熱嘲玫，只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理悦施，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去团。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出抡诞，吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量，將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中土陪，使氣體與原料充分混合昼汗，讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程，利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化鬼雀，緩沖吸震顷窒，吸音，保溫等特點(diǎn)源哩，廣泛應(yīng)用于包裝鞋吉，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璧疗，在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木坯辩，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的馁龟，從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料崩侠。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后，人們對(duì)這種微孔新型塑料日益感興趣坷檩，并逐漸成為市場(chǎng)上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)却音。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。一種是物理發(fā)泡劑矢炼，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳系瓢，氮?dú)猓睔獾葰怏w句灌，并且這些氣體在氣態(tài)下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)夷陋，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。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑胰锌，它是一種當(dāng)受熱后就會(huì)釋放如氮?dú)馄疲趸嫉鹊奈镔|(zhì)，釋放氣體的速度能夠资昧，化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨酬土，碳酸氫鈉等。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法格带，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中撤缴，再經(jīng)過降壓釋放出氣體刹枉，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔，這種發(fā)泡法由于成本較低屈呕，發(fā)泡后對(duì)不會(huì)留下殘余物微宝，并且對(duì)發(fā)泡塑料性能不會(huì)改變。另一種是化學(xué)發(fā)泡法虎眨，這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡芥吟，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)泡专甩。 后一種是機(jī)械發(fā)泡钟鸵，使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料涤躲。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后棺耍，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），隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加种樱，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大蒙袍，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低，氣泡也會(huì)停止增長并且慢慢成型嫩挤，這樣就會(huì)在塑料中形成很多或大或小的氣孔害幅。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)過形成氣泡核岂昭，氣泡核膨脹以现，氣泡固化成型這個(gè)過程。發(fā)泡膜包裝袋制造過程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜约啊，也就是我們常說的珍珠棉邑遏，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點(diǎn)，如防震恰矩，防潮记盒，韌性好等，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外傅。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯纪吮，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合，通過管道將其吸入到擠出機(jī)入料口萎胰，同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑碾盟。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化，再通過噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡奥洼，然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜巷疼。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開，展平后收成卷，這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了嚼沿。讓成卷的發(fā)泡膜通過印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字估盘。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(jī)器壓封成包裝袋骡尽，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了遣妥。塑料通過發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡，能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便攀细，還能起到包裝保護(hù)的功能箫踩，現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬，也具有這樣的性能谭贪，它就像金屬的氣泡包裝材料境钟。這種復(fù)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(fù)合材料并不是普通的金屬俭识，它比合金鋼要輕70%慨削，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量，具備防輻射套媚，防彈缚态，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)的作用堤瘤，也許將來我們就能用到這種氣泡金屬玫芦。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)性以及提升效率本辐，推動(dòng)材料和能源消耗的下降桥帆，以及材料性能的提升，成本降低师郑，有些可以通過輕量化實(shí)現(xiàn)环葵，而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來發(fā)展的方向调窍。那些用于包裝宝冕，汽車，建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡邓萨，輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展地梨，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用，各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛