嘉興靠譜微孔發(fā)泡材料定制

日常生活中墨闲，當人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時郑口，都會十分在意其材質是否無毒無味鸳碧、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異犬性、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”瞻离，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種乒裆。超臨界CO2（二氧化碳）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琐脏。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上，華東理工大學化工學院趙玲教授領銜的“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缸兔。跳轉閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦日裙，這里有近千位化學化工醫(yī)藥專業(yè)的海內外本碩博畢業(yè)生等你招聘~聚丙烯微孔發(fā)泡鎖定新材料發(fā)展重點領域布局綠色制造新技術輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點領域，發(fā)泡則是實現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段惰蜜。隨著航天航空昂拂、國防、能源抛猖、交通格侯、包裝鼻听、電器、運動器械等行業(yè)的快速發(fā)展联四，對具有優(yōu)異機械性能和絕熱撑碴、隔音、絕緣朝墩、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切醉拓。聚丙烯作為產量大、增長量快收苏、應用領域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一亿卤，其高品質發(fā)泡材料的綠色制備一直是聚合物發(fā)泡領域的熱點與難點。2016年鹿霸，由華東理工大學牽頭申報的國家重點研發(fā)計劃“重點基礎材料技術提升與產業(yè)化”重點專項項目——“聚合物材料的輕量化技術”獲準立項排吴。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用基礎—共性技術—產業(yè)化示范的“一條鏈式”研發(fā)工作懦鼠。據(jù)趙玲介紹钻哩，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類「匾保化學發(fā)泡劑常常存在化學殘留街氢、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淑趾，已逐漸被禁止和限制使用；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忧陪，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全扣泊。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災危險嘶摊、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端延蟹，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叶堆，被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術阱飘，而且CO2進入聚合物后會引起熔點、表面張力和粘度下降虱颗、結晶行為改變等一系列變化沥匈，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結晶聚合物忘渔，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制高帖，很難制備高發(fā)泡倍率產品；高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔畦粮，可操作窗口窄散址。因此乖阵，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。為了攻克這一難題预麸，近年來瞪浸，華理趙玲團隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院吏祸、浙江新恒泰对蒲、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系犁罩、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)化齐蔽、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)化構建流場結構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”等三大技術創(chuàng)新優(yōu)勢：根據(jù)在低于其流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡既可以突破結晶的制約又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸的穩(wěn)定成型這一發(fā)泡機制床估，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)泡專用料含滴，以及能有效改善泡孔結構和表觀形態(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)泡倍率丐巫，氣泡成核和生長的分段實施大幅減小了高壓設備體積谈况；釜壓發(fā)泡、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計保證了均勻的壓力場递胧、溫度場和速度場碑韵，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。

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塑料化工研究發(fā)展至今缎脾，已合成出上千種高分子材料祝闻，其中具有工業(yè)價值的僅百余種，塑料常用的樹脂原料90%以上集中在五大通用樹脂（PE遗菠、PP联喘、PVC、PS辙纬、ABS）豁遭，目前再繼續(xù)合成大批新的高分子材料難度很大，既不經濟也不現(xiàn)實贺拣。在聚乙烯蓖谢、聚丙烯塑料改性是目前高分子材料未來發(fā)展的一個重要領域，龍樸君整理了這部分的相關信息譬涡，供大家參考闪幽。深入研究聚合物組成、結構和性能的關系涡匀，并在此基礎上對現(xiàn)有的塑料進行改性沟使，以制造適用的塑料新材料，已成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑之一渊跋，全球的改性塑料行業(yè)也因此在近年內獲得了長足的發(fā)展腊嗡。關于改性的基礎知識在通用塑料和工程塑料的基礎上着倾，通過物理、化學燕少、機械等方式卡者，經過填充、共混客们、增強等加工方法崇决，改善塑料的性能或增加功能，對塑料的阻燃性底挫、強度恒傻、抗沖擊性、韌性等機械性能得到改善和提高建邓，使得塑料能適用在特殊的電盈厘、磁、光官边、熱等環(huán)境條件下沸手。從原料樹脂的生產到多種規(guī)格及品種的改性塑料母料的生產，改性技術廣泛應用于幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程中注簿。如塑料的外觀契吉、透明性、密度诡渴、精度捐晶、加工性、機械性能妄辩、化學性能惑灵、電磁性能、耐腐蝕性能恩袱、耐老化性泣棋、耐磨性胶哲、硬度畔塔、熱性能、阻燃性鸯屿、阻隔性等方面澈吨。為了降低塑料制品的成本、改善性能寄摆、提高功能谅辣，都離不開塑料改性技術。如何進行聚乙烯的改性婶恼？1桑阶、不同密度的聚乙烯的共混改性由于市場上的專用原料較少和供應的不平衡柏副，促進了共混改性技術的發(fā)展。根據(jù)不同的吹塑中空制品的性能要求蚣录，可以通過調整低割择、高密度聚乙烯在配方中的不同比例來滿足要求。一般說來萎河，小型制品荔泳、要求較軟的制品擎浴、盛放化學藥品投储、洗滌劑之類的容器，低密度聚乙烯的比例應該高些崖技，高密度聚乙烯的比例應該低些擎椰。當然支子，并不是所有的低、高密度聚乙烯都能用于吹塑中空制品确憨，應該從市場上選擇能用于吹塑的塑料材料译荞，并通過改進配方設計，使制品的性能價格比達到優(yōu)休弃。2吞歼、不同分子量的高密度聚乙烯共混改性對于同為高密度聚乙烯材料來說，即使同為可用于吹塑成型的塔猾，可能在密度上相差無幾篙骡，但從分子量上來說，差別可能較大丈甸。樹脂牌號手冊上一般對材料的分子量都沒有標出糯俗，而從融體指數(shù)上大致可以看出。在擠出吹塑中空制品時睦擂，隨著所用吹塑級的分子量的提高得湘，熔體強度會相應提高，同時制品的機械性能也會提高顿仇。但在實踐中發(fā)現(xiàn)淘正，當分子量提高到一定程度后，熔體強度和擠出速率反而有下降的趨勢臼闻。出現(xiàn)這種情況后鸿吆，對制品的正常生產將造成不同程度的負面影響，有時甚至會引發(fā)安全事故述呐。制品加工時惩淳，出現(xiàn)分子量提高，熔體強度和擠出速率下降的情況乓搬，這與擠出機螺桿和進料段設計有較大的關系思犁。雖然在設備上改進可以取得較為明顯的效果代虾，但從材料配方上進行改進更能取得當期實效和減少設備改造的投資。將不同分子量激蹲、不同生產廠家生產的聚乙烯按比例共混褐着，對于改善材料的分子量分布和材料內微量添加劑元素的分布大有好處。將它用于擠出吹塑, 往往容易收到較好的效果托呕。從制品的化學性能含蓉，機械性能及生產中的各項工藝性出發(fā)，可以比較自由的設計出各種不同的配方项郊，來滿足各種不同的要求馅扣，往往還可達到降低生產成本的目的。3着降、不同品種塑料的共混改性在工廠的現(xiàn)場生產當中差油，往往由于種種原因的限制，還會有許多不同的要求任洞。比如說采用一些分子量較低的材料來代替分子量較高的塑料原料蓄喇，不但是市場供應狀況的限制，還有可能是制造成本的要求交掏，比如妆偏，在HDPE中加人一定量的PP，就能有效的改善的剛性盅弛，而且不會影響的沖擊強度钱骂。加入的比例需要根據(jù)產品的要求來確定。4挪鹏、高密度聚乙烯的填充改性技術在加工塑料制品時见秽，適當?shù)募尤敫鞣N不同的填充劑，不但可以提高塑料制品的剛度和硬度讨盒，同時也可以大幅度的降低原料成本解取。單就降低成本這點出發(fā)，對許多附加值低的產品來說返顺，就值得作深入的研究禀苦。就近幾年來塑料制品加工廠填充改性的情況來看，技術層次普遍較低创南。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱伦忠、隔音省核、抗沖擊以及耐化學腐蝕等性能稿辙，近年來被廣泛應用在包裝、建 筑气忠、汽車等行業(yè)邻储。PP 在其熔點溫度附近的熔體強度會急劇下降赋咽，低熔體強度導致其難以得到好的泡孔結構，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術難度大吨娜，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術脓匿，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內外的廣泛關 注。文中從制備工藝宦赠、發(fā)泡裝備陪毡、性能改進、表征方法等方面綜述了近年來國內外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動態(tài)勾扭，并對該領域 今后的研究方向進行了展望毡琉。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質輕、抗沖緩震妙色、 耐腐蝕桅滋、隔熱隔音等優(yōu)良的特性，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比身辨，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性丐谋，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，可以生產具有復雜幾何結構以及高 維尺寸精度的制品煌珊。 早實現(xiàn)工業(yè)化生產的珠粒發(fā)泡產品是聚苯乙烯 發(fā)泡珠粒(EPS)号俐，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)。其中定庵，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE萧落，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS，此外其耐老化洗贰、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異找岖，是非常環(huán)保的材料，因此 EPP 被廣 泛應用于包裝敛滋、建筑许布、汽車等行業(yè)，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速绎晃。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視蜜唾，本文從 EPP 的生產工藝、裝備庶艾、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)袁余。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 所示咱揍，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颖榜，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，氣泡開始成核并大量生長掩完，穩(wěn)定后經冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒噪漾。聚丙烯發(fā)泡珠粒的生產方法 目前工業(yè)化生產 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，反應釜法也是目前應用廣泛的 EPP 的工業(yè)化生 產工藝;另 一 種 是 以 德 國 Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝且蓬，相對于工藝成熟的反應 釜法而言欣硼，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛。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恶阴，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內壓力升高诈胜，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)反應釜 中分散介質的不同冯事，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耘斩，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)泡劑更好地溶解桅咆，釜內壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中括授，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中，所需壓力約2 ～ 6 MPa岩饼。反應釜法 的優(yōu)點是工藝條件容易控制荚虚、發(fā)泡倍率高、泡孔結構 好籍茧、可二次發(fā)泡版述，缺點是間歇式生產導致成本較高。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產工藝能夠生產 密度低于 0. 045 g /cm3 寞冯、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP渴析。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應釜中， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度吮龄，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度俭茧，繼續(xù)保溫一段時間，打開高壓釜放出分散體 到大氣中漓帚，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母债。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尝抖，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產工藝毡们。改進生產設備的結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昧辽，該設備在反應釜下端加裝了一個排料口模衙熔，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 融搅荞、結晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響红氯。結果 表明框咙，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少， 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比脖隶，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 加暇检。 國內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)产阱，發(fā)泡系統(tǒng)結構分反應釜 與收集釜，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒块仆。 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构蹬。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悔据，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP庄敛。其工藝改進在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內飽和壓力不變，恒溫一段時間后再放 出珠粒進行冷卻科汗，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃藻烤，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 溫度头滔、壓力以及保壓時間等怖亭，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 藝已經比較成熟坤检，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應 用兴猩，探索新的生產工藝條件和生產裝備來降低其成本 是今后研究所需解決的問題。擠出法: 擠出法生產 EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個水下切粒裝置早歇，如 Fig. 4 ［14］倾芝。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經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)泡珠粒箭跳。擠出法可連續(xù)生 產晨另、效率高、珠粒尺寸均勻谱姓，缺點是生產過程中的工藝 參數(shù)難以控制拯刁，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逝段，熔體強度又急劇下降垛玻，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奶躯，一般要用改性的熔 體強度較高的 PP帚桩，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 產線是目前比較成熟的擠出法生產發(fā)泡珠粒的工藝嘹黔。 采用丁烷作發(fā)泡劑账嚎，高熔體強度聚丙烯(HMSPP)為原 料莫瞬，可以生產發(fā)泡倍率約 60 倍，直徑為3 ～ 5 mm郭蕉，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 疼邀。 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 構召锈，從 而 改 進 EPP 的 性 能旁振。Nofar ［18］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)涨岁，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍拐袜，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料。實驗表明梢薪，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強度蹬铺，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度，還 能夠增加氣泡成核點秉撇，誘導發(fā)生異相成核甜攀，從而得到泡 孔密度、體積膨脹比都較大的 EPP琐馆。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比赴邻，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 溫度啡捶，缺點是設備成本較高姥敛。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% 瞎暑， 3% 彤敛，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP，研究表 明了赌，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關系墨榄，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。另外勿她，隨著 CO2 注入量的增加袄秩，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逢并。擠出法生產 EPP 作為連續(xù)之剧、高效的生產工藝，是 今后 EPP 生產的發(fā)展方向砍聊。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背稼，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玻蝌，增加成核密度蟹肘，得到微孔的 發(fā)泡材料词疼。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，此外其還具有無毒帘腹、不易燃贰盗、化學惰性等 優(yōu)點，近年來受到了廣泛的關注阳欲，是替代傳統(tǒng)化 學發(fā)泡劑的選擇舵盈。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同，對性能的要求 也不同胸完，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能书释，建筑 材料則需要良好的隔音翘贮、隔熱性能赊窥，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 應不同的需求狸页。改進 EPP 性能的方法有 2 種:一是改進生產工 藝锨能，二是對 PP 原料進行改性。前者主要是通過改進 生產中的工藝流程芍耘、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進 EPP 的性能址遇，這些手段可以有效地調節(jié) EPP 的結構與 形態(tài)，有利于得到泡孔直徑更小斋竞、發(fā)泡倍率越大的產 品倔约，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 產品的性能坝初，PP 的改性方法主要 有化學交聯(lián)浸剩、物理共混、熔融支化等鳄袍，通過對原料的改 性绢要，不但能夠提高其熔體強度、降低其發(fā)泡難度拗小、得到 更好的泡孔結構重罪，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哀九。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性剿配、改善其緩沖性 能，日本 Kaneka 公司改進了釜壓生產工藝阅束。首先 在顆粒從反應釜中放出之前提高釜內的壓力惨篱，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 結围俘，此外反應釜內蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進一 步膨脹砸讳，后者會使顆粒的冷卻速率變緩琢融，顆粒表面與內 部充分冷卻凝固，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性簿寂。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 漾抬，發(fā)泡倍率為30 ～ 60， 閉孔含量為 90% 常遂，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP纳令。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 的影響克胳，納米碳酸鈣的比表面積大平绩，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 大漠另，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄捏雌。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)來改性聚丙烯笆搓， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP性湿。實驗 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結構從而增 強線性聚丙烯的熔體強度，對比而言满败，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好肤频，其泡孔的結構尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好。

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近年來綜合性能優(yōu)異算墨、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”宵荒，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)泡聚合物技術是制備聚丙烯微孔發(fā)泡材料的關鍵核心技術净嘀，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性突破报咳，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。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類面粮∩傩ⅲ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熬苍，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稍走，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑柴底，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術作為綠色制造技術婿脸，已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物后會引起熔點柄驻、表面張力和黏度下降狐树、結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鸿脓。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結晶聚合物抑钟，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制涯曲，很難制備高發(fā)泡倍率產品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄在塔。因此幻件，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。為了攻克這一難題蛔溃，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通绰沥、中石化北化院、浙江新恒泰贺待、鎮(zhèn)海煉化等單位徽曲，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)化麸塞、強化和工程化等系列工作秃臣，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)化構建流場結構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術創(chuàng)新。趙玲介紹喘垂，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡甜刻，既可突破結晶的制約绍撞，又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸穩(wěn)定成型正勒。基于這一發(fā)泡機制傻铣，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)泡專用料章贞，以及能改善泡孔結構和表觀形態(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)泡倍率非洲，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)泡鸭限、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計，保證了均勻的壓力場两踏、溫度場和速度場败京，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。利用上述創(chuàng)新技術梦染，項目團隊建設了2套年產3萬立方米模壓發(fā)泡裝置赡麦，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4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置帕识，生產效率提高25%泛粹，成品率提高到99%以上，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產肮疗，2016~2018年新增產值3.31億元晶姊、利稅1.09億元。此外伪货，該團隊已獲得授權發(fā)明專利8件们衙、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

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近年來綜合性能優(yōu)異钾怔、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蒙挑。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蒂教，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)化和強化技術脆荷。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學發(fā)泡劑兩大類凝垛。化學發(fā)泡劑存在化學殘留蜓谋、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梦皮，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桃焕。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑剑肯，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術作為綠色制造技術，已被工信部列入我國優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)關鍵共性技術观堂，而且CO2進入聚合物后會引起熔點让网、表面張力和黏度下降、結晶行為改變等一系列變化师痕，可以制備微孔甚至納米泡孔材料溃睹。丙烯微孔發(fā)聚丙烯是結晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結晶限制胰坟，很難制備高發(fā)泡倍率產品;高溫發(fā)泡聚合物熔體強度不夠無法保持完整泡孔因篇，可操作窗口窄。因此笔横，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竞滓。為了攻克這一難題，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通吹缔、中石化北化院商佑、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位厢塘，在合適物料體系茶没、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、強化和工程化等系列工作俗冻，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)化構建流場結構實現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術創(chuàng)新礁叔。趙玲介紹，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡迄薄，既可突破結晶的制約琅关，又能保證發(fā)泡材料微孔結構和外形尺寸穩(wěn)定成型。基于這一發(fā)泡機制涣易，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)泡專用料画机，以及能改善泡孔結構和表觀形態(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)泡倍率新症，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)泡步氏、模壓發(fā)泡等高壓設備和聚合物預成型體的結構優(yōu)化設計，保證了均勻的壓力場徒爹、溫度場和速度場荚醒，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。利用上述創(chuàng)新技術隆嗅，項目團隊建設了2套年產3萬立方米模壓發(fā)泡裝置界阁，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置胖喳，生產效率提高25%泡躯，成品率提高到99%以上，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產丽焊，2016~2018年新增產值3.31億元较剃、利稅1.09億元。此外技健，該團隊已獲得授權發(fā)明專利8件写穴、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。趙玲表示凫乖，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術通用性強确垫，除聚丙烯外弓颈，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產帽芽，多種熱塑性聚合物及其復合材料的中試已經完成。采用該技術生產的聚丙烯發(fā)泡專用料翔冀，除可應用于汽車零部件和內飾导街、緩沖包裝等傳統(tǒng)領域，還可滿足兒童玩具纤子、食品搬瑰、醫(yī)療、家居用品等領域對綠色材料的需求控硼。由于微孔賦予了聚丙烯獨特的性能泽论，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應用于更多的新興領域，如新能源汽車動力電池墊片卡乾、5G通信微波中繼天線罩翼悴、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等幔妨。