南京優(yōu)質(zhì)超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

說到一次性容器你是不是認為紙比塑料更環(huán)保呢？這可不一定尸变，塑料具有重量輕义图，不易受水和陽光影響的特點，適合制作容器召烂，但也因為這樣的特點使得塑料不易被大自然分解碱工，容易造成大量垃圾，因此后來出現(xiàn)紙質(zhì)容器奏夫，但紙質(zhì)容器也不是沒有缺點怕篷，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問題還更大。首先因為紙張?zhí)焐滤镏纾龅剿蜁浕任剑瑳]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麻削，所以摸起來感覺滑滑的蒸痹。但這種復合材質(zhì)的設計就會造成回收的難題春弥，紙加塑料淋膜的設計當被送到回收廠時，如果沒有特殊技術是無法將紙與塑料淋膜分離电抚，不能分離就無法重新回收材料再利用惕稻，而被放在自然環(huán)境中也因為是復合材料很難被分解，所以紙杯基本上只能焚燒蝙叛。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俺祠，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，耐熱借帘，抗腐蝕又安全蜘渣，還可以在微波爐內(nèi)加熱，只要經(jīng)過發(fā)泡加工處理肺然，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器蔫缸，并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用。發(fā)泡技術是塑料在擠出际起，吹塑等加工過程中為了減輕產(chǎn)品的重量拾碌，將二氧化碳或氮氣注入到特殊的塑化裝置中，使氣體與原料充分混合街望，讓塑料產(chǎn)生反應形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過程校翔，利用發(fā)泡技術生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有輕量化，緩沖吸震灾前，吸音防症，保溫等特點，廣泛應用于包裝哎甲，建筑建材等行業(yè)蔫敲。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)了早的泡沫膠木炭玫，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的奈嘿，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)泡之后吞加，人們對這種微孔新型塑料日益感興趣指么，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)可以分為兩種榴鼎。一種是物理發(fā)泡劑伯诬，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳，氮氣巫财，氨氣等氣體盗似，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平项。另一種是化學發(fā)泡劑赫舒，它是一種當受熱后就會釋放如氮氣悍及，二氧化碳等的物質(zhì)，釋放氣體的速度能夠控制接癌，化學發(fā)泡劑一般有碳酸銨心赶，碳酸氫鈉等。發(fā)泡工藝發(fā)泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法缺猛，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中缨叫，再經(jīng)過降壓釋放出氣體，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔荔燎，這種發(fā)泡法由于成本較低耻姥，發(fā)泡后對不會留下殘余物，并且對發(fā)泡塑料性能不會改變有咨。另一種是化學發(fā)泡法琐簇，這種是利用化學方法產(chǎn)生氣體來使塑料發(fā)泡，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)泡座享，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)泡婉商。 后一種是機械發(fā)泡，使用機械攪拌的方法使氣體混入材料中渣叛，然后經(jīng)定型過程形成泡孔的泡沫塑料据某。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）诗箍，隨著塑料在熔化過程中溫度的升高和壓力增加，氣泡開始增長或者與其它氣泡合并變大挽唉，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開始降低滤祖，氣泡也會停止增長并且慢慢成型，這樣就會在塑料中形成很多或大或小的氣孔瓶籽。所以不管采用什么發(fā)泡工藝匠童，使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過形成氣泡核，氣泡核膨脹塑顺，氣泡固化成型這個過程汤求。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，也就是我們常說的珍珠棉严拒，將它作為包裝材料來使用有很多的優(yōu)點扬绪，如防震，防潮裤唠，韌性好等挤牛，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种蘸，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合墓赴，通過管道將其吸入到擠出機入料口竞膳，同時在擠出機中還要加入發(fā)泡劑。在擠出機中需要加溫讓原料熔化诫硕，再通過噴淋冷卻降溫以達到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡坦辟，然后從機頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開章办，展平后收成卷锉走，這樣就可切割后包裝產(chǎn)品了。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纲菌。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀挠日，后通過機器壓封成包裝袋，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了翰舌。塑料通過發(fā)泡技術能讓其內(nèi)部形成氣泡嚣潜，能讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更加輕便，還能起到包裝保護的功能椅贱，現(xiàn)在科學家研究出了一種氣泡金屬懂算，也具有這樣的性能，它就像金屬的氣泡包裝材料庇麦。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计技，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%山橄，能吸收超過普通鋼幾十倍的能量垮媒，具備防輻射，防彈航棱，防火的能力睡雇，在遭遇壓力時其內(nèi)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饮醇。隨著世界資源的減少和對環(huán)境要求的提高它抱，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朴艰，以及材料性能的提升观蓄，成本降低，有些可以通過輕量化實現(xiàn)祠墅，而發(fā)泡技術就是輕量化未來發(fā)展的方向侮穿。那些用于包裝，汽車毁嗦，建筑和日用消費品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡撮珠，輕量化結(jié)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，各種利用發(fā)泡技術制造出來的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來越廣泛芯急。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱勺届、隔音、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能娶耍，近年來被廣泛應用在包裝免姿、建 筑、汽車等行業(yè)榕酒。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降胚膊，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結(jié)構，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術難度大想鹰，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術紊婉，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關 注。文中從制備工藝辑舷、發(fā)泡裝備喻犁、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)何缓，并對該領域 今后的研究方向進行了展望肢础。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖緩震碌廓、 耐腐蝕传轰、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比谷婆，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性慨蛙，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)具有復雜幾何結(jié)構以及高 維尺寸精度的制品纪挎。 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)期贫，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中廷区，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS贾铝，此外其耐老化隙轻、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異，是非常環(huán)保的材料垢揩，因此 EPP 被廣 泛應用于包裝玖绿、建筑、汽車等行業(yè)叁巨，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速斑匪。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝锋勺、裝備蚀瘸、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)狡蝶。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。如 Fig. 1 所示贮勃，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贪惹，然后通過快速卸壓或 者溫度驟升造成熱力學的不穩(wěn)定來形成過飽和體系， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離寂嘉，氣泡開始成核并大量生長奏瞬，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 公司為代表的反應釜 法泉孩，反應釜法也是目前應用廣泛的 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硼端，相對于工藝成熟的反應 釜法而言，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛寓搬。反應釜法: 反應釜法是將 PP 顆粒與助劑混合 造粒后放入反應釜中珍昨，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高，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)泡珠粒订咸。根據(jù)反應釜 中分散介質(zhì)的不同曼尊，又可分為無水法與有水法 2 種:前 者的反應釜中不加入液體的分散介質(zhì)，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脏嚷，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解骆撇，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，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中父叙，所需壓力約2 ～ 6 MPa神郊。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高趾唱、泡孔結(jié)構 好涌乳、可二次發(fā)泡，缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高甜癞。 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 夕晓、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應釜中悠咱， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度蒸辆，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度，繼續(xù)保溫一段時間析既，打開高壓釜放出分散體 到大氣中躬贡，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。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌眼坏、離心分離后在空氣中靜置老化拂玻，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝。改進生產(chǎn)設備的結(jié)構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 中的實驗設備制備了 EPP檐蚜，該設備在反應釜下端加裝了一個排料口模魄懂，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 融熬甚、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響逢渔。結(jié)果 表明，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少乡括， 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比肃廓，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 加诲泌。 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)盲赊，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構分反應釜 與收集釜，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒敷扫。 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哀蘑。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑，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葵第，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP绘迁。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，恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻卒密，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃缀台，工藝 流程時間約為 2. 5 h反應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，所以其關鍵控制條件有反應釜的 溫度哮奇、壓力以及保壓時間等膛腐，適當?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。目前反應釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟鼎俘，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用哲身，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贸伐，如 Fig. 4 ［14］勘天。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)泡珠粒捉邢。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)脯丝、效率高、珠粒尺寸均勻歌逢，缺點是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制巾钉，此外由于 PP 在溫度低于熔點時幾 乎不流動翘狱，而當溫度高于熔點后秘案，熔體強度又急劇下降，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阱高，一般要用改性的熔 體強度較高的 PP赚导，這些缺點限制了擠出法的應用與發(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)泡珠粒的工藝赤惊。 采用丁烷作發(fā)泡劑吼旧，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍未舟，直徑為3 ～ 5 mm圈暗，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 。 在 PP 中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度裕膀， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構员串，從 而 改 進 EPP 的 性 能。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑昼扛，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)寸齐，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料抄谐。實驗表明渺鹦，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度蛹含，還 能夠增加氣泡成核點毅厚，誘導發(fā)生異相成核，從而得到泡 孔密度挣惰、體積膨脹比都較大的 EPP卧斟。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比，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 合憎茂，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過程中各階段的 溫度珍语，缺點是設備成本較高。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)竖幔，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 板乙， 3% ，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP拳氢，研究表 明募逞，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關系，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 增加馋评。另外放接，隨著 CO2 注入量的增加，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加留特，但泡孔密度則是先增大后減小纠脾。擠出法生產(chǎn) EPP 作為連續(xù)玛瘸、高效的生產(chǎn)工藝，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向苟蹈。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糊渊，此 外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2 的應用也是今后的發(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慧脱，增加成核密度渺绒，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)泡劑菱鸥，此外其還具有無毒宗兼、不易燃、化學惰性等 優(yōu)點氮采，近年來受到了廣泛的關注针炉，是替代傳統(tǒng)化 學發(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扳抽，對性能的要求 也不同篡帕，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能，建筑 材料則需要良好的隔音贸呢、隔熱性能镰烧，而汽車部件則需要 更好的剛性等，通常需要對 EPP 的性能進行改進來適 應不同的需求楞陷。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產(chǎn)工 藝怔鳖，二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進 生產(chǎn)中的工藝流程固蛾、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能结执，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構與 形態(tài)，有利于得到泡孔直徑更小艾凯、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品献幔，但由于對材料本身的改變不大，所以對 EPP 力學 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)品的性能趾诗，PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)蜡感、物理共混、熔融支化等恃泪，通過對原料的改 性郑兴，不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度贝乎、得到 更好的泡孔結(jié)構情连，同時也能有目的地改進 EPP 的力學 性能，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向览效。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性却舀、改善其緩沖性 能球榆，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產(chǎn)工藝。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力禁筏，其次是 將顆粒從反應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)衡招，此外反應釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹篱昔，后者會使顆粒的冷卻速率變緩，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固始腾，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性州刽。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 ，發(fā)泡倍率為30 ～ 60浪箭， 閉孔含量為 90% 穗椅，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 的改性方法奶栖，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響匹表，納米碳酸鈣的比表面積大，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用宣鄙，從而使 EPP 的泡孔密度增 大袍镀，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄。Zhang 等分別用 3 種多官能團單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)冻晤、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯苇羡， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP。實驗 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結(jié)構從而增 強線性聚丙烯的熔體強度鼻弧，對比而言设江，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好，其泡孔的結(jié)構尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好攘轩。

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近年來綜合性能優(yōu)異叉存、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”，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種度帮。超臨界二氧化碳(CO2)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鹉胖，近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術領域取得了實質(zhì)性突破，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)化和強化技術够傍。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類甫菠。化學發(fā)泡劑存在化學殘留冕屯、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寂诱，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，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全安聘。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑痰洒，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術作為綠色制造技術瓢棒，已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物后會引起熔點丘喻、表面張力和黏度下降脯宿、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泉粉。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物连霉，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;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔嗡靡，可操作窗口窄跺撼。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讨彼。為了攻克這一難題歉井，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院哈误、浙江新恒泰哩至、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系蜜自、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)化憨募、強化和工程化等系列工作，形成了“適合超臨界CO2發(fā)泡的聚丙烯專用料”“分步/分段發(fā)泡新工藝”“優(yōu)化構建流場結(jié)構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術創(chuàng)新袁辈。趙玲介紹菜谣，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約晚缩，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構和外形尺寸穩(wěn)定成型尾膊。基于這一發(fā)泡機制荞彼，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)泡專用料冈敛，以及能改善泡孔結(jié)構和表觀形態(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)泡倍率鸣皂，氣泡成核和生長的分段實施減小了高壓設備體積;同時釜壓發(fā)泡抓谴、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結(jié)構優(yōu)化設計，保證了均勻的壓力場寞缝、溫度場和速度場癌压，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)。利用上述創(chuàng)新技術荆陆，項目團隊建設了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置滩届，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置被啼，生產(chǎn)效率提高25%帜消，成品率提高到99%以上棠枉，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元泡挺、利稅1.09億元辈讶。此外，該團隊已獲得授權發(fā)明專利8件娄猫、實用新型專利8件;相關研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文

南京優(yōu)質(zhì)超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

發(fā)泡塑木復合材料是將塑料母粒贱除、木粉、填料稚新、發(fā)泡劑和各種助劑按一定比例混合，于成型過程中在復合材料內(nèi)部引入泡孔而制成跪腹。發(fā)泡劑在塑木共混物相體系中形成的氣體相可通過溶解氣體的分離褂删、揮發(fā)性氣體的汽化或化學反應產(chǎn)生氣體的釋放等途徑實現(xiàn)。聚丙烯微孔發(fā)泡發(fā)泡塑木復合材料內(nèi)部良好的泡孔結(jié)構有助于鈍化普通WPC中的裂紋尖端冲茸，阻止裂紋擴展屯阀，因而可以克服普通塑木復合材料脆性較大、抗沖擊強度較小和材料伸長率較低的缺點轴术。另外难衰，由于發(fā)泡塑木復合材料中含有大量泡孔，材料內(nèi)部空隙較大逗栽，制備時所用樹脂量大大削減盖袭，相對節(jié)約了原料成本，也有效降低了材料的密度（約為未發(fā)泡塑木復合材料的50%彼宠，可達0.6～1.0g/cm3）鳄虱，材料的隔音、隔熱和緩沖效果也隨之提高凭峡。此外拙已，因發(fā)泡材料自重輕，便于運輸摧冀、施工和安裝倍踪，有望成為物流包裝等行業(yè)所用木材及塑料的替代品。發(fā)泡塑木復合材料還是一種環(huán)保材料索昂，原料來源廣（回收的二次纖維和廢舊塑料均可）建车，制造成本低廉，其本身還可多次回收再利用椒惨，減少了塑料的使用量癞志，降低了環(huán)境污染，也有益于保護森林資源框产。盡管目前國內(nèi)一些包裝材料制造商及研究單位在努力研發(fā)發(fā)泡型純植物纖維緩沖包裝材料凄杯，但相比較而言错洁，F(xiàn)W－PC因集合了木材與塑料兩者之長，因而仍在性能上更具優(yōu)勢戒突，如強度更高屯碴、耐水性能更好、價格更低廉膊存、應用范圍更廣导而。聚丙烯（PP）價格適中，力學性能優(yōu)異隔崎，耐熱溫度相對較高今艺。PP基發(fā)泡材料的發(fā)泡體系性能和發(fā)泡機理的相關研究比較深入，制備工藝已基本成熟爵卒。我國研究人員對聚丙烯基發(fā)泡塑木復合材料的研究較多虚缎，采用的木質(zhì)材料包括木粉、農(nóng)作物廢料和竹粉等钓株，例如注塑法得到的發(fā)泡塑木復合材料微孔結(jié)構及其增韌改性進行研究实牡，采用自制的塑木粒料和發(fā)泡粒料（比例9：1）在注塑成型機上進行成型，制備出具有不同微孔結(jié)構的PP/木纖維復合材料轴合。對材料綜合性能的測定結(jié)果表明：注射溫度為180℃创坞、保壓壓力為10 ＭＰａ時，所得發(fā)泡塑木復合材料的微孔平均孔徑為53μｍ受葛，微孔密度為2.8×106個/ｃｍ3题涨，微孔為“蜂窩”狀形貌。與未發(fā)泡的塑木復合材料相比总滩，密度降低22%携栋，沖擊韌性提高60%。材料中的微孔改變了裂紋擴展方向咳秉，形成“臺階”婉支、“分叉”，從而增加了裂紋的擴展路徑澜建，同時可使周圍基體變形時容易產(chǎn)生強迫高彈形變向挖。另經(jīng)研究對木纖維/PP 復合微孔發(fā)泡材料制備工藝與材料性質(zhì)之間的關系進行研究，采用化學發(fā)泡法炕舵，利用注塑成型制備得到孔徑更小的木纖維/PP復合微孔發(fā)泡材料何之。該項研究結(jié)果表明，添加木纖維使復合材料的力學性能顯著提高咽筋，且材料的沖擊強度和彎曲強度高于未發(fā)泡材料溶推，但后者的拉伸強度要高于木纖維/PP 復合微孔發(fā)泡材料；復合微孔發(fā)泡材料的密度隨木纖維摻量的增加而增大，但小于未發(fā)泡材料的密度蒜危，而且當木纖維摻量提高時虱痕，泡孔直徑先減后增，木纖維摻量為5% 時辐赞，泡孔直徑小部翘，為20.5μｍ。有研究顯示制備發(fā)泡塑木復合材料的主要原料選定為秸稈粉和PP响委，通過調(diào)整偶氮二甲酰胺（AC）發(fā)泡劑與乙烯－醋酸乙烯高聚物（EEVA）的比例新思、偶聯(lián)劑的種類和含量擠出工藝條件參數(shù)研究發(fā)泡工藝。結(jié)果表明：AC發(fā)泡劑含量為4份時赘风，所得發(fā)泡材料密度小為0.95g/cm3夹囚，沖擊強度大為14.88KJ/m2；當EVA含量在12％時邀窃，材料的密度達到小荸哟，為0.84g/cm3，沖擊強度達到大蛔翅，為11.4KJ/m2敲茄；偶聯(lián)劑（馬來酸酐接枝聚丙烯位谋，MAH－ｇ－PP）為6份時山析，發(fā)泡材料的沖擊強度達到大，為11.56KJ/m2掏父；制備發(fā)泡母粒時笋轨，擠出機螺桿溫度為150℃ 時，密度達到0.94g/cm3赊淑，沖擊強度達到12.04KJ/m2爵政。以竹粉和PP為原料采用注塑法制備了發(fā)泡塑木復合材料。實驗以乙烯辛烯共聚物（POE）和馬來酸酐接枝POE（POE－ｇ－MAH）作為復合材料的增韌劑陶缺。結(jié)果顯示：添加POE和POE－ｇ－MAH會略微降低材料拉伸強度和彎曲強度钾挟，但可明顯提高材料的缺口沖擊強度，二者用量分別為15%和8%饱岸；采用8%POE－ｇ－MAH增韌的復合材料的缺口沖擊強度為8.55KJ/m2掺出，提高了35.7%，可很好地應用于汽車內(nèi)飾件苫费。環(huán)境掃描電鏡（ESEM）測定結(jié)果顯示汤锨，增韌后的復合材料斷裂形式轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。動態(tài)頻率掃描結(jié)果顯示百框，POOE對復合材料流變性能的影響較小闲礼，而POE－ｇ－MAH增韌的復合材料的儲能模量和復數(shù)黏度明顯增大。

南京優(yōu)質(zhì)超臨界二氧化碳發(fā)泡定制

2020年我國聚丙烯表觀消費量將首度突破3000萬噸，恒力石化柬泽、浙江石化慎菲、利和知信、中科煉化相繼投產(chǎn)聂抢，聚丙烯規(guī)模增加達到215萬噸/年钧嘶，國內(nèi)聚丙烯市場正在走入產(chǎn)能過剩階段。2020年1-5月份琳疏，國內(nèi)聚丙烯市場運行情況如何呢有决？市場價格走勢新冠疫情影響下，一季度國內(nèi)兩桶油合成樹脂庫存量持續(xù)超過160萬噸空盼。二季度市場需求端逐漸恢復书幕，供應端有生產(chǎn)降負荷操作，兩者剪刀差作用下揽趾，市場供需端矛盾有所緩解台汇。纖維料需求持續(xù)強勁，二季度末聚丙烯價格上漲篱瞎。半年內(nèi)拉絲均價在7186.32元/噸苟呐，較去年同期下跌17.81%，低融共聚均價在7708.68元/噸俐筋，較去年同期下跌17.61%牵素。聚丙烯微孔發(fā)泡裝置開工負荷及產(chǎn)量概況2-5月企業(yè)開工負荷穩(wěn)步回升，同時澄者，上半年未進入檢修集中期笆呆，對整體開工負荷恢復影響不大。1　2020年1-5月國內(nèi)聚丙烯裝置停車檢修情況統(tǒng)計表2020年2粱挡、3赠幕、4月份裝置檢修損失量均交去年同期有明顯增長。2020年2月份國內(nèi)聚丙烯裝置檢修損失量34.60萬噸询筏，環(huán)比增195.64%榕堰。內(nèi)外新增聚丙烯裝置投產(chǎn)情況表2　國內(nèi)新增聚丙烯裝置投產(chǎn)一覽圖片中科煉化剛剛于6月份投產(chǎn)，下半年仍有371萬噸的計劃新增產(chǎn)能嫌套，隨著時間后移逆屡，市場供給壓力將逐步增大。表3　國外聚丙烯裝置投產(chǎn)一覽圖片越南曉星裝置已開啟對華銷售灌危，阿曼石化30萬噸聚丙烯裝置于6月初試車康二，正式投產(chǎn)或于2020年3季度末。需求端變化勇蝙、塑料制品產(chǎn)量變化年上半年來說沫勿，塑料制品產(chǎn)量并無明顯增長挨约，其主要原因是中美貿(mào)易摩擦影響國內(nèi)塑料制品的出口情況以及突發(fā)的公共衛(wèi)生事件，對國內(nèi)产雹、國外市場需求的雙重打擊诫惭。中國外需市場恢復不足，國外需求仍有很大不確定性蔓挖。國內(nèi)“地攤經(jīng)濟”將有可能帶動需求增加夕土。2、下游主要行業(yè)開工情況 3瘟判、聚丙烯出口情況情影響下怨绣，出防護用品出口大幅增加外，多數(shù)領域表現(xiàn)遜色拷获。聚丙烯月出口數(shù)量或在2.5-3.3萬噸內(nèi)區(qū)間震蕩篮撑。四、不同來源制聚丙烯成本利潤情況 2020年聚丙烯企業(yè)的利潤較2019年大相徑庭匆瓜，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)盈利水平較去年出現(xiàn)明顯的擴大赢笨。由于低油價的影響，油制聚丙烯的利潤水平較2019年大幅上提驮吱，其中在4月利潤持續(xù)2020年上半年的情況來看茧妒，油制PP的利潤均值1872.23元/噸，較去年同期上漲50.09%左冬，值39元/噸附近桐筏，創(chuàng)6年來新低，但值接近4400元/噸又碌。煤制PP的利潤均值1660.41元/噸九昧，較去年同期下跌38.25%绊袋。PDH制PP利潤均值1251.81元/噸毕匀，較去年同期下跌32.55%。外采甲醇制聚丙烯企業(yè)受甲醇價格低位影響癌别，盈利得到較大改善皂岔，2020年外采甲醇制聚丙烯平均盈利水平1252.88元/噸，較去年上漲43.74%展姐。新冠疫情改變了國內(nèi)聚烯烴市場的需求格局躁垛，市場供需端壓力將集中在4季度展現(xiàn)。著國內(nèi)大煉化項目圾笨、PDH項目陸續(xù)上馬教馆，國內(nèi)聚丙烯（PP）市場成為群雄角力之地。新建項目投產(chǎn)擂达，PP產(chǎn)能仍將快速增長土铺，預計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸，自給率將近90%。屆時悲敷，高性能品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏究恤。