象山專業(yè)NPE定制

摘要：利用化學(xué)改性非交聯(lián)法和單螺桿擠出機(jī)，采用一步法擠出工藝研制了汽車內(nèi)飾用聚丙烯（PP）微發(fā)泡料谎亩。以均聚PP和共聚PP為基礎(chǔ)樹脂炒嘲，考察了影響PP發(fā)泡的主要因素（如引發(fā)劑宇姚、發(fā)泡劑的用量、擠出溫度等）夫凸。結(jié)果表明浑劳，具有良好性能的PP微發(fā)泡專用料的配方（質(zhì)量份數(shù)）：均聚PP為40.00份，共聚PP為60.00份夭拌，過氧化二特丁烷為0.18份魔熏，過氧化二異丙苯為0.02份，改性劑為0.50份鸽扁，碳酸鈣為0.50份蒜绽，發(fā)泡劑AC為 0.40份。以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ桶现，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3躲雅。關(guān)鍵詞： 聚丙烯 微發(fā)泡 汽車內(nèi)飾件 專用料 聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、耐高溫骡和、綠色環(huán)保相赁、易注射成型、成型周期短和成本低等優(yōu)點(diǎn)慰于。隨著汽車輕量化的發(fā)展钮科，PP發(fā)泡材料在汽車內(nèi)飾件上的應(yīng)用越來越多。普通 PP發(fā)泡制品表觀質(zhì)量不理想婆赠，僅適用于需表面附皮的高端車绵脯，汽車用PP發(fā)泡材料主要為質(zhì)量更好的 化學(xué)微發(fā)泡材料［1-3］⌒堇铮化學(xué)微孔發(fā)泡材料的泡孔是直徑為十幾到數(shù)十微米蛆挫，封閉微孔泡以小于50μｍ 為佳。目前國內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)水平大多在80～350μｍ份帐，國外也只有美國璃吧、意大利、日本等少數(shù)幾個(gè)國家能生產(chǎn)废境。本工作利用化學(xué)改性非交聯(lián)法畜挨，以均聚PP和共聚PP共混物為基礎(chǔ)樹脂，采用一步法工藝研制出了性能符合相關(guān)指標(biāo)要求的汽車內(nèi)飾件用 PP 低 倍微發(fā)泡專用料噩凹，以其制備的微發(fā)泡片材泡孔直徑小于50μｍ巴元，泡孔密度可達(dá)個(gè)／cm3。聚丙烯微孔發(fā)泡１ 試驗(yàn)部分1.1 主要原料 均聚PP（記作 PP1）驮宴，熔體流動(dòng)速率（MFR）為3.0g/（10min）逮刨，中國石化齊魯分公司；共聚PP（記作PP2），MFR為2.0g/（10min）修己，中國石化齊魯分公司恢总；抗氧劑，168和1010睬愤，上海汽巴高橋化學(xué)有限公司片仿；過氧化二特丁烷（DBP），過氧化二特丁烷（DBP）尤辱，過氧化二異丙苯（DCP）砂豌，二乙烯基苯，偶氮二甲酰胺（發(fā)泡劑AC）光督，液體石蠟阳距，江蘇強(qiáng)盛功能化學(xué)股份有限公司；發(fā)泡改性劑DMS-10结借，自制筐摘。1.2 儀器設(shè)備 RC300C型轉(zhuǎn)矩流變儀，德國HAAKE公 司映跟；CMT450料試驗(yàn) 機(jī)蓄拣，天水三斯有限公司扬虚；∮25單螺桿擠出機(jī)努隙，德國BRABENDER公司；AH-2奧林巴斯顯微鏡辜昵，日本奧林巴斯公司荸镊。1.3 試樣制備工藝 混料：將樹脂、過氧化物堪置、改性劑躬存、抗氧劑、成核劑和發(fā)泡劑按配比稱量舀锨，投入10L高速攪拌機(jī)岭洲，低速混合1min，高速混合2min出料坎匿，料溫不 高于50℃盾剩。擠出發(fā)泡：擠出機(jī)設(shè)置溫度180～200℃，機(jī)頭溫度195℃替蔬，距機(jī)頭30cm 處加壓輥將發(fā)泡片壓平告私，取樣待用。1.4 測試表征拉伸強(qiáng)度按照GB/T1040.3—2006測試承桥，采用4型試樣驻粟，拉伸速度為50mm／min；彎曲強(qiáng)度和彎曲模量按GB/T9341—2000測試凶异，寬度25mm蜀撑；沖擊強(qiáng)度按GB/T1843—2008測試挤巡；表觀密度按GB/T6343—2009測試；泡孔密度按 照參考文獻(xiàn)［４］所述方法測試酷麦。２ 結(jié)果與討論.1 引發(fā)劑的選擇以PP1/PP2質(zhì)量 比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂玄柏，DBP和DCP不同配比的混合物0.2份做引發(fā)劑，測試體系的熔體強(qiáng)度和觀察發(fā)泡片質(zhì)量贴铜，結(jié)果見表1粪摘。表1，DBP/DCP對發(fā)泡片表面質(zhì)量的影響 注：擠出口模厚度0.6mm绍坝，寬度50mm徘意。由表1看出，DBP和DCP都能提高PP熔體強(qiáng)度轩褐，但片材表面和泡孔均勻性不同椎咧，隨DCP含量增加，擠出片材表面質(zhì)量變差把介，泡孔變得不均勻勤讽；DCP雖有利于提高熔體強(qiáng)度，但比例不宜過大拗踢，以不超過引發(fā)劑總質(zhì)量分 數(shù)20％為宜脚牍。這是由于DCP分解溫度低于PP加工溫度，擠出反應(yīng)時(shí)巢墅，DCP和PP還沒有完全混合均勻就大量分解诸狭，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量PP自由基，導(dǎo)致 PP部分交聯(lián)君纫，形成局部高強(qiáng)度熔體驯遇，熔體強(qiáng)度的不均勻性導(dǎo)致發(fā)泡不均勻，形成凹凸不平的表面蓄髓。以PP1/PP2質(zhì)量比2/3共混物做基礎(chǔ)樹脂叉庐，選取 DBP／DCP質(zhì)量比90/10，考察引發(fā)劑用量和發(fā)泡性能的關(guān)系会喝，結(jié)果見圖1陡叠。1 引發(fā)劑含量與發(fā)泡性能關(guān)系由圖1可看出，隨引發(fā)劑含量增加好乐，單位體積泡孔數(shù)量先增加后基本不變匾竿；而發(fā)泡材料表觀密度逐漸降低，因此總引發(fā)劑含量不宜低于0.15份蔚万。這是由于當(dāng)引發(fā)劑含量低時(shí)岭妖，引發(fā)劑濃度不足，PP接枝率不高，熔體強(qiáng)度不足昵慌，難以包裹住氣體假夺，泡孔較大，并有部分泡孔破裂斋攀，導(dǎo)致發(fā)泡片密度較高已卷；隨引發(fā)劑含量增加，PP接枝程度提高淳蔼，熔體強(qiáng)度相應(yīng)增加侧蘸，氣泡在膨脹過程中，泡壁不易破裂鹉梨，形成致密均勻的泡孔讳癌，單位體積泡孔數(shù)量增加，材料密度下降存皂；隨引發(fā)劑含量進(jìn)一步提高晌坤，熔體強(qiáng)度高于氣泡膨脹的動(dòng)力，使氣泡不能充分膨脹旦袋，導(dǎo)致發(fā)泡片密度略有提高骤菠。.2 發(fā)泡劑的選擇與用量圖2是發(fā)泡劑 AC含量與發(fā)泡材料表觀密度及其泡孔密度的關(guān)系。由圖2看出疤孕，起初隨發(fā)泡劑AC含量的增加商乎，發(fā)泡材料表觀密度降低，泡孔密度提高胰柑，這是由于發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體隨其用量增加而增加截亦，部分未分解的發(fā)泡劑在熔體中也起了發(fā)泡成核劑的作用爬泥。但在發(fā)泡劑含量增加到0.5份時(shí)柬讨，發(fā)泡材料表觀密度反而回升，泡孔密度下降袍啡。這是由于隨發(fā)泡劑含量的進(jìn)一步提高踩官，熔體中氣體含量過多，氣泡膨脹加劇境输，導(dǎo)致部分泡孔破裂合并蔗牡，氣體溢出，于是發(fā)泡材料表觀密度又提高嗅剖，泡孔密度下降辩越。由圖2還可看出，發(fā)泡劑的合適用量為0.3～0.5份信粮。

象山專業(yè)NPE定制

隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展黔攒，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒（低毒）、絕熱督惰、隔音不傅、絕緣、緩沖赏胚、輕量化等性能访娶，在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用更是帶來了行業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。隨著國民對于環(huán)保觉阅、綠色崖疤、安全、舒適要求愈加苛刻典勇，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃戳晌、可（完全）降解、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧痴柔，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)沦偎。聚丙烯微孔發(fā)泡由華東理工大學(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(jiǎng)一等獎(jiǎng)，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷咳蔚，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用豪嚎，包括新能源汽車動(dòng)力電池墊片等等，引領(lǐng)了高性能聚丙烯微孔發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用谈火。發(fā)泡材料具有什么優(yōu)點(diǎn)發(fā)泡材料具有較好防震緩沖侈询、隔音、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性糯耍，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材扔字、汽車減震、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等温技。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料革为，如地板、頂棚舵鳞、方向盤震檩、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料，這種材料耐候性能較差蜓堕，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體抛虏。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著，對汽車輕量化提出了更高要求套才。特別是在車市持續(xù)萎靡迂猴、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向背伴。整車廠沸毁、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局儡率。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動(dòng)汽車的技術(shù)關(guān)鍵在于其高能量密度鋰電池的充放電技術(shù)及安全性能。鋰電池在使用過程中必須保持絕佳的防水防塵效果以清，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題儿普。在暴雨、淺灘掷倔、霧霾等極端條件下眉孩，為滿足汽車行駛過程中動(dòng)力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動(dòng)力電池上勒葱。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量浪汪、提升安全性，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個(gè)電芯凛虽，可在一定時(shí)間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控死遭。由于特斯拉在動(dòng)力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動(dòng)力電池PACK包上的應(yīng)用推廣凯旋。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下呀潭，微孔發(fā)泡技術(shù)讓汽車駛向輕量化——在汽車非金屬部件的輕量化領(lǐng)域，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一至非。2018年钠署，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點(diǎn)課題。日常生活中荒椭，當(dāng)人們購買兒童玩具谐鼎、家具用品等塑料制品時(shí)，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味趣惠、綠色環(huán)保狸棍，近年來綜合性能優(yōu)異、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”味悄，日益受到熱捧草戈，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種。聚丙烯作為產(chǎn)量大傍菇、增長量快猾瘸、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一，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)丢习。其中，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)淮悼。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年咐低，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)。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝袜腥，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)工作见擦。據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)專家介紹钉汗，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類±鹇牛化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留损痰、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酒来，已逐漸被禁止和限制使用卢未；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高或價(jià)格昂貴，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全堰汉。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候辽社、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端翘鸭，超臨界流體滴铅，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)就乓，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)汉匙、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化生蚁，可以制備微孔甚至納米泡孔材料盹兢。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制守伸，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品绎秒；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄尼摹。因此见芹，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。了攻克這一難題蠢涝，近年來玄呛，團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院和二、浙江新恒泰徘铝、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系惯吕、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)化惕它、強(qiáng)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(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(dòng)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)制废登，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)泡專用料淹魄，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；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率堡距，氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積甲锡；釜壓發(fā)泡兆蕉、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、溫度場和速度場缤沦，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)虎韵。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)，項(xiàng)目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置缸废，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造包蓝；新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置呆奕，生產(chǎn)效率提高25%养晋，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)梁钾；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億绳泉，利稅1.09億。隨著應(yīng)用市場快速開拓姆泻，2019年共推廣新建了13套裝置零酪，市場占有率高和競爭力強(qiáng)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得授權(quán)發(fā)明專利8件拇勃、實(shí)用新型專利8件四苇；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文，“國外同行認(rèn)為我們?nèi)嫦到y(tǒng)地研究了CO2間歇發(fā)泡聚丙烯行為方咆≡乱福”科技查新表明，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平瓣赂，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性榆骚。

象山專業(yè)NPE定制

生物降解塑料目前已開始應(yīng)用在一次性餐具、包裝煌集、農(nóng)業(yè)妓肢、汽車、醫(yī)療苫纤、紡織等多個(gè)領(lǐng)域碉钠，基于行業(yè)發(fā)展趨勢及市場需求，第八元素為客戶提供PLA卷拘、PBAT喊废、PBS等降解材料，點(diǎn)擊以下鏈接恭金，即可在線采購樣品：系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型操禀，應(yīng)用方向，性能要求横腿。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展颓屑，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件耿焊。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史揪惦，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，塑料飾件的大量應(yīng)用罗侯，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能器腋，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小钩杰、性價(jià)比高纫塌、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性讲弄、剛性措左、易于成型加工和回收利用等特性在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢避除。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長怎披、投資巨大、技術(shù)要求高瓶摆，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)凉逛，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛、更有效群井、更經(jīng)濟(jì)状飞、更實(shí)用的改性。延伸性书斜、機(jī)械的強(qiáng)度和抗斷裂性無機(jī)填料和彈性體增韌增強(qiáng)改性PP主要是“三高”诬辈。是由 PP樹脂、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉菩佑、碳酸鈣等無機(jī)填料的復(fù)合物自晰，其主要用于汽車保險(xiǎn)杠的注射成型，且改性PP保險(xiǎn)杠具有成本低稍坯、質(zhì)輕酬荞、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)瞧哟』烨桑滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率勤揩，且其抗化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)咧党，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能，提高材料的模量和熱變形溫度陨亡。玻璃纖維增強(qiáng)改性PP玻璃纖維增強(qiáng)改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊傍衡、儀表板骨架深员、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點(diǎn)之一。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)蛙埂。10～25mm的長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強(qiáng)聚合物具有更高的強(qiáng)度倦畅、剛度、韌性绣的，以及尺寸穩(wěn)定性好叠赐、翹曲度低等優(yōu)勢。此外屡江，LGFPP材料比短玻璃纖維增強(qiáng)PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能芭概，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會(huì)產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比惩嘉，LG-FPP的密度低罢洲，相同部件的質(zhì)量可減輕20%～50%;LGFPP能為設(shè)計(jì)人員提供更大的設(shè)計(jì)靈活性，可成型形狀復(fù)雜的部件宏怔、提高集成汽車零部件的能力奏路、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物注塑模具的成本約為金屬?zèng)_壓模具成本的20%)、減少能耗(長玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%臊诊，鋁制品的35%～50%)鸽粉、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強(qiáng)PP的新產(chǎn)品抓艳，具有強(qiáng)度高触机、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫玷或、阻燃性能好儡首、低浮纖、低翹曲偏友、低收縮 等特點(diǎn)蔬胯。

象山專業(yè)NPE定制

央廣網(wǎng)上海9月17日消息（記者唐奇云 通訊員張婷）日常生活中，當(dāng)人們購買兒童玩具位他、家具用品等塑料制品時(shí)氛濒，都會(huì)十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保鹅髓，近年來綜合性能優(yōu)異舞竿、可回收及易降解的聚丙烯發(fā)泡材料已成為泡沫塑料家族中的“新寵”，日益受到熱捧窿冯，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種骗奖。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)。在第22屆工博會(huì)高校展區(qū)，華東理工大學(xué)化工學(xué)院教授趙玲領(lǐng)銜的“高性能輕量化聚合物材料的綠色高效制備”項(xiàng)目执桌，聚焦的正是輕量化聚丙烯發(fā)泡材料的綠色制造和高端應(yīng)用鄙皇。該項(xiàng)目也是2019年度上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)項(xiàng)目。聚丙烯微孔發(fā)泡無水發(fā)泡制備聚合物珠粒實(shí)驗(yàn)裝置（央廣網(wǎng)發(fā) 華東理工大學(xué)供圖）鎖定新材料發(fā)展重點(diǎn)領(lǐng)域鼻吮，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)域育苟，發(fā)泡則是實(shí)現(xiàn)聚合物輕量化的直接手段较鼓。隨著航天航空椎木、國防、能源博烂、交通香椎、包裝、電器禽篱、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展畜伐，對具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱、隔音躺率、絕緣玛界、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切。聚丙烯作為產(chǎn)量大悼吱、增長量快慎框、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一，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)后添。016年笨枯，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)，該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝遇西，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)工作馅精。據(jù)趙玲介紹，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類粱檀≈薷遥化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留、發(fā)泡過程難控制和不易獲得高發(fā)泡倍率等缺點(diǎn)茄蚯；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用压彭，已逐漸被禁止和限制使用；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬^高第队，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全哮塞。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險(xiǎn)凳谦、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端忆畅，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(shù)家凯，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)缓醋，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降绊诲、結(jié)晶行為改變等一系列變化送粱，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物掂之，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制抗俄，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世舰，可操作窗口窄动雹。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跟压。為了攻克這一難題胰蝠，近年來華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無錫會(huì)通、中石化北化院震蒋、浙江新恒泰茸塞、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系查剖、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)化钾虐、強(qiáng)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(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(dòng)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)制梗搅，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)泡專用料禾唁，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；CO2變壓飽和提高了過程效率和發(fā)泡倍率无切，氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積荡短；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)保證了均勻的壓力場哆键、溫度場和速度場掘托，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)。