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與傳統(tǒng)注塑制品相比箩朴，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少秋度、尺寸穩(wěn)定性好炸庞、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前荚斯，欠注發(fā)泡成型是微孔注塑技術(shù)中應(yīng)用為廣泛的工藝之一埠居，具有操作簡(jiǎn)單、效率高事期、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件滥壕，且能耗少，符合節(jié)約材料兽泣，降低成本這一發(fā)展理念绎橘，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求。然而，欠注發(fā)泡成型工藝也存在發(fā)泡制品內(nèi)部泡孔易發(fā)生大量變形称鳞，泡孔尺寸分布不均勻涮较，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷冈止，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺(jué)狂票，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用。國(guó)家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團(tuán)隊(duì)采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置熙暴，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對(duì)微孔注塑過(guò)程中發(fā)泡行為的影響闺属。研究發(fā)現(xiàn)，采用氣體反壓可以減少發(fā)泡注塑制品的泡孔變形以及不均勻等缺點(diǎn)周霉，改善了泡孔的形態(tài)掂器。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP、發(fā)泡劑(AC)俱箱、發(fā)泡助劑[Zn(St)2／ZnO]按照98.5∶1∶0.5的比例混合均勻后加入料筒中進(jìn)行塑化唉匾。然后打開(kāi)氣體反壓裝置，在型腔中分別注入固定的GCP為0匠楚，0.2，0.4厂财，0.6芋簿，0.8 MPa的氣體，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹(shù)脂進(jìn)行發(fā)泡璃饱，冷卻后与斤，取出PP發(fā)泡樣品。GCP對(duì)充模過(guò)程中熔體壓力的影響熔體注射完后荚恶，熔體壓力瞬間達(dá)到值撩穿。隨著GCP從0增加至0.8 MPa，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa谒撼，注射完成后食寡，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降廓潜，隨著冷卻收縮抵皱，熔體壓力逐漸趨于0 MPa。由此可知辩蛋，GCP可以明顯地提高熔體充模過(guò)程中的熔體壓力呻畸，改善欠注發(fā)泡過(guò)程中的熔體壓力環(huán)境。 GCP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒(méi)有施加氣體反壓時(shí)悼院，由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率伤为，泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大据途，在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形绞愚，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象叙甸，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小爽醋，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)蚁署。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大蚂四，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小光戈，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大遂赠，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布久妆。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時(shí)，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)跷睦，此時(shí)整體泡孔的變形較小筷弦。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過(guò)程中受到的流動(dòng)剪切作用，GCP值越大抑诸，泡孔在遷移過(guò)程中受到熔體壓力越大烂琴，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形蜕乡。GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示奸绷。可知层玲，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個(gè)樣品厚度的10.9%号醉；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高辛块，GCP為0.8 MPa時(shí)畔派，升高至26.7%。而泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例隨著GCP的增大而大幅度下降润绵，從63.7%下降到45.4%线椰，這說(shuō)明GCP可以減小泡孔變形層，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍尘盼。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)士嚎，如下圖所示，泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加悔叽，整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)莱衩，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小娇澎，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度笨蚁，即GCP可以減小泡孔長(zhǎng)度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)括细，見(jiàn)圖c伪很，隨著GCP的增加，當(dāng)GCP為0.2 MPa時(shí)泡孔直徑略有減小奋单，但隨著GCP的進(jìn)一步增大锉试，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大览濒，使得泡孔的成核臨界能壘升高呆盖，泡孔的成核速率下降，泡孔在充模過(guò)程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱贷笛，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng)应又，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大乏苦。GCP提高了充模時(shí)的熔體壓力株扛，有效地降低了泡孔的變形，且隨著GCP的升高汇荐，泡孔直徑增大洞就，泡孔密度下降，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變掀淘。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa奖磁，熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa，使充模過(guò)程中受流動(dòng)影響的泡孔數(shù)減小繁疤，減小了泡孔受到的流動(dòng)剪切力。隨著GCP的增大秕狰，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%稠腊，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304，泡孔的平均長(zhǎng)度增大鸣哀。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌架忌，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動(dòng)時(shí)的阻力，提高了注塑充模階段的熔體壓力我衬，使得臨界成核點(diǎn)后移叹放，泡孔的成核長(zhǎng)大在充模后進(jìn)行，進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌挠羔。

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國(guó)內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營(yíng)企業(yè)加速?zèng)_擊井仰，有如洪水。中石化聚丙烯占比全國(guó)聚丙烯產(chǎn)能27%破加，中石油聚丙烯占比全國(guó)聚丙烯產(chǎn)能14%俱恶，東華能源、中景石化、寶豐能源合是、紹興三圓了罪、巨正源等民營(yíng)企業(yè)強(qiáng)勢(shì)來(lái)攻。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂聪全，薄壁注塑料緊隨其后泊藕，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住。石化熱成型T5015開(kāi)發(fā)出系列化產(chǎn)品难礼，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團(tuán)娃圆，成為天津石化創(chuàng)效利器。T5015M產(chǎn)品在透明度鹤竭、加工成型踊餐、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒臀稚、沙拉碗吝岭、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)。下一步吧寺，全力進(jìn)入當(dāng)前高速發(fā)展的外賣包裝窜管、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域，不斷擴(kuò)大中高端材料市場(chǎng)份額稚机。中原石化開(kāi)發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N幕帆，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場(chǎng)“健康美麗新風(fēng)尚”營(yíng)銷案例入選2020中國(guó)石化十大優(yōu)品牌營(yíng)銷案例之后，公司進(jìn)一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列赖条，滿足用戶個(gè)性化需求的又一創(chuàng)新失乾。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤(rùn)，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加纬乍，正成為“新貴”碱茁。東華能源王紅英博士將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”演講報(bào)告：《熱成型專用聚丙烯樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)應(yīng)用》近年來(lái)，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展仿贬，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯纽竣、汽車部件、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼茧泪、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多[3]蜓氨。筆者介紹熱成型基本原理及特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)熱成型包裝市場(chǎng)概況队伟、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應(yīng)用情況穴吹。PP熱成型包裝應(yīng)用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子，如奶茶杯嗜侮、冷飲杯刀荒、快餐杯等代嗤，主要用于快餐店、奶茶店缠借、果凍制品廠等干毅。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主，部分冷飲采用PET 材質(zhì)泼返。杯子主要以透明材質(zhì)為主硝逢，季節(jié)性較強(qiáng)，主要用PP原料生產(chǎn)绅喉。.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品渠鸽。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進(jìn)行消毒柴罐。這都對(duì)樹(shù)脂原料提出了更高要求徽缚。PET，PS 不耐高溫革屠。PP 耐熱性能較好凿试，價(jià)格低廉，易得似芝，所以成為原料那婉。但一般PP 無(wú)法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形，且市場(chǎng)上無(wú)針對(duì)熱成型的專用料党瓮，客戶采用T30S 添加助劑改性详炬，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定、制品成難等問(wèn)題寞奸。天津分公司研究院開(kāi)發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030呛谜，具有耐熱溫度高，成型方便枪萄，適用于正負(fù)壓吸塑成型的加工方式隐岛。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋、餐盒蓋呻引、杯蓋等，主要用于快餐店吐咳、奶茶店逻悠、蛋糕店等.蓋子以透明為主，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多韭脊。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干童谒、薯片、花生沪羔、餃子饥伊、湯圓的包裝象浑，外面還會(huì)有一層包裝，主要使用于速食品廠琅豆。目前國(guó)內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主愉豺，另外還有乳白色等。一般餃子茫因、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右蚪拦，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)，常溫下使用的零食托盤以PET冻押，PS 和PP 為主驰贷，廠家根據(jù)喜好及價(jià)格選擇。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領(lǐng)域應(yīng)用的替代品洛巢。綜上可見(jiàn)括袒，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來(lái)越普遍，樹(shù)脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求稿茉，如加工性能锹锰、力學(xué)性能、光學(xué)性能等狈邑，同時(shí)加工設(shè)備的改進(jìn)提升城须，也會(huì)對(duì)樹(shù)脂性能提出更高的要求，二者相互促進(jìn)米苹，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品糕伐。熱成型食品包裝用PP特點(diǎn)及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射、擠出蘸嘶、吹塑之后良瞧，又一重要的加工方式，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對(duì)這一市場(chǎng)提供了多個(gè)商業(yè)化的PP 牌號(hào)训唱。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號(hào)褥蚯。國(guó)外熱成型專用料多為均聚物，透明無(wú)規(guī)共聚物較少况增，且部分牌號(hào)進(jìn)口周期長(zhǎng)赞庶，國(guó)內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進(jìn)口料。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主澳骤，隨成型機(jī)工藝的進(jìn)步[21]歧强，片材寬度日益提高，寬可達(dá)1 000 mm 以上为肮，因此對(duì)片材的抗熔垂能力提出更高要求摊册。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD)[22] 以提高片材耐熔垂性能，但此方式將帶來(lái)混料不均颊艳、制品透明性受限等問(wèn)題茅特。國(guó)內(nèi)熱成型行業(yè)對(duì)具有高性能忘分、超高透明度的PP 原料需求日益迫切。

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摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能白修，PP屬于結(jié)晶型聚合物妒峦，在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，存在結(jié)晶區(qū)熬荆，相態(tài)為固態(tài)舟山，難以發(fā)泡；而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)卤恳，熔體強(qiáng)度急劇下降累盗，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂。目前突琳，關(guān)于超臨界二氧化碳制備PP微孔發(fā)泡材料的研究主要聚焦于改善PP的發(fā)泡行為若债，通過(guò)添加納米顆粒或聚合物來(lái)調(diào)控PP的結(jié)晶方式拆融，采用直接合成蠢琳、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強(qiáng)度，以及改進(jìn)發(fā)泡方法來(lái)獲得PP微孔發(fā)泡材料镜豹。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有良好的力學(xué)性能傲须、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料趟脂，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS）泰讽，耐熱溫度130 ℃，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃昔期；此外已卸，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好，即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀硼一。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居累澡、包裝、交通般贼、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求愧哟。超臨界二氧化碳由于無(wú)毒、價(jià)廉哼蛆、不易燃以及在聚合物中相對(duì)高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑蕊梧，因此，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注人芽。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為望几、提高其熔體強(qiáng)度绩脆、改進(jìn)發(fā)泡方法等方面綜述了近年來(lái)用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進(jìn)展萤厅。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物橄抹，在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)，由于晶區(qū)的存在惕味，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散楼誓，因此溶解度低；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻名挥，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響疟羹，無(wú)法得到泡孔均一的發(fā)泡材料。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)禀倔，在高結(jié)晶度聚合物中無(wú)法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)榄融，而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到。.2 晶區(qū)尺寸結(jié)晶型聚合物的泡孔密度高于非晶型聚合物救湖，是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低愧杯，有利于泡孔成核。一般而言鞋既，晶區(qū)面積小力九，結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核邑闺，甚至導(dǎo)致無(wú)法發(fā)泡跌前。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核陡舅、長(zhǎng)大和定型抵乓。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)，熔體強(qiáng)度急劇下降蹭沛，導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí)臂寝，泡孔發(fā)生破裂和聚并，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃摊灭。因此咆贬，要制備泡孔均一分布、泡孔尺寸小帚呼、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品掏缎，需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過(guò)程中PP熔體強(qiáng)度低等問(wèn)題煤杀。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為眷蜈，使PP能在較低的溫度發(fā)泡；二是對(duì)PP進(jìn)行改性沈自，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）酌儒；三是改進(jìn)發(fā)泡方法。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無(wú)機(jī)納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能枯途，碳納米纖維忌怎、碳納米管籍滴、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來(lái)改變PP的結(jié)晶行為，在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用榴啸。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法孽惰，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為，減小晶體尺寸鸥印，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容勋功，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點(diǎn)，從而得到晶體尺寸小库说、密度高的發(fā)泡材料狂鞋。Wang Chuanbao等進(jìn)一步考察了碳納米纖維含量對(duì)納米材料發(fā)泡的影響，結(jié)果表明：當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%潜的，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)要销，但泡孔尺寸分布不均一，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域夏块；當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí)疏咐，PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降，使二氧化碳的溶解度提高脐供，泡孔均一浑塞；當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到25%時(shí)，泡孔結(jié)構(gòu)為均一政己，泡孔尺寸小酌壕。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)，納米材料的尺寸歇由、幾何形狀對(duì)結(jié)晶行為也有影響卵牍，并且得到纖維含量越高，泡孔尺寸越小的結(jié)論沦泌。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲(chǔ)能模量糊昙，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶。Rizvi等采用機(jī)械共混谢谦，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系释牺。結(jié)果表明：PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核，且PTFE對(duì)二氧化碳有親和性回挽，提高了二氧化碳溶解度没咙，PP泡孔密度大幅提高。Luo Yiwei等分別對(duì)比了球狀和纖維狀聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復(fù)合材料的發(fā)泡千劈。結(jié)果表明：球狀和纖維狀PBT作為異相成核劑促進(jìn)了PP的結(jié)晶祭刚，提高了PP的結(jié)晶密度，密集的晶體作為泡孔成核劑，減小了泡孔尺寸涡驮，提高了泡孔密度宜鸯。提高熔體強(qiáng)度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強(qiáng)度，一種行之有效的方法就是對(duì)PP進(jìn)行改性以得到HMSPP遮怜，從而加寬發(fā)泡溫度范圍。目前鸿市，獲得HMSPP的方法通常有直接合成锯梁、共混擠出、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等焰情。3.1 直接合成采用傳統(tǒng)的Zeigler-Natta催化劑和茂金屬催化劑能制備高線性和高規(guī)整聚合物陌凳，但很難得到支化聚合物。Langston等將對(duì)-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑内舟，與茂金屬催化劑結(jié)合合敦，制備了相對(duì)分子質(zhì)量高、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對(duì)規(guī)整的長(zhǎng)支鏈PP（LCBPP）验游。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α充岛，ω-二烯單體制備LCBPP。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體耕蝉，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP崔梗。用這種方法制備LCBPP的相對(duì)分子質(zhì)量分布大于5，且零剪切黏度也有所提高垒在。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過(guò)共混提高PP的支化程度蒜魄，從而提高熔體強(qiáng)度。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體场躯，從而獲得LCBPP谈为。其原理是引發(fā)劑分解產(chǎn)生的自由基捕獲PP分子主鏈中叔碳上的氫原子，然后通過(guò)控制反應(yīng)溫度踢关、單體濃度等使失去氫原子的不穩(wěn)定叔碳自由基與其他自由基反應(yīng)伞鲫，形成長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)。Nam等通過(guò)加入過(guò)氧化物引發(fā)劑和多官能團(tuán)單體反應(yīng)共混得到LCBPP签舞，通過(guò)流變性能證明長(zhǎng)支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強(qiáng)度榔昔，并獲得了較好的發(fā)泡性能。Gotsis使用過(guò)氧化二碳酸酯對(duì)線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP瘪菌，熔體強(qiáng)度和拉伸性能都明顯提升撒会，有效抑制泡孔的聚并和破裂。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑师妙，與馬來(lái)酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混诵肛，得到具有較高模量、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP，能改善發(fā)泡行為怔檩。另外在熔融態(tài)時(shí)褪秀，只加入過(guò)氧化物和PP，會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解薛训，為了提高接枝效率媒吗，通常會(huì)加入給電子體（如苯乙烯、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)乙埃。此外闸英，通過(guò)緩慢釋放過(guò)氧化物的自由基以及超臨界流體作為塑化劑降低操作溫度的方法都可以有效抑制分子鏈的降解。

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當(dāng)前介袜，作為制約人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的水資源受到更大程度的保護(hù)甫何，水污染治理也得到了高度的重視。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質(zhì)遇伞，對(duì)環(huán)境和人體有很大危害辙喂，因此要開(kāi)發(fā)綜合利用，采取科學(xué)的凈化措施才可排放鸠珠，化害為利巍耗。工業(yè)廢水中存在一定的有害污染物質(zhì)。研究表明渐排，造成水污染的污染物中芍锦，重金屬占據(jù)主導(dǎo)地位，一些重金屬對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅飞盆。尤其是化工廢水中有些含有如氰娄琉、酚、砷吓歇、汞孽水、鎘或鉛等有毒或劇毒的物質(zhì)，以及無(wú)機(jī)酸城看、堿類等刺激性女气、腐蝕性的物質(zhì)，在一定的濃度下對(duì)生物和微生物產(chǎn)生毒性影響测柠。環(huán)境中的銅離子很容易通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體中炼鞠，會(huì)引起頭痛、呼吸困難轰胁、引起血管內(nèi)溶血谒主、損傷神經(jīng)系統(tǒng)，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的威脅赃阀。聚乙烯醇微孔發(fā)泡材料聚丙烯微孔發(fā)泡基于這些危害霎肯，發(fā)泡材料因特有的吸附過(guò)濾功能成為工業(yè)污水處理設(shè)備中的目標(biāo)用材。在工業(yè)污水處理工程中，聚乙烯醇（PVA）是常用的高分子聚合物观游，其具有良好的水溶性搂捧、黏附性、機(jī)械性能和穩(wěn)定性懂缕，廣泛應(yīng)用于紡織允跑、食品和醫(yī)藥等行業(yè)。近些年來(lái)搪柑，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)用中聋丝。在有關(guān)公開(kāi)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料用于污水處理的研究中，多以聚乙烯醇為原料拌屏，配以甲醛、淀粉术荤、半纖維素倚喂、竹炭、聚丙烯酸瓣戚、生物炭端圈、海泡石、水滑石子库、坡縷石水等聚合物舱权，再經(jīng)發(fā)泡處理制備。不僅具有強(qiáng)吸水性仑嗅，而且能夠通過(guò)吸附污漬實(shí)現(xiàn)凈化除污宴倍。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）仓技，為社會(huì)倡導(dǎo)的高效鸵贬、節(jié)能的處理水體污染措施找到了可行性方案。針對(duì)污水處理的實(shí)際需求脖捻，本文僅限于對(duì)幾種公開(kāi)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料類型做有關(guān)介紹阔逼，如淀粉基、碳納米管改性的水凝膠地沮、聚乙烯醇縮甲醛嗜浮、聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖、生物炭等材質(zhì)的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料摩疑。淀粉基聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料適用于污水處理 危融。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。利用半纖維素增強(qiáng)雷袋、增韌的作用专挪，以及海泡石優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能，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，再經(jīng)發(fā)泡處理而成寨腔。具有比表面積大速侈，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，過(guò)濾分離和吸附效率好迫卢，同時(shí)具有優(yōu)異的親水性能和力學(xué)性能倚搬，能吸附廢水中的懸浮顆粒和污漬，并有脫除異味和脫色的效果乾蛤，適用于污水處理技術(shù)每界。 用碳納米管改性的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料可以對(duì)工業(yè)污水中的重金屬進(jìn)行吸附。發(fā)明思路是鑒于碳納米管具有管狀結(jié)構(gòu)和大的比表面積家卖，其高吸附能力和很高的表面活性眨层，使它成為獨(dú)特的多功能吸附劑。該版本的聚乙烯醇聚合物發(fā)泡材料上荡，是利用腐殖酸和海泡石的增強(qiáng)作用趴樱，將腐殖酸和海泡石均勻的穿插于聚乙烯醇、甲基丙烯酸和聚乙二醇形成的三維網(wǎng)狀水凝膠材料中酪捡，形成對(duì)重金屬離子吸附效率好叁征、吸附量大，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固逛薇、力學(xué)性能優(yōu)異的水凝膠發(fā)泡材料捺疼。試驗(yàn)表明，凈化去污能力好永罚，不僅可以處理城市生活廢水和畜禽養(yǎng)殖廢水啤呼，同時(shí)還可以處理工業(yè)廢水，如電鍍呢袱、紡織媳友、印染、化工产捞、制藥等工業(yè)排放的廢水醇锚，特別是不易生物處理的廢水，并且可以回收廢水中的貴金屬坯临、稀有金屬等焊唬。此外本發(fā)泡材料還是殺菌藥物的優(yōu)良載體，適用于需要?dú)⒕膱?chǎng)合看靠。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赶促，容易對(duì)周圍環(huán)境造成污染。天然高分子材料對(duì)生物無(wú)毒挟炬，傳質(zhì)性能好鸥滨，但強(qiáng)度低嗦哆，厭氧條件下易被微生物分解，壽命短婿滓。合成高分子材料強(qiáng)度高老速，化學(xué)穩(wěn)定性好，但傳質(zhì)性能差凸主。因此橘券，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(lái)處理污水,既能有良好的傳質(zhì)性能。又能擁有強(qiáng)度高卿吐、化學(xué)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)旁舰。該實(shí)驗(yàn)中采用機(jī)械打泡法和化學(xué)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(fù)率性，對(duì)廢水的 COD 和氨氮都有較高的去除能力嗡官，穩(wěn)定后COD去除效果可達(dá)90%以上箭窜，氨氮去除效果可達(dá)96%以上。因此也可作為污水處理的潛在方案衍腥。圖源：河北科技大學(xué) 聚乙烯醇縮甲醛殼聚糖聚合物發(fā)泡材料的制備進(jìn)一步豐富了工業(yè)廢水處理中的解決方案磺樱。聚乙烯醇縮甲醛發(fā)泡材料具有豐富的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)，較好的力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性紧阔，以及生物相容性坊罢。被用作清潔材料续担、過(guò)濾材料擅耽、吸收劑和功能性的吸附材料。殼聚糖是含多種整合機(jī)的天然生物聚合物物遇，能通過(guò)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)乖仇。通過(guò)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，且孔徑較大询兴，接觸面積較大乃沙，克服了傳統(tǒng)吸附劑及殼聚糖對(duì)重金屬離子吸附速率較慢的缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明诗舰，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)快速解吸附警儒，經(jīng)過(guò)5次循環(huán)之后，對(duì) Pb2+ 和 Cu2+仍然表現(xiàn)出相對(duì)良好的吸附能力眶根∈癫可見(jiàn)是一種能用于污水處理的理想吸附劑。該方法操作方便属百，吸附后處理簡(jiǎn)單记劝，豐富了為工業(yè)廢水處理提供依據(jù)和方法。圖源：高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（四川大學(xué)） 我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠出水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不高族扰，出水中仍含有較多的污染物質(zhì)厌丑，進(jìn)入水體后會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化定欧，對(duì)環(huán)境造成一定的影響。填料的性能直接決定污染物去除率怒竿，傳統(tǒng)的填料或多或少存在著比表面積小砍鸠、掛膜困難、生物量比較少且生物膜易脫落愧口，處理效率不高等問(wèn)題睦番。生物炭聚乙烯醇縮甲醛聚合物發(fā)泡材料，可以作為污水處理填料應(yīng)用耍属，比表面積大托嚣，掛膜快，具有良好的親水性親生物性厚骗，表面生物量大且種類豐富示启，污泥量少不堵塞，與傳統(tǒng)填料相比有著巨大優(yōu)勢(shì)领舰，在污水處理廠提標(biāo)改造及改擴(kuò)建領(lǐng)域具有重大意義夫嗓。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(xué)相較于傳統(tǒng)的技術(shù)，如將聚合物吸附填料直接共混于樹(shù)脂中冲秽，或者直接用吸附性物質(zhì)制成復(fù)合吸附劑舍咖，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。國(guó)內(nèi)外的聚乙烯醇發(fā)泡技術(shù)發(fā)展均比較成熟锉桑，并且得到了一定規(guī)模應(yīng)用排霉，對(duì)解決工業(yè)污水處理、建設(shè)環(huán)保型社會(huì)做了應(yīng)有之義民轴。目前攻柠，針對(duì)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，各大專業(yè)院校和研究所以及污水處理公司都有研究后裸，制作材料技術(shù)瑰钮、裝備和價(jià)格也具有普惠性和實(shí)用性，但仍需要在今后的實(shí)際工業(yè)污水處理中對(duì)材料的性能進(jìn)行規(guī)奈⑹唬化驗(yàn)證和優(yōu)化浪谴。

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摘要:長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）作為一種輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料，在滿足汽車零部件性能的同時(shí)因苹，對(duì)零部件減重具有明顯貢獻(xiàn)苟耻，目前在汽車零部件應(yīng)用上備受青睞。文章主要介紹了PP-LGF在汽車儀表板輕量化方面的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀容燕，詳細(xì)介紹了薄壁注塑梁呈、物理發(fā)泡、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝實(shí)現(xiàn)儀表板輕量化的技術(shù)概況蘸秘，并展望了PP-LGF在儀表板上的應(yīng)用前景官卡。聚丙烯微孔發(fā)泡近年來(lái)蝗茁，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了快速發(fā)展寻咒。然而哮翘，由此引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題也日益嚴(yán)重，通過(guò)汽車輕量化來(lái)降低油耗從而降低環(huán)境污染毛秘，已經(jīng)成為汽車行業(yè)的研究熱點(diǎn)饭寺，其中，使用質(zhì)量更輕的非金屬材料替代傳統(tǒng)金屬材料的研究在近年來(lái)也取得了較大進(jìn)展[1]叫挟。運(yùn)用復(fù)合材料來(lái)部分取代車身結(jié)構(gòu)件及內(nèi)艰匙、外飾裝飾件是汽車輕量化的一種行之有效的方法。在眾多的復(fù)合材料中抹恳，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-LGF）以其低廉的價(jià)格员凝、優(yōu)良的力學(xué)性能和環(huán)境友好性而獲得更多的青睞。與短玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料（PP-SGF）相比奋献，PPLGF在強(qiáng)度健霹、剛度、翹曲度瓶蚂、耐疲勞糖埋、缺口沖擊強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性等方面更具優(yōu)勢(shì)，因此窃这，使用PP-LGF生產(chǎn)的汽車零部件可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量及成本的降低瞳别。1 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料性能特點(diǎn)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備工藝主要分為5種，即熔融浸漬钦听、溶液浸漬洒试、粉末浸漬倍奢、纖維混編工藝以及薄膜疊層工藝[2]朴上，而在汽車零部件領(lǐng)域主要應(yīng)用的為熔融浸漬法。熔融浸漬法生產(chǎn)的PP-LGF粒子的長(zhǎng)度一般為8mm～15mm卒煞，其中玻纖的含量可達(dá)20%～60%痪宰，粒子中玻纖的保留長(zhǎng)度可達(dá)1mm～3mm,如圖1所示，相較于玻纖保留長(zhǎng)度僅為0.2mm～0.4mm的PP-SGF材料畔裕，PPLGF因其內(nèi)部纖維構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)衣撬，可保證產(chǎn)品具有更優(yōu)的力學(xué)性能、抗沖擊性能扮饶、耐蠕變性能等特點(diǎn)具练，更加適合應(yīng)用于汽車領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)性能要求較高的零部件。此外甜无，如表1所示扛点，隨著纖維含量的增加哥遮，PP-LGF的性能也隨之提高。圖1 PP-LGF（左）和PP-SGF（右）中玻纖分布情況Fig. 1 Distribution of glass fiber in PP-LGF (left)and PP-LGF (right)表1 不同玻纖含量PP-LGF材料和PP-SGF材料性能對(duì)比Table 1 Comparison of properties of PP-LGF and PP-SGF with different glass fiber content2 長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料在儀表板上的應(yīng)用儀表板是汽車內(nèi)飾中的重要部件陵究，為提升汽車內(nèi)飾的感知質(zhì)量眠饮，中、高檔車型普遍會(huì)采用軟質(zhì)儀表板铜邮，即在儀表板骨架表面增加軟質(zhì)表皮層仪召。儀表板骨架作為儀表板系統(tǒng)的主體部件，同時(shí)也是電器件和其他功能件的承載結(jié)構(gòu)松蒜，因此要求其具有高強(qiáng)度及高剛性扔茅，目前在儀表板骨架上使用為廣泛的為PP材料，采用相同密度的PP-LGF材料替代傳統(tǒng)PP材料秸苗，在滿足相關(guān)性能的同時(shí)咖摹，可提升儀表板吸能性能，同時(shí)可將現(xiàn)有儀表板骨架的設(shè)計(jì)厚度由3mm～3.5mm降低到1.8mm～2.5mm难述，從而降低儀表板骨架重量萤晴，推動(dòng)汽車內(nèi)飾輕量化。以下將從PP-LGF應(yīng)用于儀表板上的薄壁注塑胁后、物理發(fā)泡店读、化學(xué)發(fā)泡三種成型工藝方面，介紹PP-LGF在儀表板輕量化方面的應(yīng)用攀芯。 2.1 薄壁注塑薄壁注塑工藝是直接將產(chǎn)品壁厚減薄屯断，在模具中進(jìn)行加工的一種成型方法，與傳統(tǒng)PP材料注塑的3mm～3.5mm壁厚的儀表板骨架相比侣诺，PP-LGF材料運(yùn)用薄壁注塑工藝制造的儀表板骨架產(chǎn)品壁厚一般為2.5mm左右殖演，整體減重可達(dá)約25%。該工藝的投入成本較低年鸳，重量?jī)?yōu)勢(shì)明顯趴久。目前，該工藝在國(guó)內(nèi)和國(guó)外合資品牌中搔确，如吉利彼棍、大眾、上汽膳算、福特等均有應(yīng)用座硕，一般選擇PPLGF20材料，設(shè)計(jì)的產(chǎn)品壁厚一般為2.2mm～2.5mm涕蜂。然而华匾，薄壁注塑工藝也存在兩點(diǎn)問(wèn)題，首先是該工藝的模具成本較高机隙，使用薄壁注塑蜘拉，成型模具需要采用熱流道設(shè)計(jì)刊头，熱流道模具的成本要比普通注塑工藝的模具成本高。其次诸尽，注塑工藝管控和注塑精度要求高原杂，因?yàn)镻P-LGF中長(zhǎng)玻纖分布的各向異性[3]，采用PP-LGF材料的薄壁注塑產(chǎn)品翹曲變形較為嚴(yán)重您机，尺寸穩(wěn)定性較差穿肄。2.2 物理發(fā)泡物理發(fā)泡工藝又稱為MuCell 工藝，它是以熱塑性材料為基體际看，通過(guò)將超臨界流體（二氧化碳或氮?dú)猓?溶解到熱熔膠中形成單相溶體咸产，并保持在高壓力下，然后仲闽，通過(guò)開(kāi)關(guān)式射嘴射進(jìn)溫度和壓力較低的模具型腔脑溢，由于溫度和壓力降低引發(fā)分子的不穩(wěn)定性從而在產(chǎn)品內(nèi)部形成從十到幾十微米不等的封閉氣泡微孔[4-5]，該項(xiàng)技術(shù)早期由麻省理工學(xué)院發(fā)明赖欣，1995年由美國(guó)Trexel公司將技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商品化屑彻。MuCell 工藝優(yōu)勢(shì)為成型周期短、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性好顶吮、翹曲低社牲、產(chǎn)品輕量化和工藝適用性廣。MuCell工藝使用超臨界流體悴了，可有效降低PP-LGF材料黏度, 提高熔體流動(dòng)性搏恤。泡孔成長(zhǎng)壓力代替?zhèn)鹘y(tǒng)注塑中的保壓階段，縮短成型周期湃交，同時(shí)熟空，可使壓力分布均勻，有效降低PPLGF產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力搞莺，降低因長(zhǎng)玻纖各項(xiàng)異性導(dǎo)致的產(chǎn)品翹曲息罗，增加產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。另外腮敌，泡孔填充可有效避免產(chǎn)品表面縮痕阱当，微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)充俏扩，降低材料密度糜工，產(chǎn)品重量減輕，較同材質(zhì)實(shí)體录淡，重量可降低5%～10%捌木。目前，福特新蒙迪歐在儀表板骨架上應(yīng)用了該工藝嫉戚，骨架產(chǎn)品設(shè)計(jì)壁厚2.4mm刨裆，相較于實(shí)心材料重量降低了10%澈圈，此外，長(zhǎng)城和大眾也有應(yīng)用于此項(xiàng)技術(shù)帆啃。MuCell 工藝的缺點(diǎn)是一次性投入高瞬女，工藝難度大，同時(shí)相關(guān)研究表明努潘，使用該工藝對(duì)儀表板減重比控制在3%～8%時(shí)诽偷，產(chǎn)品性能會(huì)下降10%左右，基本滿足性能要求疯坤，減重超過(guò)8%报慕，機(jī)械性能和耐熱老化性能急劇下降，不能滿足要求压怠。若使用MuCell 工藝推薦減重比為3%～5%眠冈。2.3 化學(xué)發(fā)泡化學(xué)發(fā)泡工藝包括模內(nèi)發(fā)泡工藝和二次開(kāi)模發(fā)泡工藝（core-back）（如圖2所示），二者均是在注塑過(guò)程中菌瘫，利用塑料粒子中加入的碳酸氫鈉和碳酸銨類的無(wú)機(jī)發(fā)泡劑蜗顽，受熱分解產(chǎn)生的二氧化碳等氣體，使產(chǎn)品形成微孔發(fā)泡結(jié)構(gòu)雨让，以降低材料密度诫舅，減輕產(chǎn)品重量[6]。其中宫患，core-back工藝因使用了二次開(kāi)模刊懈，相較于模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡，發(fā)泡的倍率更高娃闲，產(chǎn)品中形成的泡孔數(shù)量更多虚汛，產(chǎn)品的減重比更大。一般來(lái)說(shuō)皇帮，模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡的減重比相比于實(shí)心材料在5%～8%左右卷哩，而core-back工藝可高達(dá)30%～50%，具體根據(jù)退模行程決定属拾。同物理發(fā)泡工藝一樣将谊，化學(xué)發(fā)泡工藝可在PP-LGF材料應(yīng)用減重的同時(shí)，減少產(chǎn)品翹曲變形渐白，提升產(chǎn)品穩(wěn)定性尊浓，而且二次開(kāi)模發(fā)泡工藝能夠適用于做外觀件。目前纯衍，寶馬5系已在儀表板骨架上應(yīng)用了PP-LGF的core-back工藝栋齿，產(chǎn)品壁厚由初始1.8mm左右發(fā)泡到3.8mm，重量降低了約40%，此外大眾的部分車型也已使用模內(nèi)化學(xué)發(fā)泡工藝瓦堵。core-back工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴基协，開(kāi)模的周期較長(zhǎng)，模具成本也比模內(nèi)發(fā)泡模具高菇用，而且該工藝的技術(shù)難度較高澜驮，后期調(diào)試周期較長(zhǎng)，產(chǎn)品的綜合成本較高惋鸥。模內(nèi)發(fā)泡工藝的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑較貴泉唁，產(chǎn)品的減重效果不是特別明顯，減重效果低于薄壁注塑工藝揩慕，物理發(fā)泡工藝和core-back工藝亭畜。圖2 二次開(kāi)模發(fā)泡示意