溫州靠譜MPP聚丙烯微孔發(fā)泡定制

摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)乏德，其中凝膠含量約為10%撤奸，且凝膠的交聯(lián)點(diǎn)之間平均相對分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105吠昭。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比，具有相近的剪切黏度和熔體流動速率胧瓜，但熔體彈性明顯增加矢棚，且有應(yīng)變硬化行為，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍府喳。因此蒲肋，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑钝满，在不加入成核劑的條件下兜粘，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃弯蚜。因此孔轴，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強(qiáng)度，使氣泡核增長時泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生碎捺。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強(qiáng)度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量路鹰，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)，引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)收厨。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能晋柱，但是會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帽氓，必須加入納米成核劑趣斤。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，在沒有使用成核劑的條件下黎休，均得到了高泡孔密度的泡沫材料浓领。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，但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升势腮，引起加工困難联贩，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，應(yīng)用上受到限制捎拯。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)泪幌，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度署照，并改善聚烯烴發(fā)泡性能祸泪。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)建芙，并且對形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征没隘，同時測試了改性聚丙烯的流變行為。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進(jìn)行了評價禁荸。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:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050右蒲，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5阀湿，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%瑰妄，苯乙烯(St):純度99%:上合葑欤化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%，上海凌峰試劑廠间坐。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);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV灾挨，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竹宋。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g涨醋、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g逝撬，混合，加入密煉機(jī)中乓土，170℃宪潮，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下，熔融反應(yīng)6.0min趣苏。然后停止攪拌狡相，在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min。反應(yīng)過程大致如Fig.2食磕。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后尽棕，放入5gPP樣品。關(guān)閉高壓釜彬伦，充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa滔悉。高壓釜在油浴中升溫至170℃，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)单绑。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa回官，保持30min后，迅速打開閥門泄壓搂橙，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品歉提。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。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黏度增加区转。為了比較2種PP剪切黏度的變化苔巨，通過Cross方程對兩曲線進(jìn)行擬合。從Tab.1中可以看到废离，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侄泽，且熔體指數(shù)略有下降，這主要是因?yàn)槲⒔宦?lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)間的平均相對分子質(zhì)量達(dá)到了3.0×105厅缺，遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)蔬顾。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)宴偿，使得熔體松弛時間和熔體彈性增加，所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍诀豁。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46窄刘，剪切變稀行為有所減弱。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論舷胜，在末端低頻率區(qū)域娩践，只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻(xiàn)，所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示烹骨，改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍翻伺，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87，改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)沮焕。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感吨岭。Fig.4(B)顯示，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升峦树，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辣辫。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小，熔體彈性行為越明顯魁巩。Winter和Chambon的研究表明急灭，在臨界凝膠點(diǎn)，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)谷遂，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)葬馋。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，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)象肾扰，并認(rèn)為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生畴嘶。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時，由于法向應(yīng)力差的的作用白对，呈現(xiàn)彈性行為掠廓。通過比較法向應(yīng)力差，可知聚合物熔體彈性的大小甩恼。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變蟀瞧。由Fig.5可以看到，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高条摸，熔體彈性增強(qiáng)悦污。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時，2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線钉蒲，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線切端。由于拉伸應(yīng)變速率較大，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂顷啼，且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生踏枣。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為昌屉，瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線，大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍茵瀑，達(dá)到5.6×105Pa·s间驮。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)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響马昨。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑竞帽，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℃鸿捧、壓力15MPa屹篓。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匙奴，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)堆巧。說明純PP的熔體強(qiáng)度不夠，無法支持發(fā)泡時氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力泼菌，在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時恳邀，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示灶轰，改性PP發(fā)泡后，可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個橫截面刷钢，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)笋颤。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。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右内地，泡孔密度達(dá)到1.1×109cm－3伴澄。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為，不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度阱缓，同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時非凌，熔體形變變得均勻，使得熔體不容易斷裂荆针，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善敞嗡。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率，具體原因尚需更多的研究航背。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性喉悴，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯。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玖媚，沒有使剪切黏度劇烈增加箕肃，使得在改善發(fā)泡性能的同時，保持了聚丙烯的加工性能今魔。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡勺像，在不加入任何成核劑的條件下障贸，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料吟宦。

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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應(yīng)用價值：微孔發(fā)泡材料的韌性高篮洁、疲勞壽命長、比強(qiáng)度高督函、熱穩(wěn)定性高嘀粱、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕辰狡、隔熱锋叨、吸震、隔音宛篇、價格低廉等特點(diǎn)娃磺。這是因?yàn)檫@種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細(xì)裂縫小得多的孔徑，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端叫倍，所以不會降低塑料的強(qiáng)度偷卧。因此，在汽車吆倦、航天航空和其他各種運(yùn)輸工具等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價值听诸。聚丙烯微孔發(fā)泡通過研究熔體流動速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，低熔體流動速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機(jī)械性能蚕泽。日本Sumitom化學(xué)公司利用幾種熔體流動速率不同的聚合物共混發(fā)泡晌梨，制得了一種沖擊強(qiáng)度高且具有類似于皮革結(jié)構(gòu)紋理的柔軟片材，這種泡沫塑料的發(fā)泡倍率在1.1~2.0之間须妻。聚丙烯微孔發(fā)泡材料成核劑改性聚丙烯材料：PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料仔蝌，它的結(jié)晶速度較慢慢，容易形成尺寸較大的球晶荒吏，導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差敛惊，制品的外觀缺乏美感，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用绰更。利用成核劑改性聚丙烯瞧挤，是一種制備透明度高，力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法儡湾，因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用皿伺。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性，適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性盒粮；且共聚PP的透明性比均聚PP好鸵鸥。張廣平等采用2，2-亞甲基-雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑妒穴，研究了成核劑對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響宋税。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%。此時讼油，復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃杰赛，結(jié)晶度增加3%~6%，結(jié)晶速率顯著增加矮台；材料的模量提高了20%~30%乏屯，彎曲強(qiáng)度也提高了10%~20%。纖維增強(qiáng)聚丙烯材料：纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一瘦赫，尤其是在汽車用塑料中辰晕。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，在塑料中纖維長度需要大于LC确虱，既零界長度含友，LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長度小于LC校辩，其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大窘问。例如，玻纖增強(qiáng)PP中宜咒，玻璃纖維的零界長度為3.1 mm惠赫；而在另外一種經(jīng)過化學(xué)改性的PP中，LC可能降到0.9mm以下故黑。對于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料汉形，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm，限制了制成品性能的提高倍阐。而在長玻纖增強(qiáng)塑料部件中，玻璃纖維的殘留長度可以達(dá)到3mm以上逗威，大大提高了制品的物理機(jī)械性能峰搪。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用價值由于長纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長，它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右凯旭；比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高概耻；此外，這種材料的加工流動性好罐呼，制品外觀光亮鞠柄、無塌坑等缺陷，制品的成型收縮率也小嫉柴。的研究成果表明厌杜，長玻纖增強(qiáng)聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強(qiáng)聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時，LFG/PP的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度明顯高于SFG/PP夯尽。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展瞧壮，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒（低毒）匙握、絕熱咆槽、隔音、絕緣圈纺、緩沖秦忿、輕量化等性能，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)蛾娶。隨著國民對于環(huán)保灯谣、綠色、安全茫叭、舒適要求愈加苛刻酬屉，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃、可（完全）降解揍愁、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧呐萨，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)。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》項目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎莽囤，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷谬擦，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用，包括新能源汽車動力電池墊片等等朽缎，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)用惨远。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、隔音话肖、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性北秽，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、汽車減震最筒、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等贺氓。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料，如地板床蜘、頂棚辙培、方向盤、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料邢锯，這種材料耐候性能較差扬蕊，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著丹擎，對汽車輕量化提出了更高要求尾抑。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，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向蛮穿。整車廠庶骄、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)及安全性能践磅。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果单刁，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題。在暴雨府适、淺灘羔飞、霧霾等極端條件下，為滿足汽車行駛過程中動力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求檐春，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動力電池上逻淌。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量、提升安全性疟暖，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個電芯卡儒，可在一定時間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控。由于特斯拉在動力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用俐巴，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應(yīng)用推廣骨望。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(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)域欣舵，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一擎鸠。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)課題缘圈。日常生活中劣光，當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時糟把，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味绢涡、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異遣疯、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”雄可，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種另锋。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快狭归、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一夭坪，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)。其中过椎，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)室梅。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項。該項目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝亡鼠，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)工作赏殃。據(jù)項目團(tuán)隊專家介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類间涵∪嗜龋化學(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)勾哩；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用抗蠢，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^高或價格昂貴思劳，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全迅矛。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險潜叛、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端秽褒，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)威兜，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)销斟，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降牡属、結(jié)晶行為改變等一系列變化票堵，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物逮栅，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制悴势，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措伐，可操作窗口窄特纤。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侥加。了攻克這一難題捧存，近年來，團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通担败、中石化北化院昔穴、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位提前，在合適物料體系吗货、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、強(qiáng)化和工程化等系列工作狈网，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(shí)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(jī)制宙搬，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)泡專用料笨腥，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)泡倍率勇垛，氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積脖母；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)計保證了均勻的壓力場闲孤、溫度場和速度場谆级，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)崭放，項目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置哨苛，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造；新建了4套币砂、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置建峭，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上决摧；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)亿蒸；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億，利稅1.09億掌桩。隨著應(yīng)用市場快速開拓边锁，2019年共推廣新建了13套裝置，市場占有率高和競爭力強(qiáng)波岛。項目團(tuán)隊獲得授權(quán)發(fā)明專利8件茅坛、實(shí)用新型專利8件；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文则拷，“國外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為贡蓖。”科技查新表明煌茬，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平斥铺，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性。

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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)保呢坛善？這可不一定晾蜘，塑料具有重量輕，不易受水和陽光影響的特點(diǎn)眠屎，適合制作容器剔交，但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解，容易造成大量垃圾改衩，因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器岖常，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燎字。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤冉罚龅剿蜁浕瑳]辦法單獨(dú)承裝液體候衍，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笼蛛，所以摸起來感覺滑滑的。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計就會造成回收的難題蛉鹿，紙加塑料淋膜的設(shè)計當(dāng)被送到回收廠時滨砍，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妖异，而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解惋戏，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他膳，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)响逢，耐熱，抗腐蝕又安全棕孙，還可以在微波爐內(nèi)加熱舔亭，只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器蟀俊，并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用钦铺。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出，吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量肢预，將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中矛洞，使氣體與原料充分混合，讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程烫映，利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化沼本，緩沖吸震，吸音窑邦，保溫等特點(diǎn)擅威，廣泛應(yīng)用于包裝，建筑建材等行業(yè)冈钦。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郊丛，在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的瞧筛，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)制成泡沫塑料厉熟。到了80年代美國人研制出了微孔發(fā)泡之后，人們對這種微孔新型塑料日益感興趣较幌，并逐漸成為市場上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)揍瑟。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場上普遍使用的發(fā)可以分為兩種。一種是物理發(fā)泡劑乍炉，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳绢片，氮?dú)饴蒜桑睔獾葰怏w，并且這些氣體在氣態(tài)下不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)底循，而且在氣態(tài)時在塑料中的擴(kuò)散速度會低于在空氣中的擴(kuò)散速度巢株。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑，它是一種當(dāng)受熱后就會釋放如氮?dú)馕醯樱趸嫉鹊奈镔|(zhì)阁苞，釋放氣體的速度能夠控制，化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨祠挫，碳酸氫鈉等那槽。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中等舔，再經(jīng)過降壓釋放出氣體骚灸，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔，這種發(fā)泡法由于成本較低慌植，發(fā)泡后對不會留下殘余物逢唤，并且對發(fā)泡塑料性能不會改變。另一種是化學(xué)發(fā)泡法涤浇，這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡鳖藕，是對加入塑料中的化學(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)泡只锭。 后一種是機(jī)械發(fā)泡著恩，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蜻展。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后喉誊，發(fā)泡劑的分子就會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纵顾，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大伍茄，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低，氣泡也會停止增長并且慢慢成型施逾，這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔敷矫。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)過形成氣泡核汉额，氣泡核膨脹曹仗，氣泡固化成型這個過程。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)泡膜蠕搜，也就是我們常說的珍珠棉怎茫，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點(diǎn)，如防震妓灌，防潮轨蛤，韌性好等蜜宪，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祥山，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合端壳，通過管道將其吸入到擠出機(jī)入料口，同時在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑枪蘑。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)泡岖免，然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜岳颇。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開，展平后收成卷颅湘，這樣就可切割后包裝產(chǎn)品了话侧。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。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀闯参，后通過機(jī)器壓封成包裝袋瞻鹏，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了。塑料通過發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡鹿寨，能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便新博，還能起到包裝保護(hù)的功能，現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬脚草，也具有這樣的性能赫悄，它就像金屬的氣泡包裝材料。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馏慨，它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬埂淮，它比合金鋼要輕70%，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量写隶，具備防輻射倔撞，防彈，防火的能力慕趴，在遭遇壓力時其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護(hù)的作用痪蝇，也許將來我們就能用到這種氣泡金屬。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高冕房，怎么提高可持續(xù)性以及提升效率霹俺，推動材料和能源消耗的下降，以及材料性能的提升毒费，成本降低丙唧，有些可以通過輕量化實(shí)現(xiàn)，而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來發(fā)展的方向觅玻。那些用于包裝想际，汽車培漏，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)展胡本，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用牌柄，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。