深圳專業(yè)聚丙烯發(fā)泡廠家

聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱毅待、隔音、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能归榕，近年來被廣泛應(yīng)用在包裝尸红、建 筑、汽車等行業(yè)刹泄。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降外里，低熔體強度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大特石，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)级乐，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注。文中從制備工藝县匠、發(fā)泡裝備、性能改進、表征方法等方面綜述了近年來國內(nèi)外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動態(tài)乞旦，并對該領(lǐng)域 今后的研究方向進行了展望贼穆。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖緩震兰粉、 耐腐蝕故痊、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比玖姑，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性愕秫，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，可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高 維尺寸精度的制品焰络。 早實現(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)戴甩，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中闪彼，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE甜孤，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS，此外其耐老化畏腕、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異缴川，是非常環(huán)保的材料，因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝描馅、建筑把夸、汽車等行業(yè)，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速铭污。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視恋日，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝、裝備况凉、性能改進以 及表征手段等方面介紹了近年來 EPP 的研究進展與 動態(tài)谚鄙。聚丙烯微孔發(fā)泡 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機理 PP 珠粒發(fā)泡的機理為過飽和氣體法损谦。如 Fig. 1 所示葛账，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，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续担， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離知市，氣泡開始成核并大量生長傻盟，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒。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 株式會社與 Kaneka 公司為代表的反應(yīng)釜 法嫂丙，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娘赴，相對于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛跟啤。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)釜中诽表，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高唉锌，在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時間后 打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同竿奏，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)袄简，PP 顆粒會堆積 在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個顆粒中，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解泛啸，釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中绿语，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中，所需壓力約2 ～ 6 MPa候址。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制吕粹、發(fā)泡倍率高、泡孔結(jié)構(gòu) 好岗仑、可二次發(fā)泡匹耕，缺點是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高。 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 赔蒲、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP泌神。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度舞虱，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度欢际，繼續(xù)保溫一段時間，打開高壓釜放出分散體 到大氣中矾兜，放出物料的同時繼續(xù)通入氮氣使釜中壓力 保持在放出物料前的壓力损趋。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌、離心分離后在空氣中靜置老化椅寺，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝浑槽。改進生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善 EPP 的 性 能。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實驗設(shè)備制備了 EPP返帕，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個排料口模桐玻，卸壓時 PP 通過排料口模進入 收集裝置中，實驗研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融荆萤、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響镊靴。結(jié)果 表明，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少链韭， 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比偏竟，密度降 低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比，密度增 加敞峭。 國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實驗室 用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)踊谋，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜 與收集釜，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒旋讹。 如何拓寬 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間以及壓縮釜壓發(fā)泡 流程的時間也是研究的重點方向殖蚕。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑轿衔，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，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP睦疫。其工藝改進在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變呀枢，恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃笼痛，工藝 流程時間約為 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，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度琅拌、壓力以及保壓時間等缨伊，適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時間與增 大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟进宝，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用刻坊，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。擠出法: 擠出法生產(chǎn) EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個水下切粒裝置党晋，如 Fig. 4 ［14］谭胚。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡，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)泡珠粒未玻。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)灾而、效率高、珠粒尺寸均勻扳剿，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制旁趟，此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動，而當(dāng)溫度高于熔點后庇绽，熔體強度又急劇下降锡搜，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )，擠 出法對 PP 的熔體強度要求較高瞧掺，一般要用改性的熔 體強度較高的 PP耕餐，這些缺點限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展。 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)泡珠粒的工藝辟狈。 采用丁烷作發(fā)泡劑肠缔，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍上陕，直徑為3 ～ 5 mm桩砰，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度释簿， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)亚隅，從 而 改 進 EPP 的 性 能。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑庶溶，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)煮纵，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍懂鸵，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料。實驗表明行疏，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度匆光，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度，還 能夠增加氣泡成核點酿联，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核终息，從而得到泡 孔密度、體積膨脹比都較大的 EPP贞让。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比周崭，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，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度喳张，缺點是設(shè)備成本較高续镇。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 销部， 3% 摸航，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP，研究表 明舅桩，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系酱虎，此外 終的泡孔密度與發(fā)泡倍率會隨著釋壓速率的增大而 增加。另外江咳，隨著 CO2 注入量的增加逢净，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加，但泡孔密度則是先增大后減小歼指。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)爹土、高效的生產(chǎn)工藝，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向踩身。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度的 PP胀茵，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，超臨界流體發(fā)泡劑的高溶解性可以縮短聚合物/氣體體系的飽和時間挟阻，增加成核密度琼娘，得到微孔的 發(fā)泡材料。其中超臨界 CO2 的實現(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)泡劑附鸽，此外其還具有無毒脱拼、不易燃、化學(xué)惰性等 優(yōu)點坷备，近年來受到了廣泛的關(guān)注熄浓，是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同省撑，對性能的要求 也不同赌蔑，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能俯在，建筑 材料則需要良好的隔音、隔熱性能娃惯，而汽車部件則需要 更好的剛性等跷乐，通常需要對 EPP 的性能進行改進來適 應(yīng)不同的需求。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產(chǎn)工 藝趾浅，二是對 PP 原料進行改性愕提。前者主要是通過改進 生產(chǎn)中的工藝流程、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能皿哨，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與 形態(tài)揪荣，有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品往史，但由于對材料本身的改變不大，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 進而改進終的 EPP 產(chǎn)品的性能佛舱，PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)椎例、物理共混、熔融支化等请祖，通過對原料的改 性订歪，不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度肆捕、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)刷晋，同時也能有目的地改進 EPP 的力學(xué) 性能，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向慎陵。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性眼虱、改善其緩沖性 能，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產(chǎn)工藝席纽。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力捏悬，其次是 將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加，避免了顆粒在管道中粘 結(jié)润梯，此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹过牙，后者會使顆粒的冷卻速率變緩，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固纺铭，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性寇钉。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 ，發(fā)泡倍率為30 ～ 60舶赔， 閉孔含量為 90% 扫倡，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法顿痪，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響镊辕，納米碳酸鈣的比表面積大油够，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用，從而使 EPP 的泡孔密度增 大征懈，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄石咬。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯卖哎， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP鬼悠。實驗 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 強線性聚丙烯的熔體強度，對比而言亏娜，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好焕窝，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好。

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右维贺，在國外汽車上達到了15%至20%它掂。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)用于儀表板溯泣、電機支架虐秋、座位板、空調(diào)風(fēng)罩垃沦、門嵌飾板等內(nèi)外飾客给。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肢簿，還有很多功課可以開展靶剑。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請，前三位為：美國池充、日本桩引、德國。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟收夸、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)阐污，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)讓獲得這項技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣咱圆，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell笛辟。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序苏，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)手幢。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忱详。2018年围来，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面监透，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請量上占有主要地位桶错，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機的結(jié)構(gòu)改進胀蛮，在專利申請方向上側(cè)重于改進螺桿結(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院刁。近期，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)化和強化”項目斬獲上海市科技進步獎一等獎粪狼。北京化工大學(xué)教授退腥、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授楊衛(wèi)民，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長再榄、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長狡刘、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授趙玲，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會”困鸥，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)嗅蔬。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著，對汽車輕量化提出了更高要求疾就。特別是在車市持續(xù)萎靡购城、新能源汽車競爭愈發(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虐译。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局吴趴。汽車輕量化要求更高漆诽，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進一步放大！在這個領(lǐng)域有哪些新的進展和要求锣枝？有哪些新的技術(shù)研發(fā)厢拭？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會”開講。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展撇叁，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代供鸠，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史陨闹，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志楞捂，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進了汽車的減重節(jié)能趋厉，提高了汽車的美觀舒適度寨闹。PP以密度小、性價比高君账、具有優(yōu)異的耐熱性能繁堡、耐化學(xué)藥品腐蝕性、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)用椭蹄。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢闻牡。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大绳矩、技術(shù)要求高罩润，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛埋酬、更有效哨啃、更經(jīng)濟、更實用的改性写妥。聚丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體拳球，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)注塑的諸多局限珍特，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上祝峻，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機臺的鎖模力扎筒，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小莱找、平直度高，沒有縮水嗜桌，尺寸穩(wěn)定奥溺，成型視窗大等特點，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨具優(yōu)勢骨宠，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向浮定。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)展层亿，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑桦卒，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%匿又，卡車方灾、工程機械車占20% ，客車碌更、商務(wù)車占35% 裕偿。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)量很不理想痛单，僅適合于需要表面覆皮的高端車击费，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)用桦他；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體蔫巩，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源谆棱，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴散內(nèi)壓的作用下圆仔，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡垃瞧，且其理想的泡孔直徑應(yīng)<50μm ，但目前國內(nèi)行業(yè)實際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm坪郭。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡个从、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件歪沃，如車身門板嗦锐、尾門、風(fēng)道等沪曙；擠出微發(fā)泡適用于密封條奕污、頂棚等；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等液走。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 碳默，較傳統(tǒng)材料在部件上可實現(xiàn)高50%的減重，注射壓力降低約30%～50% 缘眶，鎖模力降低約20% 嘱根，循環(huán)周期減少10%～15%，同時還能提高汽車的節(jié)能性巷懈，較傳統(tǒng)材料可實現(xiàn)高30%的節(jié)能该抒，并且能改善制品的翹曲變形性，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活顶燕。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能凑保，作為汽車車頂，可降低汽車的質(zhì)量割岛，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化犯助。綜上所述癣漆，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但需要注意：1. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗證的技術(shù)剂买、有廣范的市場惠爽、但在中國應(yīng)用尚新。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少瞬哼、更省料的產(chǎn)品設(shè)計)婚肆。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機——高端應(yīng)用和省成本。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品坐慰。

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日常生活中较性，當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味赞咙、綠色環(huán)保责循，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”攀操，日益受到熱捧院仿，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。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)速和。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上歹垫，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)化和強化”項目斬獲科技進步獎一等獎。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦颠放，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)展重點領(lǐng)域排惨，發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段。隨著航天航空慈迈、國防若贮、能源、交通痒留、包裝谴麦、電器、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展伸头，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱匾效、隔音、絕緣恤磷、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切面哼。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快扫步、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一魔策，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)域的熱點與難點。2016年河胎，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項闯袒。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(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)工作游岳。據(jù)趙玲介紹政敢，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類∨咂龋化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留喷户、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访锻，已逐漸被禁止和限制使用褪尝；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闹获，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候恼五、火災(zāi)危險昌罩、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體灾馒，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)茎用，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進入聚合物后會引起熔點睬罗、表面張力和粘度下降轨功、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容达。聚丙烯是結(jié)晶聚合物古涧，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)品花盐；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔羡滑，可操作窗口窄。因此算芯，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柒昏。為了攻克這一難題，近年來熙揍，華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通职祷、中石化北化院、浙江新恒泰届囚、鎮(zhèn)海煉化等單位有梆，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)化意系、強化和工程化等系列工作泥耀，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)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術(shù)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(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)泡專用料蛔添，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/添加劑痰催；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(shè)備體積作郭；釜壓發(fā)泡陨囊、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)計保證了均勻的壓力場弦疮、溫度場和速度場夹攒，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(chǎn)。

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近年來綜合性能優(yōu)異胁塞、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”咏尝，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種压语。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)院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破编检，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)化和強化技術(shù)胎食。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類≡识化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留厕怜、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;而一些新型氟碳氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高蕾总，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全粥航。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)生百，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)递雀，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和黏度下降蚀浆、結(jié)晶行為改變等一系列變化缀程，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結(jié)晶聚合物市俊，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制杨凑，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄秕衙。因此蠢甲，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。為了攻克這一難題据忘，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通鹦牛、中石化北化院、浙江新恒泰勇吊、鎮(zhèn)海煉化等單位曼追，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)化汉规、強化和工程化等系列工作礼殊，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)實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新。趙玲介紹针史，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡晶伦，既可突破結(jié)晶的制約，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型啄枕』榕悖基于這一發(fā)泡機制，他們開發(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)泡專用料频祝，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑泌参。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率脆淹，氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(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)計沽一，保證了均勻的壓力場盖溺、溫度場和速度場，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(chǎn)铣缠。利用上述創(chuàng)新技術(shù)烘嘱，項目團隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板制造;新建了4套蝗蛙、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置拙友，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上歼郭，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)遗契，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元病曾。此外牍蜂，該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文泰涂。趙玲表示鲫竞，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強，除聚丙烯外逼蒙，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)从绘，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料是牢，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾僵井、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域，還可滿足兒童玩具驳棱、食品批什、醫(yī)療、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求社搅。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能驻债，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域，如新能源汽車動力電池墊片形葬、5G通信微波中繼天線罩合呐、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等笙以。

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微發(fā)泡注塑淌实，聚丙烯/橡膠/滑石粉復(fù)合材料，增強增韌聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯作為一種經(jīng)濟高效的熱塑性聚合物，具有材料成本低翩伪、抗腐蝕性好、比強度高和易于成型加工等優(yōu)點谈息，已廣泛應(yīng)用于包裝工程缘屹、紡織、電子產(chǎn)品以及汽車工業(yè)侠仇。以汽車工業(yè)為例轻姿，聚丙烯的年均用量高達255.6百萬噸，研究表明汽車每減重10%就可以將燃料的利用率提高至少6%逻炊。因此互亮，近年來為了節(jié)省材料和能源、減少環(huán)境污染進而實現(xiàn)經(jīng)濟社會的健康可持續(xù)發(fā)展余素，塑料制品的輕量化問題引起了廣大學(xué)者的研究興趣豹休，而其中發(fā)泡注塑成型工藝被視為是一種非常有前途的輕量化實現(xiàn)方式。然而桨吊，由于聚丙烯的熔體強度低威根，導(dǎo)致其發(fā)泡能力非常差，常規(guī)微發(fā)泡注塑聚丙烯產(chǎn)品存在泡孔尺寸大且分布極其不均勻视乐，嚴重降低了其力學(xué)性能洛搀，尤其是沖擊力學(xué)性能。針對上述問題佑淀，山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王桂龍和合作者提出了一種利用橡膠和滑石粉的耦合作用改性聚丙烯的新途徑留美，顯著提高了聚丙烯熔體強度和促進了結(jié)晶，進而改善了聚丙烯的發(fā)泡能力伸刃，終通過微發(fā)泡注塑制備了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的微孔聚丙烯制品谎砾。