汕頭靠譜MPP微孔發(fā)泡定制

與傳統(tǒng)注塑制品相比，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕虎忌、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少泡徙、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)膜蠢。目前堪藐，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，具有操作簡單挑围、效率高礁竞、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件，且能耗少杉辙，符合節(jié)約材料模捂，降低成本這一發(fā)展理念，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求蜘矢。然而狂男，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，泡孔尺寸分布不均勻硼端，所得制品表面存在大量的氣痕并淋、銀紋等缺陷寓搬，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺珍昨，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用。國家復(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)的氣體反壓裝置句喷，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響镣典。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)唾琼，改善了泡孔的形態(tài)兄春。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP、發(fā)泡劑(AC)锡溯、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)行塑化赶舆。然后打開氣體反壓裝置哑姚，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2芜茵，0.4叙量，0.6，0.8 MPa的氣體九串，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡绞佩，冷卻后，取出PP發(fā)泡樣品猪钮。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后品山，熔體壓力瞬間達(dá)到值。隨著GCP從0增加至0.8 MPa烤低，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa肘交，注射完成后，隨著氣體的排出扑馁，熔體壓力瞬間下降酸些，隨著冷卻收縮，熔體壓力逐漸趨于0 MPa檐蚜。由此可知魄懂，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境闯第。 GCP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時市栗，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動剪切變形咳短，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大填帽，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象咙好，泡孔形貌極不規(guī)則篡腌，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)勾效。同時發(fā)現(xiàn)嘹悼，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小层宫，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變杨伙，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布萌腿。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時限匣，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)，此時整體泡孔的變形較小毁菱。這是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用米死，GCP值越大锌历，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大，泡孔受到熔體的約束力大峦筒，泡孔不易發(fā)生變形辩涝。GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響GCP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示】碧欤可知怔揩，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%；隨著GCP的增大脯丝，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高商膊，GCP為0.8 MPa時，升高至26.7%宠进。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晕拆，從63.7%下降到45.4%，這說明GCP可以減小泡孔變形層材蹬，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍实幕。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如下圖所示堤器，泡孔的平均長度隨著GCP的增加昆庇，整體呈現(xiàn)減小的趨勢，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大闸溃，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小整吆，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，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距辉川，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小表蝙。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見圖c乓旗，隨著GCP的增加府蛇，當(dāng)GCP為0.2 MPa時泡孔直徑略有減小，但隨著GCP的進(jìn)一步增大屿愚，泡孔直徑從36.09 μm增大到41.93 μm汇跨。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大，使得泡孔的成核臨界能壘升高渺鹦，泡孔的成核速率下降扰法，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱蛹含，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長毅厚，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大浦箱。GCP提高了充模時的熔體壓力吸耿，有效地降低了泡孔的變形祠锣，且隨著GCP的升高，泡孔直徑增大咽安，泡孔密度下降伴网，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa妆棒，熔體內(nèi)部的壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa澡腾，使充模過程中受流動影響的泡孔數(shù)減小，減小了泡孔受到的流動剪切力糕珊。隨著GCP的增大动分，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304红选，泡孔的平均長度增大澜公。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動時的阻力喇肋，提高了注塑充模階段的熔體壓力坟乾，使得臨界成核點(diǎn)后移，泡孔的成核長大在充模后進(jìn)行蝶防，進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌甚侣。

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近年來綜合性能優(yōu)異、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”间学，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種渺绒。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)，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團(tuán)隊(duì)在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性突破菱鸥，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(qiáng)化技術(shù)宗兼。合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類〉桑化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留殷绍、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn);物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限制使用;而一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高鹊漠，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全主到。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)躯概，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)登钥，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)、表面張力和黏度下降娶靡、結(jié)晶行為改變等一系列變化牧牢，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯微孔發(fā)泡丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制塔鳍，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伯铣，可操作窗口窄。因此轮纫，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腔寡。為了攻克這一難題，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會通掌唾、中石化北化院放前、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位糯彬，在合適物料體系犀斋、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情连，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”三大技術(shù)創(chuàng)新叽粹。趙玲介紹，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡却舀，既可突破結(jié)晶的制約虫几，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⊥彀危基于這一發(fā)泡機(jī)制辆脸，他們開發(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，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑螃诅。CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率啡氢，氣泡成核和生長的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時釜壓發(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(jì)术裸，保證了均勻的壓力場倘是、溫度場和速度場，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)袭艺。利用上述創(chuàng)新技術(shù)搀崭，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方米模壓發(fā)泡裝置，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的領(lǐng)先制造;新建了4套猾编、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬~6萬立方米的釜壓發(fā)泡裝置瘤睹，生產(chǎn)效率提高25%，成品率提高到99%以上答倡，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)轰传，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元、利稅1.09億元瘪撇。此外获茬，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件港庄、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。趙玲表示锦茁，超臨界CO2模壓發(fā)泡技術(shù)通用性強(qiáng)攘轩，除聚丙烯外叉存，還可用于聚氨酯彈性體微孔發(fā)泡材料的生產(chǎn)码俩，多種熱塑性聚合物及其復(fù)合材料的中試已經(jīng)完成。采用該技術(shù)生產(chǎn)的聚丙烯發(fā)泡專用料歼捏，除可應(yīng)用于汽車零部件和內(nèi)飾稿存、緩沖包裝等傳統(tǒng)領(lǐng)域，還可滿足兒童玩具瞳秽、食品瓣履、醫(yī)療、家居用品等領(lǐng)域?qū)G色材料的需求练俐。由于微孔賦予了聚丙烯獨(dú)特的性能袖迎，聚丙烯微孔發(fā)泡材料還可應(yīng)用于更多的新興領(lǐng)域，如新能源汽車動力電池墊片腺晾、5G通信微波中繼天線罩燕锥、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等悯蝉。

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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)泡材料的韌性高归形、疲勞壽命長、比強(qiáng)度高鼻由、熱穩(wěn)定性高暇榴、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕蕉世、隔熱蔼紧、吸震、隔音狠轻、價格低廉等特點(diǎn)歉井。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哈误，所以不會降低塑料的強(qiáng)度哩至。因此，在汽車蜜自、航天航空和其他各種運(yùn)輸工具等領(lǐng)域有特殊的應(yīng)用價值菩貌。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)械性能重荠。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)泡箭阶，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。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)晶的通用塑料仇参，它的結(jié)晶速度較慢慢嘹叫，容易形成尺寸較大的球晶，導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差诈乒，制品的外觀缺乏美感罩扇，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用。利用成核劑改性聚丙烯怕磨，是一種制備透明度高喂饥，力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法，因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用肠鲫。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性员帮，適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性；且共聚PP的透明性比均聚PP好导饲。張廣平等采用2捞高，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渣锦，研究了成核劑對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響硝岗。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%。此時泡挺，復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃辈讶，結(jié)晶度增加3%~6%，結(jié)晶速率顯著增加娄猫；材料的模量提高了20%~30%贱除，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媳溺，尤其是在汽車用塑料中月幌。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悬蔽，既零界長度扯躺，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蝎困，其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大录语。例如，玻纖增強(qiáng)PP中禾乘，玻璃纖維的零界長度為3.1 mm澎埠；而在另外一種經(jīng)過化學(xué)改性的PP中，LC可能降到0.9mm以下始藕。對于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料蒲稳，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm氮趋，限制了制成品性能的提高。而在長玻纖增強(qiáng)塑料部件中江耀，玻璃纖維的殘留長度可以達(dá)到3mm以上剩胁，大大提高了制品的物理機(jī)械性能。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祥国，它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右昵观；比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高；此外系宫，這種材料的加工流動性好索昂，制品外觀光亮建车、無塌坑等缺陷扩借，制品的成型收縮率也小。的研究成果表明缤至，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潮罪，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领斥。

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日常生活中嫉到，當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時月洛，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味何恶、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異嚼黔、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”细层，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種唬涧。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)疫赎。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上，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(xiàng)目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎碎节。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦捧搞，這里有近千位化學(xué)化工醫(yī)藥專業(yè)的海內(nèi)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(diǎn)領(lǐng)域布局綠色制造新技術(shù)輕量化材料已是我國新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段狮荔。隨著航天航空胎撇、國防、能源殖氏、交通晚树、包裝、電器受葛、運(yùn)動器械等行業(yè)的快速發(fā)展题涨，對具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱偎谁、隔音、絕緣纲堵、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切巡雨。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快席函、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一铐望，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)。2016年茂附，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)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(xiàng)項(xiàng)目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項(xiàng)正蛙。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝，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)工作营曼。據(jù)趙玲介紹乒验，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類〉仝澹化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留锻全、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用录煤，已逐漸被禁止和限制使用鳄厌；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，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全妈踊。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候了嚎、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端廊营，超臨界流體歪泳，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)，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)赘风，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)夹囚、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化邀窃，可以制備微孔甚至納米泡孔材料荸哟。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制瞬捕，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品鞍历；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄肪虎。因此劣砍，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。為了攻克這一難題扇救，近年來刑枝，華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會通香嗓、中石化北化院、浙江新恒泰装畅、鎮(zhèn)海煉化等單位靠娱，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)化掠兄、強(qiáng)化和工程化等系列工作像云，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，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)泡專用料蚂夕，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/添加劑迅诬；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(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積婿牍；釜壓發(fā)泡侈贷、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(jì)保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場牍汹，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)铐维。

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隨著國內(nèi)大煉化項(xiàng)目柬泽、PDH項(xiàng)目陸續(xù)上馬慎菲，國內(nèi)聚丙烯（PP）市場成為群雄角力之地。新建項(xiàng)目投產(chǎn)锨并，PP產(chǎn)能仍將快速增長露该，預(yù)計(jì)到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸，自給率將近90%第煮。屆時解幼，高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏。高性能PP成投資熱土2020年已經(jīng)有三家企業(yè)成功投產(chǎn)聚丙烯裝置包警，浙江石化撵摆、恒力石化、利和知信害晦。近一個月特铝，聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮：4月22日，總投資約100億美元的耙嘉粒克森美孚廣東惠州乙烯項(xiàng)目正式動工鲫剿，項(xiàng)目包括乙烯裝置和高端PE、PP等生產(chǎn)裝置稻轨，采用已經(jīng)成功應(yīng)用灵莲、先進(jìn)的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日殴俱，總投資約56億美元的中海殼牌惠州三期乙烯項(xiàng)目合作框架協(xié)議簽約政冻，項(xiàng)目產(chǎn)品包括聚α烯烴枚抵、高碳合成醇、茂金屬PE明场、共聚PP等俄精，共14規(guī)模生產(chǎn)裝置。18日榕堰，徐州海天石化集團(tuán)年產(chǎn)10萬噸高性能PP樹脂項(xiàng)目“云簽約”竖慧，落戶大慶龍鳳區(qū)。高性能產(chǎn)品研發(fā)能力不足我國已投入生產(chǎn)的高端聚丙烯專用樹脂有：三元共聚聚丙烯薄膜專用料F5606逆屡、管材專用料圾旨、薄壁注塑料M50T、高熔體強(qiáng)度薄膜專用料魏蔗、丙丁共聚膜料砍的、低溫抗沖注塑專用料、氫調(diào)法高流動注塑料莺治、高透明注塑專用料廓鞠、抗菌系列專用料、低灰分PP谣旁、快速成型PP床佳、透明PP專用料等。但由于我國高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足榄审，且同質(zhì)化嚴(yán)重砌们，一些高性能和特殊性能產(chǎn)品，如茂金屬PP（mPP）搁进、特種雙向拉伸聚丙烯（BOPP）膜浪感、流延聚丙烯（CPP）膜等仍需大量進(jìn)口來滿足國內(nèi)市場需求。我國mPP年消費(fèi)量約10萬噸饼问，除燕山石化少量供應(yīng)市場影兽，基本依賴進(jìn)口，主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品莱革、食品包裝薄膜峻堰、無紡布、超細(xì)旦丙綸纖維等領(lǐng)域驮吱。具有高拉伸速度與幅寬茧妒、超薄、超透及更好低溫?zé)岱庑阅艿奶胤NBOPP薄膜左冬、電工膜桐筏、電容器膜、鍍鋁膜等PP薄膜料以及汽車和家電用PP注塑料的年進(jìn)口量均超百萬噸拇砰。PP管材料的年進(jìn)口量約50萬噸梅忌。高性能PP開發(fā)方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐狰腌，推動汽車生產(chǎn)商聚焦抗菌PP在內(nèi)飾件中的應(yīng)用，這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域牧氮。2玻纖增強(qiáng)PP長玻纖增強(qiáng)PP材料因具備更高的強(qiáng)度琼腔、剛度、韌度踱葛、尺寸穩(wěn)定性丹莲，廣泛應(yīng)用于儀表骨架板、車門組合件尸诽、前端組件甥材、車身門板模塊、車頂面板性含、座椅骨架等汽車部件上洲赵。長玻纖增強(qiáng)PP材料在120℃時的高溫疲勞強(qiáng)度是普通玻纖增強(qiáng)PP材料的2倍，甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍材料高10%商蕴，具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性叠萍。氣味散發(fā)耐刮擦PP隨著人們對汽車品質(zhì)的追求，車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學(xué)性能绪商，還有對外觀苛谷、環(huán)保等方面的高要求。目前市場上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell部宿、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷抄腔，國產(chǎn)替代進(jìn)口任務(wù)艱巨。制造高抗刮擦汽車內(nèi)飾件材料一方面要采用國外表面硬度較高的PP原料理张，另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度。但助劑在體系內(nèi)受熱會有小分子散發(fā)影響車內(nèi)空氣質(zhì)量绵患，同時又會出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象雾叭，影響內(nèi)飾件外觀。因此落蝙，問題核心仍取決于PP基材的性能织狐。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕筏勒、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少移迫、尺寸穩(wěn)定性好、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)管行。目前厨埋，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，具有操作簡單捐顷、效率高荡陷、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件雨效，且能耗少，符合節(jié)約材料废赞，降低成本這一發(fā)展理念徽龟，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求。然而唉地，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)生大量變形据悔，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕耘沼、銀紋等缺陷屠尊，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用耕拷。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)的氣體反壓裝置讼昆，利用化學(xué)欠注發(fā)泡工藝研究氣體反壓（GCP）對微孔注塑過程中發(fā)泡行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)骚烧，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)浸赫，改善了泡孔的形態(tài)。丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)方法將PP赃绊、發(fā)泡劑(AC)既峡、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。然后打開氣體反壓裝置碧查，在型腔中分別注入固定的GCP為0运敢，0.2，0.4忠售，0.6传惠，0.8?MPa的氣體，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進(jìn)行發(fā)泡稻扬，冷卻后卦方，取出PP發(fā)泡樣品。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后泰佳，熔體壓力瞬間達(dá)到大值盼砍。隨著GCP從0增加至0.8?MPa，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa逝她，注射完成后浇坐，隨著氣體的排出，熔體壓力瞬間下降黔宛，隨著冷卻收縮近刘，熔體壓力逐漸趨于0?MPa。由此可知，GCP可以明顯地提高熔體充模過程中的熔體壓力跌宛，改善欠注發(fā)泡過程中的熔體壓力環(huán)境酗宋。CP對泡孔質(zhì)量的影響在沒有施加氣體反壓時，由于熔體流動速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率疆拘，泡孔發(fā)生流動剪切變形蜕猫，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時間和作用力較大，在流動方向上出現(xiàn)很大的變形哎迄，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象回右，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小漱挚，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)翔烁。同時發(fā)現(xiàn)，隨著GCP的增大旨涝，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小蹬屹，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)域所占比例增大白华，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布慨默。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對較好的圓形形態(tài)弧腥，此時整體泡孔的變形較小厦取。是因?yàn)镚CP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用，GCP值越大管搪，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大虾攻，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形更鲁。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示霎箍。可知岁经，在常壓下泡孔的非變形層(也就是規(guī)則泡孔區(qū))厚度僅占整個樣品厚度的10.9%朋沮；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高缀壤，GCP為0.8 MPa時，升高至26.7%纠亚。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塘慕，從63.7%下降到45.4%，這說明GCP可以減小泡孔變形層蒂胞，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍图呢。對變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如下圖所示，泡孔的平均長度隨著GCP的增加蛤织，整體呈現(xiàn)減小的趨勢赴叹，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的增大而減小指蚜，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度乞巧，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小摊鸡。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)绽媒，見圖c，隨著GCP的增加免猾，當(dāng)GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小是辕，但隨著GCP的進(jìn)一步增大，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm猎提。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大获三，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降锨苏，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱疙教，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長，因此熔體壓力越大蚓炬，泡孔直徑越大松逊。