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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性撵颊。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)宇攻，其中凝膠含量約為10%，且凝膠的交聯(lián)點之間平均相對分子質(zhì)量達到3.0×105倡勇。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比逞刷，具有相近的剪切黏度和熔體流動速率，但熔體彈性明顯增加妻熊，且有應(yīng)變硬化行為夸浅，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此扔役，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能帆喇。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑，在不加入成核劑的條件下亿胸，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料坯钦。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此侈玄，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強度婉刀，使氣泡核增長時泡孔結(jié)構(gòu)可以維持到結(jié)晶過程的發(fā)生。通常有4種方法提高聚丙烯的熔體強度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量序仙，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)突颊，引入長支鏈結(jié)構(gòu)以及形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中長支鏈的引入雖然改善了PP發(fā)泡性能潘悼，但是會引起線型聚丙烯成核速率降低律秃，在制備高泡孔密度的泡沫時，必須加入納米成核劑治唤。而Zha和Xing的研究結(jié)果顯示以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑利用交聯(lián)聚烯烴制備發(fā)泡材料時棒动，在沒有使用成核劑的條件下，均得到了高泡孔密度的泡沫材料肝劲。雖然交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入可以明顯改善聚丙烯的發(fā)泡性能迁客，但同時也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升，引起加工困難辞槐，并由于三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的存在使得發(fā)泡塑料無法回收再利用掷漱，應(yīng)用上受到限制。近年來一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)在聚烯烴中可以引入“微交聯(lián)”結(jié)構(gòu)榄檬，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下卜范，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度，并改善聚烯烴發(fā)泡性能鹿榜。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進行熔融接枝改性海雪，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)锦爵，并且對形成的微交聯(lián)進行了表征，同時測試了改性聚丙烯的流變行為奥裸。后利用超臨界二氧化碳在高壓釜內(nèi)對改性聚丙烯的發(fā)泡性能進行了評價险掀。聚丙烯微孔發(fā)泡實驗部分1.1 試劑與儀器線型均聚聚丙烯PP T36F:重均相對分子質(zhì)量(-Mw)=292050，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5湾宙，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500樟氢，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%，苯乙烯(St):純度99%:上合丽化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%埠啃，上海凌峰試劑廠。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機Haake Ｒheocord90型:Thermo Scientific公司(德國);ARES旋轉(zhuǎn)流變儀:TA Instrument 公司(美國);掃描電鏡:型-JSM-6360LV伟恶，日本電子公司(日本)碴开。1.2 實驗過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1。聚丙烯改性按以下步驟進行:稱取PP粒料100.0g博秫、不飽和聚酯2.5g潦牛、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g，混合台盯，加入密煉機中罢绽，170℃，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下静盅，熔融反應(yīng)6.0min良价。然后停止攪拌，在氮氣氣氛下170℃熱處理15min蒿叠。反應(yīng)過程大致如Fig.2明垢。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后，放入5gPP樣品市咽。關(guān)閉高壓釜痊银，充入CO2使釜內(nèi)壓力達到6MPa。高壓釜在油浴中升溫至170℃施绎，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)溯革。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa，保持30min后谷醉，迅速打開閥門泄壓致稀，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品。結(jié)果與討論2.1復(fù)數(shù)黏度2種PP樣品的復(fù)數(shù)黏度隨角頻率的變化見Fig.3俱尼。2條基本相重合的曲線表明引入的微交聯(lián)結(jié)構(gòu)并沒有引起改性PP黏度增加抖单。為了比較2種PP剪切黏度的變化，通過Cross方程對兩曲線進行擬合。從Tab.1中可以看到矛绘，交聯(lián)改性并沒有引起改性后聚丙烯零剪切黏度的急劇增加耍休，且熔體指數(shù)略有下降，這主要是因為微交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點間的平均相對分子質(zhì)量達到了3.0×105货矮，遠高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)羊精。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得熔體松弛時間和熔體彈性增加次屠，所以改性后PP的特征松弛時間卻增加為原來的7.4倍园匹。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46雳刺，剪切變稀行為有所減弱劫灶。2.2儲能模量和損耗角根據(jù)線性粘彈性理論，在末端低頻率區(qū)域掖桦，只有長的松弛時間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻本昏，所以儲能模量和末端角頻率有以下的關(guān)系:Fig.4(A)顯示，改性后PP的儲能模量為未改性PP的2倍枪汪，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87涌穆，改性后PP的熔體彈性明顯增強。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感雀久。Fig.4(B)顯示宿稀，未改性PP損耗角的正切值曲線隨角頻率減小而迅速抬升，而改性后PP損耗角正切值在低頻末端區(qū)緩慢變化并趨于平緩赖捌。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小祝沸，熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明越庇，在臨界凝膠點罩锐，損耗角正切值為一常數(shù)與角頻率無關(guān)，并符合以下比例關(guān)系:式中:n———松弛指數(shù)卤唉。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系涩惑，鄭強等在研究過氧化物交聯(lián)的低密度聚乙烯的體系中也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，并認為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生桑驱。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時竭恬，由于法向應(yīng)力差的的作用，呈現(xiàn)彈性行為熬的。通過比較法向應(yīng)力差痊硕，可知聚合物熔體彈性的大小。采用定剪切速率掃描法來測試改性前后PP熔體彈性行為的改變悦析。由Fig.5可以看到寿桨，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高，熔體彈性增強。2.4 瞬時拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時亭螟，2種PP的瞬時拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線挡鞍，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線。由于拉伸應(yīng)變速率較大预烙，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂墨微，且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為扁掸，瞬時拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線翘县，大瞬時拉伸黏度是純PP的10倍趴梢，達到5.6×105Pa·s搁胆。交聯(lián)點之間的鏈段被拉伸是改性聚丙烯發(fā)生應(yīng)變硬化行為的原因庵佣。2.5 發(fā)泡行為應(yīng)變硬化行為對聚丙烯發(fā)泡性能有重要的影響冀宴。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑簇抵，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能惨远。工藝條件為溫度170℃奶段、壓力15MPa微峰。從Fig.7A中可以看到沙兰，純PP發(fā)泡后呈現(xiàn)大部分的未發(fā)泡區(qū)域和一些串孔的泡孔氓奈，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)。說明純PP的熔體強度不夠鼎天，無法支持發(fā)泡時氣體擴散引起的膨脹應(yīng)力舀奶，在泡孔沒有進入固化和定型階段時，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂斋射。Fig.7B中顯示育勺，改性PP發(fā)泡后，可以看到細密的氣泡孔布滿整個橫截面绩鸣，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)怀大。利用圖形分析軟件分析得到的泡孔大小和泡孔密度列在Tab.2。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右呀闻，泡孔密度達到1.1×109cm－3化借。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為，不僅增加了PP的熔體強度捡多，同時熔體在承受拉伸應(yīng)力時蓖康，熔體形變變得均勻，使得熔體不容易斷裂垒手，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善蒜焊。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時有很高的成核速率，具體原因尚需更多的研究科贬。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進行了熔融接枝改性泳梆，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯鳖悠。這種微交聯(lián)的聚丙烯在顯著增加聚丙烯的熔體彈性以及拉伸黏度的同時，沒有使剪切黏度劇烈增加优妙，使得在改善發(fā)泡性能的同時乘综，保持了聚丙烯的加工性能。改性后的PP以超臨界CO2為發(fā)泡劑發(fā)泡套硼，在不加入任何成核劑的條件下卡辰，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料邪意。

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國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營企業(yè)加速沖擊雾鬼，有如洪水萌朱。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%，中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%呆贿，東華能源嚷兔、中景石化、寶豐能源做入、紹興三圓、巨正源等民營企業(yè)強勢來攻同衣。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂竟块，薄壁注塑料緊隨其后，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住耐齐。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品浪秘，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團，成為天津石化創(chuàng)效利器埠况。T5015M產(chǎn)品在透明度耸携、加工成型、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越辕翰，可廣泛應(yīng)用于透明餐盒夺衍、沙拉碗、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)喜命。下一步沟沙，全力進入當前高速發(fā)展的外賣包裝、速食包裝加工應(yīng)用領(lǐng)域壁榕，不斷擴大中高端材料市場份額矛紫。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N，這是繼PPR-MT75引領(lǐng)奶茶杯市場“健康美麗新風(fēng)尚”營銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營銷案例之后牌里，公司進一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列颊咬，滿足用戶個性化需求的又一創(chuàng)新。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤，在外賣包裝和速食包裝中的應(yīng)用增加喳篇，正成為“新貴”缓呛。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會”演講報告：《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應(yīng)用》近年來，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展杭隙，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯哟绊、汽車部件、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼痰憎、化工容器等大型制品上的應(yīng)用也日益增多[3]票髓。筆者介紹熱成型基本原理及特點、國內(nèi)熱成型包裝市場概況铣耘、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)用情況洽沟。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，如奶茶杯蜗细、冷飲杯裆操、快餐杯等，主要用于快餐店炉媒、奶茶店踪区、果凍制品廠等。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主吊骤，部分冷飲采用PET 材質(zhì)缎岗。杯子主要以透明材質(zhì)為主，季節(jié)性較強白粉，主要用PP原料生產(chǎn)传泊。.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥鸭巴、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進行消毒眷细。這都對樹脂原料提出了更高要求。PET鹃祖，PS 不耐高溫溪椎。PP 耐熱性能較好，價格低廉惯豆，易得池磁，所以成為原料。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形楷兽，且市場上無針對熱成型的專用料地熄，客戶采用T30S 添加助劑改性，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定芯杀、制品成難等問題端考。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030雅潭，具有耐熱溫度高，成型方便却特，適用于正負壓吸塑成型的加工方式扶供。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋、餐盒蓋裂明、杯蓋等椿浓，主要用于快餐店、奶茶店闽晦、蛋糕店等.蓋子以透明為主扳碍，PP 蓋子一般在熱飲中應(yīng)用較多。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干仙蛉、薯片笋敞、花生、餃子荠瘪、湯圓的包裝夯巷，外面還會有一層包裝，主要使用于速食品廠哀墓。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主趁餐，另外還有乳白色等。一般餃子麸祷、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右澎怒，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)，常溫下使用的零食托盤以PET阶牍，PS 和PP 為主，廠家根據(jù)喜好及價格選擇星瘾。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)用的替代品走孽。綜上可見，PP 在熱成型食品包裝方面的應(yīng)用越來越普遍琳状，樹脂性能要適應(yīng)熱成型加工方式的要求磕瓷，如加工性能、力學(xué)性能念逞、光學(xué)性能等困食，同時加工設(shè)備的改進提升，也會對樹脂性能提出更高的要求翎承，二者相互促進硕盹，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品。熱成型食品包裝用PP特點及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射叨咖、擠出瘩例、吹塑之后啊胶，又一重要的加工方式，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對這一市場提供了多個商業(yè)化的PP 牌號垛贤。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號焰坪。國外熱成型專用料多為均聚物，透明無規(guī)共聚物較少聘惦，且部分牌號進口周期長某饰，國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進口料。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主善绎，隨成型機工藝的進步[21]黔漂，片材寬度日益提高，寬可達1 000 mm 以上涂邀，因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求瘟仿。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，但此方式將帶來混料不均比勉、制品透明性受限等問題劳较。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能、超高透明度的PP 原料需求日益迫切浩聋。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比衣洁，微孔發(fā)泡注塑制品具有質(zhì)量更輕墓捻、翹曲和內(nèi)部殘余應(yīng)力更少、尺寸穩(wěn)定性好坊夫、成型周期短等一系列優(yōu)點砖第。目前，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环凿，具有操作簡單梧兼、效率高、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件智听，且能耗少羽杰，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念到推，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場化的需求考赛。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)生大量變形莉测，泡孔尺寸分布不均勻颜骤，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷悔雹，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺复哆，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進一步應(yīng)用欣喧。家復(fù)合改性聚合物材料工程技術(shù)研究中心的何力團隊采用自主研發(fā)的氣體反壓裝置，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)泡行為的影響梯找。研究發(fā)現(xiàn)唆阿，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，改善了泡孔的形態(tài)锈锤。丙烯微孔發(fā)泡實驗方法將PP驯鳖、發(fā)泡劑(AC)、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行塑化久免。然后打開氣體反壓裝置浅辙，在型腔中分別注入固定的GCP為0，0.2阎姥，0.4记舆，0.6，0.8?MPa的氣體呼巴，隨后按照表1的工藝參數(shù)注射熔融樹脂進行發(fā)泡泽腮，冷卻后，取出PP發(fā)泡樣品衣赶。GCP對充模過程中熔體壓力的影響熔體注射完后诊赊，熔體壓力瞬間達到大值。隨著GCP從0增加至0.8?MPa府瞄，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa碧磅，注射完成后，隨著氣體的排出遵馆，熔體壓力瞬間下降鲸郊，隨著冷卻收縮，熔體壓力逐漸趨于0?MPa货邓。由此可知严望，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)境逻恐。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大于泡孔的膨脹速率峻黍，泡孔發(fā)生流動剪切變形复隆，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)很大的變形姆涩，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象挽拂，泡孔形貌極不規(guī)則，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小骨饿，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)亏栈。同時發(fā)現(xiàn)台腥，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小绒北，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變黎侈，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨立分布闷游。當GCP達到0.8?MPa時峻汉，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脐往。是因為GCP可以有效地降低泡孔在充模過程中受到的流動剪切作用休吠，GCP值越大，泡孔在遷移過程中受到熔體壓力越大业簿，泡孔受到熔體的約束力大瘤礁，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示梅尤」袼迹可知，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%克饶；隨著GCP的增大酝蜒，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時矾湃，升高至26.7%亡脑。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，從63.7%下降到45.4%邀跃，這說明GCP可以減小泡孔變形層霉咨，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對變形層的泡孔變形度進行統(tǒng)計拍屑，如下圖所示途戒，泡孔的平均長度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢僵驰，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大喷斋，泡孔的變形度隨GCP的增大而減小，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8?MPa下的0.304泡孔變形度蒜茴，即GCP可以減小泡孔長度與寬度的差距星爪，使變形區(qū)的泡孔變形程度減小。對不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進行統(tǒng)計粉私，見圖c顽腾，隨著GCP的增加，當GCP為0.2?MPa時泡孔直徑略有減小诺核，但隨著GCP的進一步增大抄肖，泡孔直徑從36.09?μm增大到41.93?μm久信。這是因為GCP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漓摩，泡孔的成核速率下降裙士，泡孔在充模過程中受到流動場的影響減弱，更多的氣體在卸壓階段促進泡孔的生長幌甘，因此熔體壓力越大潮售，泡孔直徑越大。

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近日，為貫徹落實集團公司“一基兩翼三新”發(fā)展格局皱埠，充分發(fā)揮中國石化聚丙烯專用料產(chǎn)銷研用優(yōu)勢肮帐，走差異化、高端化路線边器，中國石化化工銷售華東分公司(以下簡稱化銷華東)在探索新領(lǐng)域增長點上下功夫训枢，全力拓市擴銷，拓展客戶渠道忘巧，成功開發(fā)蘇州某新材料公司為年度長約采購客戶恒界，該客戶專注于清潔環(huán)保高性能輕量化聚合物發(fā)泡材料的研發(fā)與制造，首次實現(xiàn)了聚丙烯發(fā)泡材料的研發(fā)與制造砚嘴，首次實現(xiàn)了聚丙烯發(fā)泡料在5G天線罩和通信設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用十酣。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)化和強化”項目斬獲上海市科技進步獎一等獎。趙玲教授將出席2020中國聚烯烴大會际长，并精彩演講《高性能聚丙烯發(fā)泡材料的色制備》耸采，并特設(shè)聚丙烯發(fā)泡料深入討論的分會場。聚丙烯微孔發(fā)泡鎮(zhèn)海煉化高熔體聚丙烯專用料E02ES主要應(yīng)用于汽車內(nèi)飾工育、隔熱材料虾宇、包裝材料等領(lǐng)域，化銷華東剛推廣這一產(chǎn)品時如绸，該蘇州客戶反映該料與北歐公司的高端發(fā)泡原料相比還存在一定差距嘱朽，還無法實現(xiàn)完全的國產(chǎn)替代。銷華東客戶經(jīng)理通過走訪現(xiàn)場怔接、實地考察深入了解該料的應(yīng)用瓶頸燥翅，傳遞信息給生產(chǎn)企業(yè)，暢通產(chǎn)銷研用蜕提，成功將鎮(zhèn)海煉化聚丙烯專用料E02ES作為原料制備得到的聚丙烯微孔發(fā)泡材料(MPP)應(yīng)用在了5G天線罩上，打開了鎮(zhèn)海煉化專用料嶄新的應(yīng)用窗口靶端，進一步提升了該產(chǎn)品的差異化和高端化優(yōu)勢谎势，為贏得市場提供有力的保障凛膏。這一專用料應(yīng)用領(lǐng)域的突破，促成了化銷華東與該蘇州新材料公司達成年度長約采購協(xié)議脏榆，實現(xiàn)鎮(zhèn)海煉化聚丙烯專用料頂替進口料的新契機猖毫，同時在高端新材料的應(yīng)用上實現(xiàn)了新突破，提升了專用料附加值须喂，為打造行業(yè)內(nèi)的高端品牌打下堅實基礎(chǔ)吁断。

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2020年我國聚丙烯表觀消費量將首度突破3000萬噸仔役，恒力石化、浙江石化是己、利和知信又兵、中科煉化相繼投產(chǎn)，聚丙烯規(guī)模增加達到215萬噸/年卒废，國內(nèi)聚丙烯市場正在走入產(chǎn)能過剩階段沛厨。2020年1-5月份，國內(nèi)聚丙烯市場運行情況如何呢摔认？市場價格走勢新冠疫情影響下逆皮，一季度國內(nèi)兩桶油合成樹脂庫存量持續(xù)超過160萬噸。二季度市場需求端逐漸恢復(fù)参袱，供應(yīng)端有生產(chǎn)降負荷操作电谣，兩者剪刀差作用下，市場供需端矛盾有所緩解蓖柔。纖維料需求持續(xù)強勁辰企，二季度末聚丙烯價格上漲。半年內(nèi)拉絲均價在7186.32元/噸况鸣，較去年同期下跌17.81%牢贸，低融共聚均價在7708.68元/噸，較去年同期下跌17.61%镐捧。聚丙烯微孔發(fā)泡裝置開工負荷及產(chǎn)量概況2-5月企業(yè)開工負荷穩(wěn)步回升潜索，同時，上半年未進入檢修集中期懂酱，對整體開工負荷恢復(fù)影響不大竹习。1　2020年1-5月國內(nèi)聚丙烯裝置停車檢修情況統(tǒng)計表2020年2、3列牺、4月份裝置檢修損失量均交去年同期有明顯增長整陌。2020年2月份國內(nèi)聚丙烯裝置檢修損失量34.60萬噸，環(huán)比增195.64%。內(nèi)外新增聚丙烯裝置投產(chǎn)情況表2　國內(nèi)新增聚丙烯裝置投產(chǎn)一覽圖片中科煉化剛剛于6月份投產(chǎn)泌辫，下半年仍有371萬噸的計劃新增產(chǎn)能随夸，隨著時間后移，市場供給壓力將逐步增大震放。表3　國外聚丙烯裝置投產(chǎn)一覽圖片越南曉星裝置已開啟對華銷售宾毒，阿曼石化30萬噸聚丙烯裝置于6月初試車，正式投產(chǎn)或于2020年3季度末殿遂。需求端變化诈铛、塑料制品產(chǎn)量變化年上半年來說，塑料制品產(chǎn)量并無明顯增長墨礁，其主要原因是中美貿(mào)易摩擦影響國內(nèi)塑料制品的出口情況以及突發(fā)的公共衛(wèi)生事件幢竹，對國內(nèi)、國外市場需求的雙重打擊饵溅。中國外需市場恢復(fù)不足妨退，國外需求仍有很大不確定性。國內(nèi)“地攤經(jīng)濟”將有可能帶動需求增加蜕企。2咬荷、下游主要行業(yè)開工情況 3、聚丙烯出口情況情影響下轻掩，出防護用品出口大幅增加外幸乒，多數(shù)領(lǐng)域表現(xiàn)遜色。聚丙烯月出口數(shù)量或在2.5-3.3萬噸內(nèi)區(qū)間震蕩唇牧。四罕扎、不同來源制聚丙烯成本利潤情況 2020年聚丙烯企業(yè)的利潤較2019年大相徑庭，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)盈利水平較去年出現(xiàn)明顯的擴大丐重。由于低油價的影響腔召，油制聚丙烯的利潤水平較2019年大幅上提，其中在4月利潤持續(xù)2020年上半年的情況來看扮惦，油制PP的利潤均值1872.23元/噸臀蛛，較去年同期上漲50.09%，值39元/噸附近崖蜜，創(chuàng)6年來新低浊仆，但值接近4400元/噸。煤制PP的利潤均值1660.41元/噸豫领，較去年同期下跌38.25%抡柿。PDH制PP利潤均值1251.81元/噸，較去年同期下跌32.55%等恐。外采甲醇制聚丙烯企業(yè)受甲醇價格低位影響洲劣，盈利得到較大改善备蚓，2020年外采甲醇制聚丙烯平均盈利水平1252.88元/噸，較去年上漲43.74%闪檬。新冠疫情改變了國內(nèi)聚烯烴市場的需求格局星著，市場供需端壓力將集中在4季度展現(xiàn)。著國內(nèi)大煉化項目粗悯、PDH項目陸續(xù)上馬，國內(nèi)聚丙烯（PP）市場成為群雄角力之地同欠。新建項目投產(chǎn)样傍，PP產(chǎn)能仍將快速增長，預(yù)計到2023年我國PP產(chǎn)能將超過3500萬噸铺遂，自給率將近90%衫哥。屆時，高性能品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏襟锐。

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近年來綜合性能優(yōu)異粮坞、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”蚊荣，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)莫杈，近日華東理工大學(xué)化工學(xué)院趙玲教授團隊在該技術(shù)領(lǐng)域取得了實質(zhì)性突破互例，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(xué)發(fā)泡劑兩大類筝闹∠边叮化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(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;物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用关顷，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糊秆，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑议双，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)痘番，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聋伦、表面張力和黏度下降夫偶、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觉增。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物兵拢，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逾礁，可操作窗口窄说铃。因此访惜，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。為了攻克這一難題腻扇，趙玲團隊聯(lián)合無錫會通债热、中石化北化院、浙江新恒泰幼苛、鎮(zhèn)海煉化等單位窒篱，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)化舶沿、強化和工程化等系列工作墙杯，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。趙玲介紹括荡，在低于流動溫度的可變形區(qū)發(fā)泡高镐，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)定成型畸冲〖邓瑁基于這一發(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)泡專用料邑闲，以及能改善泡孔結(jié)構(gòu)和表觀形態(tài)的新型功能助劑/添加劑算行。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)泡监憎、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)計纱意，保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場鲸阔，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)偷霉。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)泡裝置褐筛，實現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套类少、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，生產(chǎn)效率提高25%渔扎，成品率提高到99%以上硫狞，發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元晃痴、利稅1.09億元残吩。此外，該團隊已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件倘核、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