浙江優(yōu)質(zhì)超臨界二氧化碳發(fā)泡廠家
發(fā)布時間:2022-08-22 01:21:57浙江優(yōu)質(zhì)超臨界二氧化碳發(fā)泡廠家
據(jù)調(diào)查术裸,汽車整體重量每減少100千克,百公里油耗可降低0.3-0.6升亭枷。隨著國家第二階段燃油指標5L/100Kg要求,以及電動汽車行程問題的凸顯袭艺,汽車材料輕量化已成行業(yè)潮流。目前叨粘,在汽車非金屬材料輕量化領(lǐng)域猾编,發(fā)泡材料正在發(fā)揮理想作用,成為實現(xiàn)汽車輕量化的環(huán)保解決方案升敲。具體到汽車非金屬材料輕量化領(lǐng)域答倡,化學微發(fā)泡技術(shù)已成為主機廠及相關(guān)零件廠商競相研究的主要課題之一,諸如通用驴党、寶馬瘪撇、奔馳等汽車品牌在車門內(nèi)襯板、儀表板、后門內(nèi)襯板倔既、底護板等汽車內(nèi)飾中大范圍地應(yīng)用化學微發(fā)泡材料恕曲。化學微發(fā)泡技術(shù)在汽車輕量化渤涌、降低成本等方向會越來越重要码俩。山東昊智新型材料科技有限公司(以下簡稱昊智新材料)化學發(fā)泡劑正在引領(lǐng)這個方向努力。聚丙烯微孔發(fā)泡所謂微發(fā)泡材料歼捏,指的是以材料為基體稿存,內(nèi)部含有從幾十微米到幾百微米尺寸泡孔的多孔聚合物材料。微發(fā)泡主要分為超臨界氣體的物理發(fā)泡和發(fā)泡劑的化學發(fā)泡兩種瞳秽。而就化學微發(fā)泡材料來說瓣履,和普通塑料相比,其既能有效減重练俐,又能減少注塑缺陷袖迎、提高注塑效率,還具備隔熱腺晾、吸音燕锥、緩沖性能等特殊性能。在塑料微孔發(fā)泡和技術(shù)領(lǐng)域的多年探索和研究與開發(fā)中悯蝉,昊智新材料已在該領(lǐng)域取得了實際應(yīng)用归形,專注于高性能環(huán)保型微孔發(fā)泡的化學發(fā)泡劑、特殊發(fā)泡樹脂鼻由、技術(shù)和工藝解決方案暇榴。自主開發(fā),生產(chǎn)和銷售的精細化學發(fā)泡劑用于合成樹脂和橡膠:例如PP蕉世,PE蔼紧,PS,ABS狠轻,PA奸例,PVC,EVA向楼,TPU查吊,TPE,TPR蜜自,PPO等材料的擠出菩貌,注塑和吹塑、模壓成型工藝重荠。實現(xiàn)成型產(chǎn)品的輕量化箭阶、節(jié)省成本虚茶、減少能耗和噪音、減少浪費仇参、提高產(chǎn)品尺寸精度并縮短成型周期嘹叫。注塑化學發(fā)泡劑,其應(yīng)用于塑料內(nèi)飾件生產(chǎn)時诈乒,可使汽車內(nèi)飾件具有高度一致的泡孔結(jié)構(gòu)罩扇,直徑縮小至60微米,并使材料減重7%怕磨,同時還具有節(jié)省原材料喂饥、提升隔熱和隔音性能、增加側(cè)壁硬度肠鲫、增強表面紋理等功能员帮。化學發(fā)泡劑應(yīng)用了專有的清除技術(shù)导饲,可降低水捞高、CO2和酸的影響,減小其對注塑模具的腐蝕渣锦,并大限度地減少翹曲和縮痕硝岗。此外,其對產(chǎn)品外觀和性能均無不利影響袋毙,而早期的化學發(fā)泡劑產(chǎn)品會影響汽車塑料件的表面光潔度型檀,而使其應(yīng)用受限。同時娄猫,使用化學發(fā)泡母粒時贱除,設(shè)備基本上不用改動就可以輕松實現(xiàn)發(fā)泡,避免了物理發(fā)泡帶來的巨額投資媳溺。昊智新材料在提升汽車輕量化上的應(yīng)用產(chǎn)品涉及發(fā)泡劑聚丙烯、聚丙烯發(fā)泡劑碍讯、熱塑性彈性體發(fā)泡母粒悬蔽。熱塑性彈性體發(fā)泡母粒 圖源:山東昊智新材料成型發(fā)泡產(chǎn)品可用于實現(xiàn)汽車輕量化的部件有:頭枕、儀表板捉兴、門襯蝎困、方向盤、輪胎罩倍啥、行李倉內(nèi)襯禾乘、座位靠背裝飾、遮陽板虽缕、保險杠芯材始藕、空調(diào)阻隔板、地毯支撐材料、頂板伍派、側(cè)護板江耀、門內(nèi)板吸能保護墊、緩沖墊诉植、消音內(nèi)插件祥国、后置發(fā)動機分隔間、發(fā)動機護罩晾腔。除了應(yīng)用于汽車輕量化舌稀,化學微發(fā)泡技術(shù)還可以用于PE樹脂微孔發(fā)泡的典型應(yīng)用。用于吹塑PE溫室薄膜灼擂,加入發(fā)泡母料的1.5%壁查,吹塑發(fā)泡后產(chǎn)品密度為0.624g / cm3。
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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP缤至,是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小于10微米潮罪,泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在领斥,MPP具有優(yōu)異的減震嫉到、緩沖、隔熱和吸聲等性能月洛,可廣泛應(yīng)用于包裝何恶、交通工具、箱包嚼黔、體育器材等領(lǐng)域细层,是傳統(tǒng)EVA、PU唬涧、PS發(fā)泡材料疫赎、EPE和EPP的替代物。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應(yīng)用應(yīng)用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP碎节,在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體捧搞,并誘導其成核、發(fā)泡狮荔,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料胎撇。發(fā)泡過程清潔無污染,發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保殖氏。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)晚树,因此可回收循環(huán)使用。丙烯(PP)本身是無毒材料雅采,是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料爵憎。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械慨亲、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領(lǐng)域。也可應(yīng)用于兒童拼圖纲堵、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領(lǐng)域巡雨,代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫,EVA泡沫席函。PP是半結(jié)晶聚合物铐望,其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE茂附、PS正蛙、PU發(fā)泡材料,MPP的使用溫度可達120℃营曼,因此MPP特別適合高溫包裝乒验、高溫保溫等領(lǐng)域。MPP集增強蒂阱、隔熱和降噪為一體锻全,也特別適用于對材料輕量化要求較高的領(lǐng)域,如汽車录煤、軌道交通鳄厌,船舶,風機葉片等妈踊。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用了嚎,代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等廊营,特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用歪泳。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,由于泡孔較小露筒,微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小呐伞。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料,更加降低制品重量和體積慎式。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控荸哟,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材,而片材表面不會穿孔瞬捕,可應(yīng)用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在舵抹,MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板肪虎,提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流惧蛹,從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞扇救。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的刑枝、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用迅腔。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔装畅,MPP具有極佳的表面保護性能,可應(yīng)用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領(lǐng)域沧烈。
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聚丙烯(PP)是輕的通用塑料掠兄,因其綜合性能優(yōu)異,生產(chǎn)成本低锌雀,廣泛的用于家電蚂夕、包裝、化工及汽車等領(lǐng)域腋逆,產(chǎn)量居于通用塑料的第2位婿牍;聚丙烯的缺點是低溫沖擊性能差、易老化惩歉,而且抗靜電性等脂、耐候性和染色性差,因此材料界和產(chǎn)業(yè)界都很關(guān)注聚丙烯的改性撑蚌。小編對聚丙烯幾個常見的改性方法進行簡單的介紹上遥,希望能夠和同行進行交流,互有助益锨并。聚丙烯微孔發(fā)泡一露该、聚丙烯 / 無機納米復合材料剛性和韌性是考察塑料性能的兩個重要指標,如何能夠使塑料同時具有良好的剛性和韌性是人們一直以來追求的目標第煮,無機納米例子改性是解決這一矛盾的方法之一解幼。大粒徑填料改性聚合物相比,無機納米粒子填充改性的聚合物具有更加優(yōu)異的力學性能包警。為了使無機納米粒子盡可能均勻的分散在聚合物基體中撵摆,需要對無機納米粒子進行表面改性,經(jīng)過表面改性的無機納米粒子能夠提高它與基體樹脂界面層的黏結(jié)強度害晦,充分發(fā)揮剛性無機粒子對聚合物的增強增韌作用特铝。納米級別的碳酸鈣為例,用納米碳酸鈣能同時增強增韌壹瘟,且增韌效果比微米級碳酸鈣更好鲫剿。同時研究發(fā)現(xiàn),納米碳酸鈣的形態(tài)不同稻轨,復合材料的力學性能也大不一樣灵莲。立方形納米碳酸鈣有利于改善復合材料的沖擊性能,而纖維狀納米碳酸鈣則能明顯改善材料的拉伸性能殴俱,納米碳酸鈣能使PP球晶明顯的細化政冻。二枚抵、聚丙烯微孔發(fā)泡材料聚丙烯材料進行微孔發(fā)泡改性的時候,它的強度不會降低明场,原因很有趣汽摹,因為該材料中含有比原來的缺陷或微細裂縫還小得多的孔徑,因為這種孔徑的存在苦锨,鈍化了塑料中原有裂縫的尖端逼泣,且不會降低塑料的強度。微孔發(fā)泡材料的韌性高逆屡、疲勞壽命長圾旨、比強度高、熱穩(wěn)定性高魏蔗、介電常數(shù)低砍的。除此之外還有質(zhì)輕、隔熱莺治、吸震廓鞠、隔音、價格低廉等特點谣旁。因此床佳,在汽車、航天航空和其他各種運輸工具等領(lǐng)域微孔發(fā)泡聚丙烯得到了強力發(fā)展榄审。三砌们、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,它的結(jié)晶速度較慢搁进,容易形成尺寸較大的球晶浪感,導致制品的光澤度和透明改性差,制品的外觀缺乏美感饼问,限制了其在透明包裝的日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用影兽。利用成核劑改性聚丙烯,是一種制備透明度高莱革,力學性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法峻堰,因此在聚丙烯的改性當中被廣泛應(yīng)用。PP透明成核劑目前常見的有滑石粉盅视、二氧化硅捐名、云母、芳基磷酸鹽類等闹击,一般來講桐筏,添加量不大于0.8%效果比較好,具體的應(yīng)用要依據(jù)現(xiàn)場情況具體分析。四梅忌、長玻纖增強聚丙烯材料長玻纖纖維增強聚丙烯復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,尤其是在汽車用塑料中除破,為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強作用牧氮,在塑料中纖維長度要大于Lc,既臨界長度瑰枫,Lc取值與塑料的種類有直接關(guān)系踱葛。如果纖維的長度小于Lc,其增強效果與一般的粉末填料區(qū)別不大光坝。例如尸诽,玻纖增強PP中,玻璃纖維的臨界長度為3.1mm盯另,而在另外一種經(jīng)過化學改性的PP中性含,Lc可能降到0.9mm以下。對于普通的短波纖增強塑料鸳惯,制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm商蕴,限制了制成品性能的提高。而在長玻纖增強塑料部件中芝发,玻璃纖維的殘留長度可以達到3mm以上绪商,大大提高了制品的物理機械性能。由于長玻纖增強熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長辅鲸,它的沖擊強度比普通的纖維增強材料高了4倍左右格郁;比強度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高,此外独悴,這種材料的加工流動性好例书,制品外觀光亮、無塌坑等缺陷绵患,制品的成型收縮率也小雾叭。
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當前,作為制約人類生存和經(jīng)濟發(fā)展的水資源受到更大程度的保護落蝙,水污染治理也得到了高度的重視织狐。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì),對環(huán)境和人體有很大危害筏勒,因此要開發(fā)綜合利用移迫,采取科學的凈化措施才可排放,化害為利管行。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)厨埋。研究表明,造成水污染的污染物中捐顷,重金屬占據(jù)主導地位荡陷,一些重金屬對人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴重威脅雨效。尤其是化工廢水中有些含有如氰、酚废赞、砷徽龟、汞、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)唉地,以及無機酸据悔、堿類等刺激性、腐蝕性的物質(zhì)耘沼,在一定的濃度下對生物和微生物產(chǎn)生毒性影響极颓。環(huán)境中的銅離子很容易通過食物鏈進入人體中,會引起頭痛群嗤、呼吸困難菠隆、引起血管內(nèi)溶血、損傷神經(jīng)系統(tǒng)骚烧,對人體健康造成嚴重的威脅浸赫。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濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標用材赃绊。在工業(yè)污水處理工程中既峡,聚乙烯醇(PVA)是常用的高分子聚合物,其具有良好的水溶性碧查、黏附性运敢、機械性能和穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于紡織忠售、食品和醫(yī)藥等行業(yè)传惠。近些年來,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)用中稻扬。在有關(guān)公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中卦方,多以聚乙烯醇為原料,配以甲醛泰佳、淀粉盼砍、半纖維素、竹炭逝她、聚丙烯酸浇坐、生物炭、海泡石黔宛、水滑石近刘、坡縷石水等聚合物,再經(jīng)發(fā)泡處理制備。不僅具有強吸水性觉渴,而且能夠通過吸附污漬實現(xiàn)凈化除污介劫。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)疆拘,為社會倡導的高效蜕猫、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案。針對污水處理的實際需求哎迄,本文僅限于對幾種公開的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹,如淀粉基隆圆、碳納米管改性的水凝膠漱挚、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖渺氧、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料旨涝。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 。該類發(fā)泡材料主要由包含半纖維素和海泡石的材料制備而成侣背。利用半纖維素增強白华、增韌的作用,以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學性能贩耐,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弧腥,再經(jīng)發(fā)泡處理而成。具有比表面積大潮太,結(jié)構(gòu)穩(wěn)固管搪,過濾分離和吸附效率好,同時具有優(yōu)異的親水性能和力學性能铡买,能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬更鲁,并有脫除異味和脫色的效果,適用于污水處理技術(shù)奇钞。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對工業(yè)污水中的重金屬進行吸附澡为。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,其高吸附能力和很高的表面活性景埃,使它成為獨特的多功能吸附劑媒至。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料,是利用腐殖酸和海泡石的增強作用纠亚,將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇塘慕、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中,形成對重金屬離子吸附效率好蒂胞、吸附量大图呢,而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、力學性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料。試驗表明蛤织,凈化去污能力好赴叹,不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水,同時還可以處理工業(yè)廢水指蚜,如電鍍乞巧、紡織、印染摊鸡、化工绽媒、制藥等工業(yè)排放的廢水,特別是不易生物處理的廢水免猾,并且可以回收廢水中的貴金屬是辕、稀有金屬等。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體猎提,適用于需要殺菌的場合获三。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,容易對周圍環(huán)境造成污染锨苏。天然高分子材料對生物無毒疙教,傳質(zhì)性能好,但強度低伞租,厭氧條件下易被微生物分解贞谓,壽命短。合成高分子材料強度高肯夏,化學穩(wěn)定性好经宏,但傳質(zhì)性能差。因此驯击,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)泡材料用來處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能烁兰。又能擁有強度高、化學穩(wěn)定性好的優(yōu)點徊都。該實驗中采用機械打泡法和化學發(fā)泡法制備的聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料孔分布良好,孔徑重復率性沪斟,對廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力,穩(wěn)定后COD去除效果可達90%以上暇矫,氨氮去除效果可達96%以上主之。因此也可作為污水處理的潛在方案。圖源:河北科技大學 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案李根。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開孔結(jié)構(gòu)槽奕,較好的力學強度和耐磨性,以及生物相容性房轿。被用作清潔材料粤攒、過濾材料所森、吸收劑和功能性的吸附材料。殼聚糖是含多種整合機的天然生物聚合物夯接,能通過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)焕济。通過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,且孔徑較大盔几,接觸面積較大晴弃,克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對重金屬離子吸附速率較慢的缺點。實驗表明逊拍,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)快速解吸附上鞠,經(jīng)過5次循環(huán)之后,對 Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對良好的吸附能力芯丧∑旃可見是一種能用于污水處理的理想吸附劑。該方法操作方便注整,吸附后處理簡單,豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法度硝。圖源:高分子材料工程國家重點實驗室(四川大學) 我國大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標準不高肿轨,出水中仍含有較多的污染物質(zhì),進入水體后會造成水體富營養(yǎng)化蕊程,對環(huán)境造成一定的影響椒袍。填料的性能直接決定污染物去除率,傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小藻茂、掛膜困難驹暑、生物量比較少且生物膜易脫落,處理效率不高等問題辨赐。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料优俘,可以作為污水處理填料應(yīng)用,比表面積大掀序,掛膜快帆焕,具有良好的親水性親生物性,表面生物量大且種類豐富不恭,污泥量少不堵塞叶雹,與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢,在污水處理廠提標改造及改擴建領(lǐng)域具有重大意義换吧。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)大學相較于傳統(tǒng)的技術(shù)折晦,如將聚合物吸附填料直接共混于樹脂中,或者直接用吸附性物質(zhì)制成復合吸附劑沾瓦,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)展的重要方向满着。國內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟谦炒,并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用,對解決工業(yè)污水處理漓滔、建設(shè)環(huán)保型社會做了應(yīng)有之義编饺。目前,針對聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用响驴,各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究透且,制作材料技術(shù)、裝備和價格也具有普惠性和實用性豁鲤,但仍需要在今后的實際工業(yè)污水處理中對材料的性能進行規(guī)幕嗵埽化驗證和優(yōu)化。
浙江優(yōu)質(zhì)超臨界二氧化碳發(fā)泡廠家
年來綜合性能優(yōu)異琳骡、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”锅论,是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。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)楣号,近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破最易,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)。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類炫狱≡謇粒化學發(fā)泡劑存在化學殘留、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视译,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嬉荆,烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑酷含,超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)鄙早,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),而且CO2進入聚合物后會引起熔點椅亚、表面張力和黏度下降限番、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什往。丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物扳缕,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别威,可操作窗口窄躯舔。因,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省古。為了攻克這一難題粥庄,趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院豺妓、浙江新恒泰惜互、鎮(zhèn)海煉化等單位布讹,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)化训堆、強化和工程化等系列工作描验,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。趙玲介紹坑鱼,在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡膘流,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)定成型鲁沥『艄桑基于這一發(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)泡專用料画恰,以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑彭谁。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減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(fā)泡允扇、模壓發(fā)泡等高壓設(shè)備和聚合物預成型體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計缠局,保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場考润,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)甩鳄。利用上述創(chuàng)新技術(shù),項目團隊建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置额划,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)泡裝置档泽,生產(chǎn)效率提高25%俊戳,成品率提高到99%以上,發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)馆匿,2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元抑胎、利稅1.09億元。此外渐北,該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件阿逃、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。趙玲表示赃蛛,超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強恃锉,除聚丙烯外,還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)呕臂,多種熱塑性聚合物及其復合材料的中試已經(jīng)完成破托。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料,除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾歧蒋、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域土砂,還可滿足兒童玩具州既、食品、醫(yī)療萝映、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求吴叶。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能,聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域序臂,如新能源汽車動力電池墊片蚌卤、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜贸宏、防彈衣背板等造寝。
浙江優(yōu)質(zhì)超臨界二氧化碳發(fā)泡廠家
聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音吭练、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能诫龙,近年來被廣泛應(yīng)用在包裝、建筑鲫咽、汽車等行業(yè)签赃。PP在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降,低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)分尸,所以PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)難度大锦聊,目前只有少數(shù)國家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù),因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注箩绍。文中從制備工藝孔庭、發(fā)泡裝備、性能改進材蛛、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)圆到,并對該領(lǐng)域今后的研究方向進行了展望聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖緩震卑吭、耐腐蝕芽淡、隔熱隔音等優(yōu)良的特性,與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比豆赏,PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成型性挣菲,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(gòu)以及高維尺寸精度的制品掷邦。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)白胀,其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中抚岗,EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE纹笼,抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS,此外其耐老化苟跪、耐腐蝕性也非常優(yōu)異廷痘,是非常環(huán)保的材料蔓涧,因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝、建筑笋额、汽車等行業(yè)元暴,特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速。鑒于世界各國對EPP材料研究的重視兄猩,本文從EPP的生產(chǎn)工藝茉盏、裝備、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)枢冤。 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鸠姨。如下圖所示,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淹真,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讶迁,這個階段中PP基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分離,氣泡開始成核并大量生長核蘸,穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒巍糯。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:一種是反應(yīng)釜法,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;另一種是擠出法工藝客扎,相對于工藝成熟的反應(yīng)釜法而言祟峦,擠出法目前工業(yè)化并不廣泛。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)釜中徙鱼,升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使釜內(nèi)壓力升高宅楞,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)的不同袱吆,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)咱筛,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)泡劑更好地溶解杆故,釜內(nèi)壓力一般需要在10MPa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 顆粒中溉愁,所需壓力約2~6MPa处铛。反應(yīng)釜法的優(yōu)點是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高拐揭、泡孔結(jié)構(gòu)好撤蟆、可二次發(fā)泡,缺點是間歇式生產(chǎn)導致成本較高堂污。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3家肯、平均泡孔直徑為 200μm的EPP。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中盟猖,升溫到稍低于發(fā)泡的溫度讨衣,保溫一段時間后再升溫到發(fā)泡溫度换棚,繼續(xù)保溫一段時間,打開高壓釜放出分散體到大氣中反镇,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固蚤。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歹茶,這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝夕玩。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)泡劑用下圖中的實驗設(shè)備制備了 EPP惊豺,該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個排料口模燎孟,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)與熔融尸昧、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響揩页。結(jié)果表明,由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少彻磁,增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比碍沐,密度降低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比,密度增加衷蜓。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)累提,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)泡珠粒磁浇。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斋陪。丁杰等采用CO2 作發(fā)泡劑,用下圖中的無水法發(fā)泡裝置制備了小泡孔直徑為 9.55μm置吓,泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP无虚。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衍锚,其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃友题,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顆粒中戴质,所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的溫度度宦、壓力以及保壓時間等,適當?shù)匮娱L保壓時間與增大壓力能有效促進發(fā)泡劑的溶解告匠。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟戈抄,但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用,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后专。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划鸽,如下圖。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)泡珠粒裸诽。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)嫂用、效率高、珠粒尺寸均勻崭捍,缺點是生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)難以控制尸折,此外由于PP在溫度低于熔點時幾乎不流動,而當溫度高于熔點后殷蛇,熔體強度又急劇下降实夹,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粒梦,一般要用改性的熔體強度較高的 PP亮航,這些缺點限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝匀们。采用丁烷作發(fā)泡劑缴淋,高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原料,可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍泄朴,直徑為3~5mm重抖,密度為15~100kg/m3的EPP,便由于后期成型蒸汽壓力較大祖灰,而大規(guī)模推廣受到限制钟沛。在PP中加入無機填料能夠增強 PP 的熔體強度,得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)局扶,從而改進EPP的性能恨统。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑,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)三妈,得 到了發(fā)泡倍率為20倍畜埋,泡孔密度為108~109cm-3的發(fā)泡材料。實驗表明畴蒲,納米粘土的加入不但能夠顯著改善LPP的熔體強度悠鞍,降低其擠出發(fā)泡的工藝難度,還能夠增加氣泡成核點模燥,誘導發(fā)生異相成核咖祭,從而得到泡孔密度、體積膨脹比都較大的 EPP涧窒。采用雙階擠系統(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锭亏,缺點是設(shè)備成本較高纠吴。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng),用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%慧瘤、3%戴已、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP固该,研究表明,擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系糖儡,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伐坏。另外,隨著CO2 注入量的增加握联,聚丙烯發(fā)泡材料的體積膨脹比增加桦沉,但泡孔密度則是先增大后減小。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)金闽、高效的生產(chǎn)工藝纯露,是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向。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代芜,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) 展方向埠褪,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,增加成核密度挤庇,得到微孔的發(fā)泡材料钞速。其中超臨界CO2的實現(xiàn)條件(tc=30.98℃,pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑嫡秕,此外其還具有無毒渴语、不易燃、化學惰性等優(yōu)點淘菩,近年來受到了廣泛的關(guān)注遵班,是替代傳統(tǒng)化學發(fā)泡劑的選擇。丙烯發(fā)泡珠粒改性 PP 泡沫材料由于使用場合的不同潮改,對性能的要求也不同狭郑,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汇在、隔熱性能翰萨,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(yīng)不同的需求糕殉。改進EPP性能的方法有2種:一是改進生產(chǎn)工藝亩鬼,二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進生產(chǎn)中的工藝流程阿蝶、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能雳锋,這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與形態(tài),有利于得到泡孔直徑更小羡洁、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品玷过,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,PP 的改性方法主要有化學交聯(lián)辛蚊、物理共混粤蝎、熔融支化等,通過對原料的改性袋马,不但能夠提高其熔體強度初澎、降低其發(fā)泡難度、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)虑凛,同時也能有目的地改進EPP的力學性能碑宴,所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向。為了提高EPP的發(fā)泡倍率與彈性卧檐、改善其緩沖性能墓懂,有企業(yè)改進了釜壓生產(chǎn)工藝。首先在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力霉囚,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捕仔,避免了顆粒在管道中粘結(jié),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盈罐,后者會使顆粒的冷卻速率變緩榜跌,顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固,提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性盅粪。此工藝可以制備密度為 0.11~0.30g/cm3 钓葫,發(fā)泡倍率為30~60,閉孔含量為90% 票顾,泡孔尺寸為150~300μm的EPP础浮。將 PP 與無機物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法,丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響奠骄,納米碳酸鈣的比表面積大豆同,在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用,從而使 EPP 的泡孔密度增大含鳞,泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄影锈。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)來改性聚丙烯蝉绷,并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP鸭廷。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,對比而言熔吗,HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果辆床,其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好。