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近日，有網(wǎng)友在國家發(fā)展改革委官網(wǎng)留言詢問“’一次性發(fā)泡塑料餐具’是否包括‘可生物降解發(fā)泡塑料餐具’觉既？比如用可生物降解的聚乳酸PLA發(fā)泡塑料材料制成的餐具惧盹，是否也在禁止之列？”發(fā)改委回答：“凡發(fā)泡塑料餐具均在禁止生產(chǎn)和銷售之列瞪讼【”這份答復(fù)看似簡單，卻隱藏著數(shù)個(gè)值得深思的問題符欠，深挖之下嫡霞，細(xì)思極恐！1背亥、一次性發(fā)泡塑料餐具 ≠ 一次性塑料餐具秒际，可降解的一次性塑料餐具是否允許使用悬赏？國家發(fā)展委和改革委員會生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》中狡汉，關(guān)于一次性塑料餐具和一次性發(fā)泡塑料餐具有不同的規(guī)定：關(guān)于一次性發(fā)泡塑料餐具：禁止生產(chǎn)和銷售一次性發(fā)泡塑料餐具娄徊；關(guān)于一次性塑料餐具：到2020年底，全國范圍餐飲行業(yè)禁止使用不可降解一次性塑料吸管盾戴；地級以上城市建成區(qū)寄锐、景區(qū)景點(diǎn)的餐飲堂食服務(wù)，禁止使用不可降解一次性塑料餐具尖啡。到2022年底橄仆，縣城建成區(qū)、景區(qū)景點(diǎn)餐飲堂食服務(wù)衅斩，禁止使用不可降解一次性塑料餐具盆顾。到2025年，地級以上城市餐飲外賣領(lǐng)域不可降解一次性塑料餐具消耗強(qiáng)度下降30%畏梆。一次性發(fā)泡餐具：聚丙烯微孔發(fā)泡在飲食業(yè)和食品包裝業(yè)中您宪，一次性發(fā)泡餐具使用為廣泛的材料是聚苯乙烯，通常采用含氯氟烴(CFC)或烴類(HC)發(fā)泡劑發(fā)泡奠涌，制成各種餐飲具如快餐盒宪巨、湯碗、方便面碗溜畅、生鮮托盤等捏卓。這些材料構(gòu)成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。中國曾于1999年慈格、2005年以及2011年三次將一次性發(fā)泡塑料餐具列入工藝落后或產(chǎn)品落后目錄而遭淘汰怠晴。原因是：一些發(fā)泡餐具廠使用工業(yè)塑膠廢棄物作為原材料，摻雜少量的新料浴捆，再配一定量的滑石粉龄寞，生產(chǎn)出一次性發(fā)泡餐盒。盡管使用再生料生產(chǎn)發(fā)泡餐具有節(jié)約資源等優(yōu)勢汤功，但是來源不明的工業(yè)塑膠廢棄物存在眾多安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)物邑；發(fā)泡塑料餐具用完廢棄后難于回收利用；一次性發(fā)泡餐具對是否有雙酚A滔金、苯乙烯單體色解、二聚體、三聚體餐茵、二噁英等毒性單體析出存在爭議科阎；在生產(chǎn)過程中使用的發(fā)泡劑，有的會破壞大氣臭氧層忿族，有的存在嚴(yán)重安全隱患锣笨。2013年2月26日蝌矛，國家發(fā)改委發(fā)布第21號令，對《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》有關(guān)條目進(jìn)行局部調(diào)整错英，其中之一便是在淘汰類產(chǎn)品目錄中刪除了一次性發(fā)泡塑料餐具（簡稱發(fā)泡餐具）入撒。終，2020年1月16日發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》明確禁止生產(chǎn)和銷售一次性發(fā)泡塑料餐具椭岩。一次性塑料餐具：一次性餐具按原材料來源茅逮、生產(chǎn)工藝、降解方式判哥、回收水平分為以下三大類：1献雅、生物降解類：如紙制品（含紙漿模塑型、紙板涂膜型）塌计、食用粉模塑型挺身、植物纖維模塑型等；2锌仅、光/生物降解性材料類：光/生物降解塑料（非發(fā)泡）型章钾，如光生物降解PP類；3技扼、易于回收利用材料類：如聚丙烯類(PP)伍玖、高抗沖聚苯乙烯類(HIPS)、雙向拉伸聚苯乙烯(BOPS)剿吻、天然無機(jī)礦物填充聚丙烯復(fù)合材料制品等窍箍。也就是說一次性發(fā)泡塑料餐具僅僅是一次性塑料餐具中的一個(gè)種類。禁止的是一次性發(fā)泡餐具丽旅，而不是完全禁止一次性塑料餐具椰棘，可降解的一次性塑料餐具是允許生產(chǎn)和銷售的。2榄笙、可生物降解的一次性塑料餐具是否需要“發(fā)泡成型”邪狞？采用的發(fā)泡劑是否同樣對環(huán)境有害？發(fā)泡是使塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過程茅撞。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料帆卓，常的樹脂有：聚苯乙烯樹脂、聚氨酯樹脂米丘、聚氯乙烯樹脂剑令、聚乙烯樹脂、脲甲醛樹脂拄查、酚醛樹脂等吁津。發(fā)泡劑：CFC發(fā)泡劑封閉于發(fā)泡材料中，它終將散逸堕扶、進(jìn)入同溫層并參與消耗臭氧層的循環(huán)碍脏。再者梭依，HC發(fā)泡劑一旦從泡沫中釋放出來，因具有光化學(xué)活性從而促使煙霧生成典尾。因而役拴，需要一種采用不參與破壞環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)泡劑發(fā)泡生產(chǎn)的可降解樹脂發(fā)泡材料〖崩瑁可降解餐盒使用材料分兩種：一種是天然材料制成的可降解天然材料餐盒扎狱，如紙制品侧到、秸稈勃教、淀粉等，可降解匠抗，也稱之為環(huán)保產(chǎn)品故源；另一種是以塑料為主要成分的可降解塑料餐盒，加入淀粉汞贸、光敏劑等物質(zhì)制成（此類一次性餐盒的制造原料是可降解塑料绳军，所謂可降解塑料就是在塑料的生產(chǎn)過程中加入一定量的添加劑，如光敏劑矢腻、淀粉等原料门驾。這樣，可降解塑料制品在使用完多柑，并廢棄在大自然中暴露三個(gè)月后奶是，可由完整的形狀分解成碎片，因而至少在視覺上改善了環(huán)境竣灌。但這項(xiàng)技術(shù)的缺陷是聂沙，這些碎片不能繼續(xù)降解，只不過是由大片變成小片塑料初嘹，不能從根本上勝任消除白色污染的任務(wù)及汉。發(fā)泡劑：CFC發(fā)泡劑封閉于發(fā)泡材料中，它終將散逸屯烦、進(jìn)入同溫層并參與消耗臭氧層的循環(huán)坷随。再者，HC發(fā)泡劑一旦從泡沫中釋放出來驻龟，因具有光化學(xué)活性從而促使煙霧生成温眉。因而，需要一種采用不參與破壞環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)泡劑發(fā)泡生產(chǎn)的可降解樹脂發(fā)泡材料迅脐。目前芍殖，常用的可降解塑料聚乳酸（PLA）餐盒是需要發(fā)泡的，至于其他可降解塑料是否需要發(fā)泡谴蔑，發(fā)泡劑是否污染環(huán)境豌骏，還需要更專業(yè)的解答龟梦，請?jiān)谙路搅粞曰驋呙瓒S碼，分享您的觀點(diǎn)：按【姓名+公司名+職務(wù)】格式窃躲，發(fā)送備注3计贰、如果《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》中禁止生產(chǎn)和銷售的超薄塑料購物袋、農(nóng)用地膜蒂窒，一次性塑料棉簽躁倒，塑料微珠全都使用可生物降解材料，是否允許生產(chǎn)和銷售洒琢？目前還沒有明確的答案秧秉，您怎么看？4衰抑、可降解塑料真的環(huán)保嗎象迎？可降解塑料中也會使用發(fā)泡劑破壞環(huán)境，此外花費(fèi)大量成本和時(shí)間使用可降解塑料呛踊，但可降解塑料混雜在傳統(tǒng)塑料中砾淌，無法回收利用，只能用傳統(tǒng)方法掩埋焚燒處理谭网，究竟該使用可降解塑料還是建設(shè)塑料閉環(huán)汪厨，采用可回收性設(shè)計(jì)，這是一個(gè)值得思索的問題愉择。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展劫乱，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薄辅。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史要拂，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)用站楚，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能脱惰，提高了汽車的美觀舒適度。聚丙烯微孔發(fā)泡PP以密度小窿春、性價(jià)比高拉一、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性旧乞、剛性蔚润、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系列材料的趨勢尺栖。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長嫡纠、投資巨大、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)除盏，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛叉橱、更有效、更經(jīng)濟(jì)者蠕、更實(shí)用的改性窃祝。微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔踱侣。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限粪小，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上，可以明顯減輕重量和成型的周期抡句，大大降低機(jī)臺的鎖模力探膊，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小、平直度高玉转，沒有縮水突想，尺寸穩(wěn)定殴蹄，成型視窗大等特點(diǎn)究抓，特別是在生產(chǎn)高精密和材料較貴的制品上與常規(guī)注塑相比較獨(dú)具優(yōu)勢，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向袭灯。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件刺下。隨著汽車輕量化的發(fā)展，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑稽荧，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多橘茉，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%，卡車姨丈、工程機(jī)械車占20% 畅卓，客車、商務(wù)車占35% 蟋恬。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料翁潘。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想，僅適合于需要表面覆皮的高端車歼争，不僅增加了制造成本拜马，也限制了PP發(fā)泡材料的推廣和應(yīng)用；而化學(xué)微孔發(fā)泡是以熱塑性材料為基體沐绒，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源俩莽，通過自鎖工藝使得氣體形成超臨界狀態(tài)，注入模腔后氣體在擴(kuò)散內(nèi)壓的作用下乔遮，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡扮超，且其理想的泡孔直徑應(yīng) <50μm ，但目前國內(nèi)行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的微發(fā)泡PP的微泡孔直徑約為80～350μm 。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡出刷、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等蝉衣，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件，如車身門板巷蚪、尾門病毡、風(fēng)道等；擠出微發(fā)泡適用于密封條屁柏、頂棚等啦膜；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% 淌喻，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)50%的減重僧家，注射壓力降低約30%～50% ，鎖模力降低約20% 裸删，循環(huán)周期減少10%～15%八拱，同時(shí)還能提高汽車的節(jié)能性，較傳統(tǒng)材料可實(shí)30%的節(jié)能涯塔，并且能改善制品的翹曲變形性肌稻，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計(jì)更靈活。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能匕荸，作為汽車車頂爹谭，可降低汽車的質(zhì)量，同時(shí)其還可用于汽車的內(nèi)飾件榛搔，有利于汽車的輕量化诺凡。福特微發(fā)泡發(fā)動機(jī)罩：采用MuCell微發(fā)泡注塑成型技術(shù)在零件成型過程中充入氣泡，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)践惑，既節(jié)約了塑材腹泌，又減輕了重量，而且不會影響零件的任何性能尔觉。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX凉袱、Grand C-MAX、S-MAX穷娱、蒙迪歐和Galaxy等绑蔫。上所述，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛泵额，

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摘要:采用不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性配深。改性后的聚丙烯形成了一種微交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中凝膠含量約為10%嫁盲，且凝膠的交聯(lián)點(diǎn)之間平均相對分子質(zhì)量達(dá)到3.0×105篓叶。這種微交聯(lián)的聚丙烯和未改性的線型聚丙烯相比烈掠，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缸托，且有應(yīng)變硬化行為左敌，其拉伸黏度是本體聚丙烯的10倍。因此俐镐，微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的引入改善了聚丙烯的發(fā)泡性能矫限。以超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑，在不加入成核劑的條件下佩抹，得到了泡孔密度為1.1×109cm-3的微孔泡沫塑料叼风。普通線型聚丙烯發(fā)泡的溫度區(qū)間只有4℃。因此棍苹，普通線型聚丙烯須經(jīng)過改性提高熔體強(qiáng)度无宿，使氣泡核增長時(shí)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(qiáng)度:增加聚丙烯的相對分子質(zhì)量枢里，拓寬相對分子質(zhì)量分布(或者引入超高分子量尾端)孽鸡，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)泡性能栏豺，但是會引起線型聚丙烯成核速率降低彬碱，在制備高泡孔密度的泡沫時(shí)，必須加入納米成核劑冰悠。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(shí)堡妒，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溉卓。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，但同時(shí)也使得聚丙烯的剪切黏度大幅上升搬泥，引起加工困難桑寨，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，應(yīng)用上受到限制忿檩。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)尉尾，在保持聚烯烴原有的剪切黏度下，提高聚烯烴的熔體彈性和拉伸黏度燥透，并改善聚烯烴發(fā)泡性能沙咏。本文采用一種自制的不飽和聚酯對線型均聚聚丙烯進(jìn)行熔融接枝改性，在聚丙烯中引入微交聯(lián)結(jié)構(gòu)班套，并且對形成的微交聯(lián)進(jìn)行了表征肢藐，同時(shí)測試了改性聚丙烯的流變行為。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(jìn)行了評價(jià)吱韭。聚丙烯微孔發(fā)泡實(shí)驗(yàn)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吆豹，相對分子質(zhì)量分布寬度(MWD)=4.2,熔體指數(shù)(MFI)=2.5，齊魯石化公司;不飽和聚酯(ULP):-Mn=1700～2500，自制;過氧化二異丙苯(DCP):純度99%痘煤，苯乙烯(St):純度99%:上捍战祝化學(xué)試劑廠;二氧化碳:純度99%，上海凌峰試劑廠衷快。平板旋轉(zhuǎn)流變儀Thermo Hakke6.0和密煉機(jī)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宙橱，日本電子公司(日本)。1.2 實(shí)驗(yàn)過程聚丙烯的改性:不飽和聚酯的結(jié)構(gòu)參見Fig.1蘸拔。聚丙烯改性按以下步驟進(jìn)行:稱取PP粒料100.0g养匈、不飽和聚酯2.5g、過氧化二異丙苯0.1g和苯乙烯2.0g都伪，混合呕乎，加入密煉機(jī)中，170℃陨晶，轉(zhuǎn)速30r/min的條件下猬仁，熔融反應(yīng)6.0min。然后停止攪拌先誉，在氮?dú)鈿夥障?70℃熱處理15min湿刽。反應(yīng)過程大致如Fig.2。聚丙烯的發(fā)泡過程:將高壓釜用CO2沖洗后褐耳，放入5gPP樣品诈闺。關(guān)閉高壓釜，充入CO2使釜內(nèi)壓力達(dá)到6MPa铃芦。高壓釜在油浴中升溫至170℃雅镊，維持30min以保證聚丙烯熔融和CO2溶解在聚丙烯內(nèi)。緩慢調(diào)節(jié)壓力至所需要發(fā)泡壓力15MPa刃滓，保持30min后仁烹，迅速打開閥門泄壓，并將高壓釜放入冰水混合物中冷卻后取出發(fā)泡樣品咧虎。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卓缰。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。為了比較2種PP剪切黏度的變化砰诵，通過Cross方程對兩曲線進(jìn)行擬合征唬。從Tab.1中可以看到，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茁彭，且熔體指數(shù)略有下降总寒，這主要是因?yàn)槲⒔宦?lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)點(diǎn)間的平均相對分子質(zhì)量達(dá)到了3.0×105，遠(yuǎn)高于聚丙烯的臨界纏結(jié)相對分子質(zhì)量(5600)尉间。但由于微交聯(lián)而形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)偿乖，使得熔體松弛時(shí)間和熔體彈性增加击罪，所以改性后PP的特征松弛時(shí)間卻增加為原來的7.4倍。而剪切變稀指數(shù)從0.55降為0.46贪薪，剪切變稀行為有所減弱媳禁。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)域画切，只有長的松弛時(shí)間對熔體的低頻末端儲能模量有貢獻(xiàn)竣稽，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倍霍弹，儲能模量曲線末端的斜率也從1.51下降到0.87毫别，改性后PP的熔體彈性明顯增強(qiáng)。損耗角同樣對熔體彈性的改變很敏感典格。Fig.4(B)顯示岛宦，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耍缴。相同頻率下?lián)p耗角正切值越小砾肺，熔體彈性行為越明顯。Winter和Chambon的研究表明防嗡，在臨界凝膠點(diǎn)变汪，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)蚁趁。Fig.4(B)中損耗角正切值與角頻率還存在一定的依賴關(guān)系裙盾，鄭強(qiáng)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(rèn)為是由于測試的非平衡態(tài)導(dǎo)致了這一情況的發(fā)生他嫡。2.3 法向應(yīng)力差聚合物熔體受到剪切作用時(shí)番官，由于法向應(yīng)力差的的作用，呈現(xiàn)彈性行為涮瞻。通過比較法向應(yīng)力差鲤拿，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署咽。由Fig.5可以看到，改性后PP的法相應(yīng)力差明顯提高生音，熔體彈性增強(qiáng)宁否。2.4 瞬時(shí)拉伸黏度Fig.6是在應(yīng)變速率接近發(fā)泡時(shí)拉伸應(yīng)變速率0.1s－1時(shí)，2種PP的瞬時(shí)拉伸黏度隨應(yīng)變變化的曲線缀遍，圖中虛線是線型聚丙烯3ηo曲線慕匠。由于拉伸應(yīng)變速率較大，純PP的拉伸黏度曲線在還沒有進(jìn)入穩(wěn)態(tài)流動區(qū)域前就已經(jīng)斷裂域醇，且沒有應(yīng)變硬化現(xiàn)象發(fā)生台谊。而改性PP有明顯的應(yīng)變硬化行為蓉媳，瞬時(shí)拉伸黏度向上抬起偏移了3η0曲線，大瞬時(shí)拉伸黏度是純PP的10倍锅铅，達(dá)到5.6×105Pa·s酪呻。交聯(lián)點(diǎn)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。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盐须。采用超臨界二氧化碳為發(fā)泡劑玩荠，在反應(yīng)釜中考察了改性PP的發(fā)泡性能。工藝條件為溫度170℃贼邓、壓力15MPa阶冈。從Fig.7A中可以看到，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塑径，基本沒有可見的泡孔結(jié)構(gòu)女坑。說明純PP的熔體強(qiáng)度不夠，無法支持發(fā)泡時(shí)氣體擴(kuò)散引起的膨脹應(yīng)力统舀，在泡孔沒有進(jìn)入固化和定型階段時(shí)匆骗，PP熔體氣泡壁已經(jīng)破裂。Fig.7B中顯示绑咱，改性PP發(fā)泡后绰筛，可以看到細(xì)密的氣泡孔布滿整個(gè)橫截面，泡孔呈現(xiàn)出多邊形的結(jié)構(gòu)描融。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铝噩。改性后微交聯(lián)PP的泡孔直徑在10μm右，泡孔密度達(dá)到1.1×109cm－3窿克。微交聯(lián)使得改性PP具有應(yīng)變硬化行為骏庸，不僅增加了PP的熔體強(qiáng)度，同時(shí)熔體在承受拉伸應(yīng)力時(shí)年叮，熔體形變變得均勻具被，使得熔體不容易斷裂，因此改性PP的發(fā)泡性能得到明顯改善只损。非常高的泡孔密度也說明發(fā)泡時(shí)有很高的成核速率一姿，具體原因尚需更多的研究。利用不飽和聚酯對線型聚丙烯進(jìn)行了熔融接枝改性跃惫，得到一種具有微交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚丙烯叮叹。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(shí)，沒有使剪切黏度劇烈增加爆存，使得在改善發(fā)泡性能的同時(shí)蛉顽，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)泡先较，在不加入任何成核劑的條件下携冤，可以得到發(fā)泡倍率25.6倍悼粮，泡孔密度1.1×109cm－3的微孔泡沫塑料。

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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右曾棕，在國外汽車上達(dá)到了15%至20%扣猫。微孔發(fā)泡技術(shù)能使塑料部件的重量降低15%至30%，廣泛應(yīng)用于儀表板睁蕾、電機(jī)支架苞笨、座位板、空調(diào)風(fēng)罩子眶、門嵌飾板等內(nèi)外飾瀑凝。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上。讓汽車用上更多的塑料部件臭杰，還有很多功課可以開展粤咪。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請，前三位為：美國渴杆、日本寥枝、德國。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟磁奖、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)囊拜，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利。Trexel公司在1995年通過專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣比搭，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell冠跷。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔身诺，通過壓力控制氣泡的生長使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)蜜托。聚丙烯微孔發(fā)泡微孔發(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霉赡。2018年橄务，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。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)穴亏。在高校方面蜂挪，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請量上占有主要地位，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞東課題組嗓化。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)锅劝，在專利申請方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系。近期蟆湖，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)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。北京化工大學(xué)教授玻粪、教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民隅津，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長诬垂、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長、教育部“長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲伦仍，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會”结窘，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開發(fā)。國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著充蓝，對汽車輕量化提出了更高要求隧枫。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下谓苟，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向官脓。整車廠、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局涝焙。汽車輕量化要求更高卑笨，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大！在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求仑撞？有哪些新的技術(shù)研發(fā)赤兴？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會”開講。

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摘 要：聚丙烯（PP）發(fā)泡材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和熱性能隧哮，PP屬于結(jié)晶型聚合物桶良，在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)，存在結(jié)晶區(qū)沮翔，相態(tài)為固態(tài)陨帆，難以發(fā)泡；而溫度達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)鉴竭，熔體強(qiáng)度急劇下降歧譬，導(dǎo)致泡孔聚并和破裂。目前搏存，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)泡行為瑰步，通過添加納米顆粒或聚合物來調(diào)控PP的結(jié)晶方式璧眠，采用直接合成缩焦、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)泡方法來獲得PP微孔發(fā)泡材料责静。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)性能袁滥、熱穩(wěn)定性能和尺寸穩(wěn)定性能，剛性高于聚乙烯（PE）發(fā)泡材料灾螃，抗沖擊性能優(yōu)于聚苯乙烯（PS）题翻，耐熱溫度130 ℃，而PS與PE泡沫塑料的耐熱溫度為70~80℃腰鬼；此外嵌赠，PP發(fā)泡制品尺寸穩(wěn)定性良好塑荒，即使受到撓曲形變后也能立即回復(fù)到原始形狀。這些特性使PP微孔發(fā)泡材料在家居姜挺、包裝齿税、交通、建筑等方面具有廣闊的發(fā)展前景和市場需求炊豪。超臨界二氧化碳由于無毒凌箕、價(jià)廉、不易燃以及在聚合物中相對高的溶解度使其成為有應(yīng)用潛力的物理發(fā)泡劑词渤，因此牵舱，用超臨界二氧化碳制備PP發(fā)泡材料備受關(guān)注。本文從PP微孔發(fā)泡的影響因素以及改變PP結(jié)晶行為掖肋、提高其熔體強(qiáng)度仆葡、改進(jìn)發(fā)泡方法等方面綜述了近年來用超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料的研究進(jìn)展。影響PP微孔發(fā)泡的因素.1 結(jié)晶度PP屬于結(jié)晶型聚合物志笼，在進(jìn)行固態(tài)發(fā)泡時(shí)沿盅，由于晶區(qū)的存在，發(fā)泡劑只能在PP的非晶區(qū)吸收和擴(kuò)散纫溃，因此溶解度低腰涧；而且發(fā)泡劑在聚合物基體中分散不均勻，從而導(dǎo)致泡孔結(jié)構(gòu)受結(jié)晶區(qū)的影響紊浩，無法得到泡孔均一的發(fā)泡材料窖铡。Doroudiani等發(fā)現(xiàn)，在高結(jié)晶度聚合物中無法得到均一的泡孔結(jié)構(gòu)坊谁，而在低結(jié)晶度的聚合物中卻可以得到费彼。.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，是因?yàn)槠渚^(qū)與非晶區(qū)界面的成核能壘更低口芍，有利于泡孔成核箍铲。一般而言，晶區(qū)面積小鬓椭，結(jié)晶密度大可以促進(jìn)泡孔成核并減小泡孔尺寸颠猴；而晶區(qū)面積大不利于泡孔成核，甚至導(dǎo)致無法發(fā)泡小染。張純等研究PP微孔發(fā)泡時(shí)發(fā)現(xiàn)翘瓮，PP結(jié)晶特性明顯影響氣泡的成核、長大和定型裤翩。1.3 熔體強(qiáng)度當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)资盅，熔體強(qiáng)度急劇下降，導(dǎo)致在熔點(diǎn)以上進(jìn)行PP發(fā)泡時(shí)，泡孔發(fā)生破裂和聚并律姨，因此傳統(tǒng)的PP擠出發(fā)泡溫度窗口只有4℃振峻。因此，要制備泡孔均一分布择份、泡孔尺寸小、發(fā)泡倍率高的發(fā)泡制品烫堤，需要解決PP在低溫時(shí)晶區(qū)的存在使二氧化碳難擴(kuò)散荣赶、氣泡難成核以及高溫發(fā)泡過程中PP熔體強(qiáng)度低等問題。一般從三方面考慮：一是改變PP的結(jié)晶行為鸽斟，使PP能在較低的溫度發(fā)泡拔创；二是對PP進(jìn)行改性，獲得高熔體強(qiáng)度PP（HMSPP）富蓄；三是改進(jìn)發(fā)泡方法剩燥。調(diào)控PP的結(jié)晶行為改善PP發(fā)泡行為.1 添加無機(jī)納米粒子為提高PP的發(fā)泡性能，碳納米纖維立倍、碳納米管灭红、木纖維以及云母粉等已被用作添加劑來改變PP的結(jié)晶行為，在PP發(fā)泡時(shí)起異相成核作用口注。Selvakumar等采用碳納米纖維與PP共混的方法变擒，利用聚合物與納米顆粒界面作用改變PP的結(jié)晶行為，減小晶體尺寸寝志，而且由于碳納米纖維與PP基體不相容娇斑，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材部、密度高的發(fā)泡材料毫缆。Wang Chuanbao等進(jìn)一步考察了碳納米纖維含量對納米材料發(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%乐导，能得到規(guī)整的泡孔結(jié)構(gòu)苦丁，但泡孔尺寸分布不均一，有大面積的未發(fā)泡區(qū)域兽叮；當(dāng)碳納米纖維含量提高時(shí)芬骄，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鹦聪，泡孔均一账阻；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)為均一泽本，泡孔尺寸小淘太。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、幾何形狀對結(jié)晶行為也有影響蒲牧，并且得到纖維含量越高撇贺，泡孔尺寸越小的結(jié)論。2.2 添加聚合物纖維聚合物纖維可提升復(fù)合體系的儲能模量冰抢，并且可以明顯影響PP的結(jié)晶松嘶。Rizvi等采用機(jī)械共混，將聚四氟乙烯（PTFE）微纖添加到PP發(fā)泡體系挎扰。結(jié)果表明：PTFE微纖促進(jìn)了PP結(jié)晶成核與氣泡成核翠订，且PTFE對二氧化碳有親和性，提高了二氧化碳溶解度遵倦，PP泡孔密度大幅提高尽超。Luo Yiwei等分別對比了球狀和纖維狀聚對苯二甲酸丁二酯（PBT）與PP復(fù)合材料的發(fā)泡。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)晶梧躺，提高了PP的結(jié)晶密度似谁，密集的晶體作為泡孔成核劑，減小了泡孔尺寸掠哥，提高了泡孔密度巩踏。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PP進(jìn)行改性以得到HMSPP龙致，從而加寬發(fā)泡溫度范圍蛀缝。目前，獲得HMSPP的方法通常有直接合成目代、共混擠出屈梁、輻照交聯(lián)及與納米顆粒復(fù)合等。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)整聚合物榛了，但很難得到支化聚合物在讶。Langston等將對-（3-丁基）苯乙烯作為共聚單體和鏈轉(zhuǎn)移劑，與茂金屬催化劑結(jié)合霜大，制備了相對分子質(zhì)量高构哺、具有所需支化度且分子結(jié)構(gòu)相對規(guī)整的長支鏈PP（LCBPP）。另一種方法是在丙烯中加入少量不能自聚的α战坤，ω-二烯單體制備LCBPP曙强。丙烯先與二烯烴共聚合得到聚合物大單體，然后大單體之間發(fā)生聚合得到LCBPP途茫。用這種方法制備LCBPP的相對分子質(zhì)量分布大于5碟嘴，且零剪切黏度也有所提高。3.2 反應(yīng)共混擠出反應(yīng)共混擠出是通過共混提高PP的支化程度囊卜，從而提高熔體強(qiáng)度娜扇。它采用化學(xué)自由基引發(fā)劑在PP主鏈接上PP或第二單體错沃，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雀瓢，然后通過控制反應(yīng)溫度枢析、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)，形成長支鏈結(jié)構(gòu)刃麸。Nam等通過加入過氧化物引發(fā)劑和多官能團(tuán)單體反應(yīng)共混得到LCBPP醒叁，通過流變性能證明長支鏈的引入提高了PP的拉伸性能和熔體強(qiáng)度，并獲得了較好的發(fā)泡性能嫌蚤。Gotsis使用過氧化二碳酸酯對線性PP改性得到支化程度不同的LCBPP辐益，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脱吱。Cao Kun等用乙二胺作偶聯(lián)劑，與馬來酸酐（MAH）接枝PP反應(yīng)共混认罩，得到具有較高模量箱蝠、低頻復(fù)數(shù)黏度和熔體強(qiáng)度的LCBPP，能改善發(fā)泡行為垦垂。另外在熔融態(tài)時(shí)宦搬，只加入過氧化物和PP，會發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)和降解劫拗，為了提高接枝效率间校，通常會加入給電子體（如苯乙烯、秋蘭姆等）抑制副反應(yīng)页慷。此外憔足，通過緩慢釋放過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。