南京專業(yè)MPP微孔發(fā)泡定制

與傳統(tǒng)注塑制品相比狸剃，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)力更少狗热、尺寸穩(wěn)定性好钞馁、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)虑省。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僧凰，具有操作簡(jiǎn)單探颈、效率高、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件训措，且能耗少伪节，符合節(jié)約材料，降低成本這一發(fā)展理念绩鸣，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求怀大。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)生大量變形呀闻，泡孔尺寸分布不均勻化借，所得制品表面存在大量的氣痕、銀紋等缺陷捡多，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺(jué)蓖康，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用。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)的氣體反壓裝置垒手，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)泡行為的影響蒜焊。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)淫奔，改善了泡孔的形態(tài)山涡。丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)方法將PP、發(fā)泡劑(AC)唆迁、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)行塑化鸭丛。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唐责，0.2鳞溉，0.4，0.6鼠哥，0.8?MPa的氣體熟菲，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，冷卻后朴恳，取出PP發(fā)泡樣品抄罕。GCP對(duì)充模過(guò)程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達(dá)到大值于颖。隨著GCP從0增加至0.8?MPa呆贿，熔體內(nèi)部大壓力從1.55?MPa增大到2.16?MPa，注射完成后，隨著氣體的排出做入，熔體壓力瞬間下降冒晰，隨著冷卻收縮，熔體壓力逐漸趨于0?MPa竟块。由此可知壶运，GCP可以明顯地提高熔體充模過(guò)程中的熔體壓力，改善欠注發(fā)泡過(guò)程中的熔體壓力環(huán)境浪秘。CP對(duì)泡孔質(zhì)量的影響在沒(méi)有施加氣體反壓時(shí)蒋情，由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率，泡孔發(fā)生流動(dòng)剪切變形秫逝，導(dǎo)致末端位置的泡孔在皮層區(qū)域受到剪切作用時(shí)間和作用力較大恕出，在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象违帆，泡孔形貌極不規(guī)則浙巫，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)刷后。同時(shí)發(fā)現(xiàn)的畴，隨著GCP的增大，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小尝胆，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變丧裁，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布含衔。當(dāng)GCP達(dá)到0.8?MPa時(shí)煎娇，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)，此時(shí)整體泡孔的變形較小贪染。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)剪切作用缓呛，GCP值越大，泡孔在遷移過(guò)程中受到熔體壓力越大杭隙，泡孔受到熔體的約束力大哟绊，泡孔不易發(fā)生變形。GCP對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響CP對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響如下圖所示痰憎∑彼瑁可知，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(gè)樣品厚度的10.9%铣耘；隨著GCP的增大洽沟，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高，GCP為0.8 MPa時(shí)蜗细，升高至26.7%玲躯。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%，這說(shuō)明GCP可以減小泡孔變形層跷车，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)橱野，如下圖所示朽缴，泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加，整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)水援，泡孔的平均寬度隨著GCP的增加而逐漸增大密强，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泡孔變形度蜗元，即GCP可以減小泡孔長(zhǎng)度與寬度的差距或渤，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)奕扣，見(jiàn)圖c薪鹦，隨著GCP的增加，當(dāng)GCP為0.2?MPa時(shí)泡孔直徑略有減小惯豆，但隨著GCP的進(jìn)一步增大池磁，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楷兽，使得泡孔的成核臨界能壘升高地熄，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)的影響減弱芯杀，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng)端考，因此熔體壓力越大，泡孔直徑越大揭厚。

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聚丙烯（PP）是輕的通用塑料却特，因其綜合性能優(yōu)異，生產(chǎn)成本低棋弥，廣泛的用于家電核偿、包裝、化工及汽車等領(lǐng)域顽染，產(chǎn)量居于通用塑料的第2位漾岳；聚丙烯的缺點(diǎn)是低溫沖擊性能差、易老化粉寞，而且抗靜電性尼荆、耐候性和染色性差，因此材料界和產(chǎn)業(yè)界都很關(guān)注聚丙烯的改性唧垦。小編對(duì)聚丙烯幾個(gè)常見(jiàn)的改性方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹捅儒，希望能夠和同行進(jìn)行交流，互有助益。聚丙烯微孔發(fā)泡一巧还、聚丙烯 / 無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料剛性和韌性是考察塑料性能的兩個(gè)重要指標(biāo)鞭莽，如何能夠使塑料同時(shí)具有良好的剛性和韌性是人們一直以來(lái)追求的目標(biāo)，無(wú)機(jī)納米例子改性是解決這一矛盾的方法之一麸祷。大粒徑填料改性聚合物相比澎怒，無(wú)機(jī)納米粒子填充改性的聚合物具有更加優(yōu)異的力學(xué)性能。為了使無(wú)機(jī)納米粒子盡可能均勻的分散在聚合物基體中阶牍，需要對(duì)無(wú)機(jī)納米粒子進(jìn)行表面改性喷面，經(jīng)過(guò)表面改性的無(wú)機(jī)納米粒子能夠提高它與基體樹(shù)脂界面層的黏結(jié)強(qiáng)度，充分發(fā)揮剛性無(wú)機(jī)粒子對(duì)聚合物的增強(qiáng)增韌作用走孽。納米級(jí)別的碳酸鈣為例惧辈，用納米碳酸鈣能同時(shí)增強(qiáng)增韌，且增韌效果比微米級(jí)碳酸鈣更好磕瓷。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)盒齿，納米碳酸鈣的形態(tài)不同，復(fù)合材料的力學(xué)性能也大不一樣生宛。立方形納米碳酸鈣有利于改善復(fù)合材料的沖擊性能县昂，而纖維狀納米碳酸鈣則能明顯改善材料的拉伸性能，納米碳酸鈣能使PP球晶明顯的細(xì)化陷舅。二倒彰、聚丙烯微孔發(fā)泡材料聚丙烯材料進(jìn)行微孔發(fā)泡改性的時(shí)候，它的強(qiáng)度不會(huì)降低莱睁，原因很有趣待讳，因?yàn)樵摬牧现泻斜仍瓉?lái)的缺陷或微細(xì)裂縫還小得多的孔徑，因?yàn)檫@種孔徑的存在仰剿，鈍化了塑料中原有裂縫的尖端创淡，且不會(huì)降低塑料的強(qiáng)度。微孔發(fā)泡材料的韌性高南吮、疲勞壽命長(zhǎng)琳彩、比強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕枢舶、隔熱、吸震瘟仿、隔音、價(jià)格低廉等特點(diǎn)比勉。因此劳较，在汽車驹止、航天航空和其他各種運(yùn)輸工具等領(lǐng)域微孔發(fā)泡聚丙烯得到了強(qiáng)力發(fā)展。三观蜗、成核劑改性聚丙烯材料PP是一種不完全結(jié)晶的通用塑料臊恋，它的結(jié)晶速度較慢，容易形成尺寸較大的球晶墓捻，導(dǎo)致制品的光澤度和透明改性差捞镰，制品的外觀缺乏美感，限制了其在透明包裝的日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用毙替。利用成核劑改性聚丙烯，是一種制備透明度高践樱，力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡(jiǎn)單有效的方法厂画，因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用。PP透明成核劑目前常見(jiàn)的有滑石粉拷邢、二氧化硅袱院、云母、芳基磷酸鹽類等瞭稼，一般來(lái)講忽洛，添加量不大于0.8%效果比較好，具體的應(yīng)用要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況具體分析环肘。四欲虚、長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料長(zhǎng)玻纖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料是目前熱塑性塑料市場(chǎng)中增長(zhǎng)較快的塑料品種之一，尤其是在汽車用塑料中悔雹，為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用复哆，在塑料中纖維長(zhǎng)度要大于Lc，既臨界長(zhǎng)度腌零，Lc取值與塑料的種類有直接關(guān)系梯找。如果纖維的長(zhǎng)度小于Lc，其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大益涧。例如锈锤，玻纖增強(qiáng)PP中，玻璃纖維的臨界長(zhǎng)度為3.1mm闲询，而在另外一種經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的PP中久免，Lc可能降到0.9mm以下。對(duì)于普通的短波纖增強(qiáng)塑料嘹裂，制品中的纖維長(zhǎng)度一般只有0.2~0.6mm妄壶，限制了制成品性能的提高。而在長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料部件中寄狼，玻璃纖維的殘留長(zhǎng)度可以達(dá)到3mm以上丁寄，大大提高了制品的物理機(jī)械性能氨淌。由于長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)熱塑性塑料制品中的纖維殘留長(zhǎng)度較長(zhǎng)，它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右伊磺；比強(qiáng)度（17.2%）更是比鋁材料（9.8%）都高盛正，此外，這種材料的加工流動(dòng)性好屑埋，制品外觀光亮豪筝、無(wú)塌坑等缺陷，制品的成型收縮率也小摘能。

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與傳統(tǒng)注塑制品相比续崖，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)力更少团搞、尺寸穩(wěn)定性好严望、成型周期短等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前逻恐，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像吻，具有操作簡(jiǎn)單、效率高复隆、能夠生產(chǎn)復(fù)雜制件拨匆，且能耗少，符合節(jié)約材料挽拂，降低成本這一發(fā)展理念惭每，滿足發(fā)泡產(chǎn)品市場(chǎng)化的需求。然而轻局，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)生大量變形洪鸭，泡孔尺寸分布不均勻，所得制品表面存在大量的氣痕仑扑、銀紋等缺陷览爵，制約了其力學(xué)性能的提高和外觀視覺(jué)，阻礙了欠注發(fā)泡制品的進(jìn)一步應(yīng)用镇饮。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)的氣體反壓裝置蜓竹，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。研究發(fā)現(xiàn)储藐，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)俱济，改善了泡孔的形態(tài)。實(shí)驗(yàn)方法聚丙烯微孔發(fā)泡將PP钙勃、發(fā)泡劑(AC)蛛碌、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(kāi)氣體反壓裝置辖源，在型腔中分別注入固定的GCP為0蔚携，0.2希太，0.4，0.6酝蜒，0.8 MPa的氣體誊辉，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，冷卻后亡脑，取出PP發(fā)泡樣品堕澄。GCP對(duì)充模過(guò)程中熔體壓力的影響熔體注射完后，熔體壓力瞬間達(dá)到值霉咨。隨著GCP從0增加至0.8 MPa蛙紫，熔體內(nèi)部壓力從1.55 MPa增大到2.16 MPa，注射完成后途戒，隨著氣體的排出惊来，熔體壓力瞬間下降，隨著冷卻收縮棺滞，熔體壓力逐漸趨于0 MPa。由此可知矢渊，GCP可以明顯地提高熔體充模過(guò)程中的熔體壓力继准，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)矮男，由于熔體流動(dòng)速率遠(yuǎn)大于泡孔的膨脹速率移必，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)間和作用力較大毡鉴，在流動(dòng)方向上出現(xiàn)很大的變形崔泵，泡孔發(fā)生撕裂合并現(xiàn)象，泡孔形貌極不規(guī)則猪瞬，而中間區(qū)域的泡孔形態(tài)受到剪切力較小憎瘸，呈現(xiàn)規(guī)整圓形形態(tài)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)陈瘦，隨著GCP的增大幌甘，皮層附近撕裂變形的泡孔區(qū)域變小，熔體內(nèi)部芯層泡孔從橢圓形向規(guī)整圓形形態(tài)轉(zhuǎn)變痊项，規(guī)則泡孔區(qū)域所占比例增大锅风，泡孔之間呈現(xiàn)獨(dú)立分布。當(dāng)GCP達(dá)到0.8 MPa時(shí)鞍泉，皮層附近泡孔呈現(xiàn)出相對(duì)較好的圓形形態(tài)皱埠，此時(shí)整體泡孔的變形較小。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)剪切作用咖驮，GCP值越大边器，泡孔在遷移過(guò)程中受到熔體壓力越大训枢，泡孔受到熔體的約束力大，泡孔不易發(fā)生變形饰抒。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)的影響如下圖所示肮砾。可知袋坑，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%仗处；隨著GCP的增大，泡孔的非變形層所占比例逐漸升高枣宫，GCP為0.8 MPa時(shí)婆誓，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也颤，從63.7%下降到45.4%洋幻，這說(shuō)明GCP可以減小泡孔變形層，增大規(guī)則泡孔區(qū)域范圍翅娶。對(duì)變形層的泡孔變形度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)文留，如下圖所示，泡孔的平均長(zhǎng)度隨著GCP的增加竭沫，整體呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)燥翅，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的增大而減小蜕提，由常壓下0.530的泡孔變形度降低到GCP為0.8 MPa下的0.304泡孔變形度森书，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谎势。對(duì)不同GCP下泡孔非變形層的泡孔直徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)凛膏，見(jiàn)圖c，隨著GCP的增加脏榆，當(dāng)GCP為0.2 MPa時(shí)泡孔直徑略有減小猖毫，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须喂。這是因?yàn)镚CP的增大使得熔體的壓力也隨之增大鄙麦，使得泡孔的成核臨界能壘升高，泡孔的成核速率下降镊折，泡孔在充模過(guò)程中受到流動(dòng)場(chǎng)的影響減弱胯府，更多的氣體在卸壓階段促進(jìn)泡孔的生長(zhǎng)，因此熔體壓力越大恨胚，泡孔直徑越大骂因。GCP提高了充模時(shí)的熔體壓力，有效地降低了泡孔的變形赃泡，且隨著GCP的升高寒波，泡孔直徑增大乘盼，泡孔密度下降，發(fā)泡材料的質(zhì)量減少整體趨于不變俄烁。結(jié)論隨著GCP從0增加至0.8 MPa绸栅，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)減小页屠，減小了泡孔受到的流動(dòng)剪切力粹胯。隨著GCP的增大，泡孔變形層區(qū)域厚度所占比例從63.7%下降到45.4%辰企，變形層的泡孔的變形度從0.530下降到0.304风纠，泡孔的平均長(zhǎng)度增大。GCP的增加有效地改善了泡孔形貌牢贸，減小了泡孔變形層的CP增加了熔體流動(dòng)時(shí)的阻力竹观，提高了注塑充模階段的熔體壓力，使得臨界成核點(diǎn)后移潜索，泡孔的成核長(zhǎng)大在充模后進(jìn)行臭增，進(jìn)而改善了制品泡孔的形貌。

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日常生活中竹习，當(dāng)人們購(gòu)買兒童玩具速址、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(wú)毒無(wú)味由驹、綠色環(huán)保，近年來(lái)綜合性能優(yōu)異昔园、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”蔓榄，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種默刚。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)甥郑。在5月19日召開(kāi)的上海市科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)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(guò)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)荤西。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦澜搅，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(guó)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邪锌。隨著航天航空勉躺、國(guó)防、能源觅丰、交通饵溅、包裝、電器妇萄、運(yùn)動(dòng)器械等行業(yè)的快速發(fā)展蜕企，對(duì)具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱咬荷、隔音、絕緣轻掩、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來(lái)越迫切幸乒。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長(zhǎng)量快唇牧、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹(shù)脂之一罕扎，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年奋构，由華東理工大學(xué)牽頭申報(bào)的國(guó)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)壳影。該項(xiàng)目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝，開(kāi)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)工作弥臼。據(jù)趙玲介紹宴咧，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類【睹澹化學(xué)發(fā)泡劑常常存在化學(xué)殘留掺栅、發(fā)泡過(guò)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(duì)臭氧層有破壞作用纳猪，已逐漸被禁止和限制使用氧卧；一些新型氟碳?xì)浠衔锏娜蜃兣瘽撃苤等韵鄬?duì)較高或價(jià)格昂貴，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全氏堤。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候沙绝、火災(zāi)危險(xiǎn)、有害殘留以及VOC排放等問(wèn)題和弊端鼠锈，超臨界流體闪檬，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(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)购笆，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)粗悯、表面張力和粘度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化同欠，可以制備微孔甚至納米泡孔材料样傍。聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制铺遂，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品衫哥；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無(wú)法保持完整泡孔，可操作窗口窄襟锐。因此炕檩，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，近年來(lái)笛质，華理趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通泉沾、中石化北化院、浙江新恒泰妇押、鎮(zhèn)海煉化等單位跷究，在合適物料體系、可控工藝過(guò)程和高效工業(yè)裝備等方面開(kāi)展了超臨界CO2發(fā)泡聚丙烯的優(yōu)化敲霍、強(qiáng)化和工程化等系列工作俊马，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(chǎng)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(shì)：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，開(kāi)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)泡專用料肩杈，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/添加劑柴我；CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積扩然；釜壓發(fā)泡艘儒、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(chǎng)、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)夫偶，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)界睁。

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說(shuō)到一次性容器你是不是認(rèn)為紙比塑料更環(huán)保呢？這可不一定兵拢，塑料具有重量輕翻斟，不易受水和陽(yáng)光影響的特點(diǎn)，適合制作容器说铃，但也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)使得塑料不易被大自然分解访惜，容易造成大量垃圾，因此后來(lái)出現(xiàn)紙質(zhì)容器腻扇，但紙質(zhì)容器也不是沒(méi)有缺點(diǎn)债热，甚至與傳統(tǒng)塑料相比問(wèn)題還更大。首先因?yàn)榧垙執(zhí)焐滤媒猓龅剿蜁?huì)軟化，沒(méi)辦法單獨(dú)承裝液體焰枢，因此市面上常見(jiàn)的紙杯就需要在紙張表面加一層塑料淋膜蚓峦，所以摸起來(lái)感覺(jué)滑滑的。但這種復(fù)合材質(zhì)的設(shè)計(jì)就會(huì)造成回收的難題济锄，紙加塑料淋膜的設(shè)計(jì)當(dāng)被送到回收廠時(shí)暑椰，如果沒(méi)有特殊技術(shù)是無(wú)法將紙與塑料淋膜分離，不能分離就無(wú)法重新回收材料再利用荐绝，而被放在自然環(huán)境中也因?yàn)槭菑?fù)合材料很難被分解一汽，所以紙杯基本上只能焚燒。聚丙烯微孔發(fā)泡所以說(shuō)材質(zhì)越單一越容易回收再利用，現(xiàn)在有一種PP發(fā)泡塑料就具有這種易回收利用的特點(diǎn)召夹，耐熱岩喷，抗腐蝕又安全，還可以在微波爐內(nèi)加熱监憎，只要經(jīng)過(guò)發(fā)泡加工處理纱意，成為發(fā)泡聚丙烯就能制成又輕又安全的容器，并且材質(zhì)單一只要回收方式正確就能再利用鲸阔。發(fā)泡技術(shù)是塑料在擠出偷霉，吹塑等加工過(guò)程中為了減輕產(chǎn)品的重量，將二氧化碳或氮?dú)庾⑷氲教厥獾乃芑b置中褐筛，使氣體與原料充分混合类少，讓塑料產(chǎn)生反應(yīng)形成具有微孔發(fā)泡的塑料制品過(guò)程，利用發(fā)泡技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品具有輕量化渔扎，緩沖吸震硫狞，吸音，保溫等特點(diǎn)赞警，廣泛應(yīng)用于包裝妓忍，建筑建材等行業(yè)。塑料發(fā)泡歷史塑料發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展已有幾十年的歷史了愧旦，在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)了早的泡沫膠木世剖，這種材料是用類似于制造泡沫橡膠的方法制取的，從那以后的三十年內(nèi)幾乎所有的塑料都能夠通過(guò)發(fā)泡技術(shù)制成泡沫塑料笤虫。到了80年代美國(guó)人研制出了微孔發(fā)泡之后旁瘫，人們對(duì)這種微孔新型塑料日益感興趣，并逐漸成為市場(chǎng)上主要的塑料發(fā)泡技術(shù)琼蚯。發(fā)泡劑現(xiàn)在市場(chǎng)上普遍使用的發(fā)泡劑可以分為兩種酬凳。一種是物理發(fā)泡劑，這種發(fā)泡劑一般使用二氧化碳遭庶，氮?dú)饽校睔獾葰怏w，并且這些氣體在氣態(tài)下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)峦睡，而且在氣態(tài)時(shí)在塑料中的擴(kuò)散速度會(huì)低于在空氣中的擴(kuò)散速度翎苫。另一種是化學(xué)發(fā)泡劑，它是一種當(dāng)受熱后就會(huì)釋放如氮?dú)庹チ耍趸嫉鹊奈镔|(zhì)煎谍，釋放氣體的速度能夠，化學(xué)發(fā)泡劑一般有碳酸銨龙屉，碳酸氫鈉等呐粘。泡工藝泡工藝有三種一種是物理發(fā)泡法，就是將氣體在壓力下注入塑料糊狀熔體中，再經(jīng)過(guò)降壓釋放出氣體作岖，從而就能在成型的塑料中形成很多小孔唆垃，這種發(fā)泡法由于成本較低，發(fā)泡后對(duì)不會(huì)留下殘余物鳍咱，并且對(duì)發(fā)泡塑料性能不會(huì)改變降盹。另一種是化學(xué)發(fā)泡法，這種是利用化學(xué)方法產(chǎn)生氣體來(lái)使塑料發(fā)泡谤辜，是對(duì)加入塑料中的化學(xué)發(fā)泡劑進(jìn)行加熱后讓其分解釋放出氣體而發(fā)泡蓄坏，還有一種就是利用塑料之間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放出氣體而進(jìn)行發(fā)泡。 后一種是機(jī)械發(fā)泡丑念，使用機(jī)械攪拌的方法使氣體混入材料中涡戳，然后經(jīng)定型過(guò)程形成泡孔的泡沫塑料。發(fā)泡原理將發(fā)泡劑注入到塑料熔體中后脯倚，發(fā)泡劑的分子就會(huì)在塑料中形成很多微小氣泡（氣泡核）渔彰，隨著塑料在熔化過(guò)程中溫度的升高和壓力增加，氣泡開(kāi)始增長(zhǎng)或者與其它氣泡合并變大推正，隨著塑料產(chǎn)品的成型后溫度和壓力開(kāi)始降低恍涂，氣泡也會(huì)停止增長(zhǎng)并且慢慢成型，這樣就會(huì)在塑料中形成很多或大或小的氣孔植榕。所以不管采用什么發(fā)泡工藝再沧，使用哪種發(fā)泡劑都要經(jīng)過(guò)形成氣泡核，氣泡核膨脹尊残，氣泡固化成型這個(gè)過(guò)程炒瘸。發(fā)泡膜包裝袋制造過(guò)程在所有的發(fā)泡產(chǎn)品中常用的就是發(fā)泡膜，也就是我們常說(shuō)的珍珠棉寝衫，將它作為包裝材料來(lái)使用有很多的優(yōu)點(diǎn)顷扩，如防震，防潮慰毅，韌性好等隘截，來(lái)看看我們包裝使用的發(fā)泡膜包裝袋是怎么制造出來(lái)的。發(fā)泡膜包裝袋使用的材料是聚乙烯汹胃，首先將聚乙烯原料顆粒按比例混合婶芭，通過(guò)管道將其吸入到擠出機(jī)入料口，同時(shí)在擠出機(jī)中還要加入發(fā)泡劑统台。在擠出機(jī)中需要加溫讓原料熔化雕擂，再通過(guò)噴淋冷卻降溫以達(dá)到發(fā)泡溫度讓其膨脹發(fā)泡啡邑，然后從機(jī)頭口模擠出圓筒形發(fā)泡膜贱勃。將圓筒型發(fā)泡膜切刨開(kāi)，展平后收成卷，這樣就可以切割后包裝產(chǎn)品了贵扰。讓成卷的發(fā)泡膜通過(guò)印刷機(jī)在上面印上需要的圖案或者文字仇穗。印刷好的發(fā)泡膜按照包裝袋的大小裁剪成片狀，后通過(guò)機(jī)器壓封成包裝袋戚绕，這樣就可以用于包裝產(chǎn)品了纹坐。塑料通過(guò)發(fā)泡技術(shù)能讓其內(nèi)部形成氣泡，能讓生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品更加輕便舞丛，還能起到包裝保護(hù)的功能耘子，現(xiàn)在科學(xué)家研究出了一種氣泡金屬，也具有這樣的性能球切，它就像金屬的氣泡包裝材料谷誓。這種復(fù)合氣泡金屬是通過(guò)空心金屬周圍熔化鋁材來(lái)制造的，它是一種新型復(fù)合材料并不是普通的金屬吨凑，它比合金鋼要輕70%捍歪，能吸收超過(guò)普通鋼幾十倍的能量，具備防輻射鸵钝，防彈糙臼，防火的能力，在遭遇壓力時(shí)其內(nèi)部的氣泡能起到緩沖保護(hù)的作用恩商，也許將來(lái)我們就能用到這種氣泡金屬变逃。隨著世界資源的減少和對(duì)環(huán)境要求的提高，怎么提高可持續(xù)性以及提升效率痕届，推動(dòng)材料和能源消耗的下降韧献，以及材料性能的提升，成本降低研叫，有些可以通過(guò)輕量化實(shí)現(xiàn)锤窑，而發(fā)泡技術(shù)就是輕量化未來(lái)發(fā)展的方向。那些用于包裝嚷炉，汽車渊啰，建筑和日用消費(fèi)品中的傳統(tǒng)固體材料都是朝著發(fā)泡，輕量化結(jié)構(gòu)在發(fā)展申屹，很多高分子發(fā)泡材料被作為基礎(chǔ)原材料使用绘证，各種利用發(fā)泡技術(shù)制造出來(lái)的塑料產(chǎn)品在我們生活中的使用將越來(lái)越廣泛

南京專業(yè)MPP微孔發(fā)泡定制

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，PP屬于結(jié)晶型聚合物哗讥，在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)嚷那，存在結(jié)晶區(qū)，相態(tài)為固態(tài)杆煞，難以發(fā)泡魏宽；而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)腐泻，熔體強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂队询。目前派桩，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，通過(guò)添加納米顆涟稣叮或聚合物來(lái)調(diào)控PP的結(jié)晶方式铆惑，采用直接合成、共混改性和輻照交聯(lián)等手段提高PP熔體強(qiáng)度送膳，以及改進(jìn)發(fā)泡方法來(lái)獲得PP微孔發(fā)泡材料员魏。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、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能叠聋，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料逆趋，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS），耐熱溫度130 ℃晒奕，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃闻书；此外，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好脑慧，即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀魄眉。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居、包裝闷袒、交通坑律、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場(chǎng)需求。超臨界二氧化碳由于無(wú)毒囊骤、價(jià)廉晃择、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，因此也物，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注宫屠。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為、提高其熔體強(qiáng)度滑蚯、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)展浪蹂。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，在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)告材，由于晶區(qū)的存在坤次，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散，因此溶解度低斥赋；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻缰猴，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響，無(wú)法得到泡孔均一的發(fā)泡材料疤剑。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)滑绒，在高結(jié)晶度聚合物中無(wú)法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)胰舆，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蹬挤，是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低，有利于泡孔成核棘幸。一般而言焰扳，晶區(qū)面積小，結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸误续；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核吨悍，甚至導(dǎo)致無(wú)法發(fā)泡。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)蹋嵌，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核育瓜、長(zhǎng)大和定型。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)栽烂，熔體強(qiáng)度急劇下降躏仇，導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí)，泡孔發(fā)生破裂和聚并腺办，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃焰手。因此，要制備泡孔均一分布怀喉、泡孔尺寸小书妻、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品，需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散躬拢、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)題躲履。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為，使PP能在較低的溫度發(fā)泡聊闯；二是對(duì)PP進(jìn)行改性工猜，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）；三是改進(jìn)發(fā)泡方法菱蔬。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)泡性能域慷，碳納米纖維、碳納米管汗销、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來(lái)改變PP的結(jié)晶行為犹褒，在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法弛针，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為叠骑，減小晶體尺寸，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容削茁，因此為泡孔成核提供了更多異相成核點(diǎn)宙枷，從而得到晶體尺寸小掉房、密度高的發(fā)泡材料。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)泡的影響慰丛，結(jié)果表明：當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%卓囚，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)，但泡孔尺寸分布不均一诅病，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域哪亿；當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí)，PP的結(jié)晶度和晶體尺寸均下降贤笆，使二氧化碳的溶解度提高蝇棉，泡孔均一；當(dāng)碳納米纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到25%時(shí)芥永，泡孔結(jié)構(gòu)為均一篡殷，泡孔尺寸小。Bledzki等研究木纖維與PP的復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)埋涧，納米材料的尺寸板辽、幾何形狀對(duì)結(jié)晶行為也有影響，并且得到纖維含量越高棘催，泡孔尺寸越小的結(jié)論戳气。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，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶巧鸭。Rizvi等采用機(jī)械共混瓶您，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系。結(jié)果表明：PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核纲仍，且PTFE對(duì)二氧化碳有親和性呀袱，提高了二氧化碳溶解度，PP泡孔密度大幅提高郑叠。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)泡夜赵。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，提高了PP的結(jié)晶密度乡革，密集的晶體作為泡孔成核劑寇僧，減小了泡孔尺寸，提高了泡孔密度沸版。提高熔體強(qiáng)度改善PP發(fā)泡為提高PP熔體強(qiáng)度嘁傀，一種行之有效的方法就是對(duì)PP進(jìn)行改性以得到HMSPP，從而加寬發(fā)泡溫度范圍视粮。目前细办，獲得HMSPP的方法通常有直接合成、共混擠出蕾殴、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等笑撞。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)整聚合物岛啸，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)移劑茴肥，與茂金屬催化劑結(jié)合坚踩，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）瓤狐。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α瞬铸，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芬首，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP。用這種方法制備LCBPP的相對(duì)分子質(zhì)量分布大于5逼裆，且零剪切黏度也有所提高郁稍。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，從而提高熔體強(qiáng)度胜宇。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體耀怜，從而獲得LCBPP。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桐愉，然后通過(guò)控制反應(yīng)溫度财破、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)，形成長(zhǎng)支鏈結(jié)構(gòu)从诲。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左痢，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，并獲得了較好的發(fā)泡性能系洛。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俊性，熔體強(qiáng)度和拉伸性能都明顯提升，有效抑制泡孔的聚并和破裂描扯。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑定页，與馬來(lái)酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混，得到具有較高模量绽诚、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP典徊，能改善發(fā)泡行為。另外在熔融態(tài)時(shí)恩够，只加入過(guò)氧化物和PP卒落，會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解，為了提高接枝效率蜂桶，通常會(huì)加入給電子體（如苯乙烯导绷、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)。此外屎飘，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妥曲。