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隨著國(guó)內(nèi)大煉化項(xiàng)目潮改、PDH項(xiàng)目陸續(xù)上馬，國(guó)內(nèi)聚丙烯（PP）市場(chǎng)成為群雄角力之地腹暖。新建項(xiàng)目投產(chǎn)汇在，PP產(chǎn)能仍將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2023年我國(guó)PP產(chǎn)能將超過(guò)3500萬(wàn)噸脏答，自給率將近90%糕殉。屆時(shí)，高性能產(chǎn)品將成為企業(yè)突出重圍的殺手锏殖告。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)聚丙烯裝置阿蝶，浙江石化、恒力石化黄绩、利和知信羡洁。近一個(gè)月，聚烯烴行業(yè)掀起了新一波高性能PP投資熱潮：4月22日爽丹，總投資約100億美元的胺倮龋克森美孚廣東惠州乙烯項(xiàng)目正式動(dòng)工，項(xiàng)目包括乙烯裝置和高端PE习劫、PP等生產(chǎn)裝置咆瘟，采用已經(jīng)成功應(yīng)用、先進(jìn)的專有工藝和催化劑技術(shù)生產(chǎn)高性能聚合物诽里。聚丙烯微孔發(fā)泡5月17日袒餐，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，項(xiàng)目產(chǎn)品包括聚α烯烴谤狡、高碳合成醇灸眼、茂金屬PE、共聚PP等墓懂，共14規(guī)模生產(chǎn)裝置焰宣。18日，徐州海天石化集團(tuán)年產(chǎn)10萬(wàn)噸高性能PP樹脂項(xiàng)目“云簽約”捕仔，落戶大慶龍鳳區(qū)匕积。高性能產(chǎn)品研發(fā)能力不足我國(guó)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、管材專用料榜跌、薄壁注塑料M50T闪唆、高熔體強(qiáng)度薄膜專用料、丙丁共聚膜料钓葫、低溫抗沖注塑專用料悄蕾、氫調(diào)法高流動(dòng)注塑料、高透明注塑專用料础浮、抗菌系列專用料帆调、低灰分PP奠骄、快速成型PP、透明PP專用料等番刊。但由于我國(guó)高端聚丙烯產(chǎn)品研發(fā)能力不足含鳞，且同質(zhì)化嚴(yán)重，一些高性能和特殊性能產(chǎn)品撵枢，如茂金屬PP（mPP）民晒、特種雙向拉伸聚丙烯（BOPP）膜、流延聚丙烯（CPP）膜等仍需大量進(jìn)口來(lái)滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求锄禽。我國(guó)mPP年消費(fèi)量約10萬(wàn)噸潜必，除燕山石化少量供應(yīng)市場(chǎng)，基本依賴進(jìn)口沃但，主要用于生產(chǎn)醫(yī)用或食品用高透明PP制品磁滚、食品包裝薄膜、無(wú)紡布宵晚、超細(xì)旦丙綸纖維等領(lǐng)域垂攘。具有高拉伸速度與幅寬、超薄淤刃、超透及更好低溫?zé)岱庑阅艿奶胤NBOPP薄膜晒他、電工膜、電容器膜逸贾、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(wàn)噸陨仅。PP管材料的年進(jìn)口量約50萬(wàn)噸。高性能PP開(kāi)發(fā)方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐铝侵，推動(dòng)汽車生產(chǎn)商聚焦抗菌PP在內(nèi)飾件中的應(yīng)用灼伤，這或?qū)⒊蔀檐囉肞P下一個(gè)熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。2玻纖增強(qiáng)PP長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料因具備更高的強(qiáng)度咪鲜、剛度狐赡、韌度、尺寸穩(wěn)定性疟丙，廣泛應(yīng)用于儀表骨架板颖侄、車門組合件、前端組件隆敢、車身門板模塊发皿、車頂面板、座椅骨架等汽車部件上拂蝎。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PP材料在120℃時(shí)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%惶室，具有作為結(jié)構(gòu)件所需的耐久性和可靠性温自。氣味散發(fā)耐刮擦PP隨著人們對(duì)汽車品質(zhì)的追求玄货，車用PP材料需要滿足的已不僅僅是力學(xué)性能，還有對(duì)外觀悼泌、環(huán)保等方面的高要求松捉。目前市場(chǎng)上低氣味散發(fā)PP材料多被Basell、北歐化工等公司產(chǎn)品壟斷馆里，國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口任務(wù)艱巨隘世。制造高抗刮擦汽車內(nèi)飾件材料一方面要采用國(guó)外表面硬度較高的PP原料，另一方面需要添加助劑提升材料表面的爽滑度鸠踪。但助劑在體系內(nèi)受熱會(huì)有小分子散發(fā)影響車內(nèi)空氣質(zhì)量丙者，同時(shí)又會(huì)出現(xiàn)表面遷移現(xiàn)象，影響內(nèi)飾件外觀营密。因此械媒，問(wèn)題核心仍取決于PP基材的性能。

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新材料研習(xí)社報(bào)道，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展被去，輕量主儡、舒適、綠色惨缆、環(huán)保成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向糜值。汽車輕量化技術(shù)能夠減輕車身重量、降低油耗踪央，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要措施之一臀玄。目前，汽車零部件更多地采用塑料材料替代笨重畅蹂、昂貴的金屬構(gòu)件健无，“以塑代鋼”成為解決汽車工業(yè)發(fā)展要求的佳方案，汽車塑料化程度已經(jīng)成為衡量汽車設(shè)計(jì)和制造水平的重要標(biāo)志液斜。在當(dāng)前的車用塑料中累贤，聚丙烯是用量、使用頻次少漆、增長(zhǎng)速度的品種臼膏。聚丙烯在汽車工業(yè)中用量迅速增長(zhǎng)是因?yàn)槠涿芏刃　Ⅲw積輕示损、設(shè)計(jì)空間廣渗磅，綠色環(huán)保、性能優(yōu)異及其制造成本低。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯在汽車外裝飾件的應(yīng)用特點(diǎn)是以塑代鋼始鱼，減輕汽車自重仔掸。聚丙烯是一種由丙烯聚合（均聚PP）或丙烯和乙烯共同聚合（共聚PP）而成的無(wú)臭、無(wú)毒医清、半透明的聚合物起暮，其結(jié)構(gòu)式如圖1所示。聚丙烯按甲基（-CH3）空間排布的位置可分為等規(guī)聚丙烯（Isotactic polypropylene）会烙、無(wú)規(guī)聚丙烯（Atactic polypropylene）和間規(guī)聚丙烯（Syndiotactic polypropylene）三種负懦。聚丙烯具有優(yōu)良的柔韌性、耐化學(xué)腐蝕性柏腻、耐熱性纸厉、介電性能，以及高強(qiáng)度的機(jī)械性能和高頻絕緣性葫盼，且不受濕度的影響残腌，聚丙烯的種類及性能如圖2所示。目前贫导，為了進(jìn)一步改善聚丙烯的性能抛猫，通常采用化學(xué)改性（共聚改性、交聯(lián)改性孩灯、接枝改性闺金、添加成核劑等）或物理改性（添加有機(jī)或無(wú)機(jī)助劑等）改變高分子組分與大分子結(jié)構(gòu)、晶體構(gòu)型或填充峰档、共混败匹、增強(qiáng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化。改性聚丙烯根據(jù)特點(diǎn)和功能可分為長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料讥巡、免噴涂聚丙烯材料掀亩、聚丙烯微發(fā)泡材料、高溶體強(qiáng)度聚丙烯欢顷、環(huán)保阻燃聚丙烯材料槽棍、抗菌聚丙烯、耐刮擦聚丙烯材料抬驴，及低氣味炼七、低VOC聚丙烯材料等。01 聚丙烯的車用優(yōu)勢(shì)性能優(yōu)勢(shì)聚丙烯在強(qiáng)度布持、剛度豌拙、硬度、耐熱性上均優(yōu)于聚乙烯题暖；能夠在100℃的溫度下正常使用按傅，具有良好的尺寸穩(wěn)定性捉超、熱穩(wěn)定性、較好的力學(xué)性能逞敷、較高的耐沖擊性狂秦、機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌灌侣，化學(xué)穩(wěn)定性良好且不受濕度影響推捐。聚丙烯外觀透明而輕，密度為0.89~0.91 g/cm3侧啼，是目前塑料中輕的品種之一牛柒。因此，采用聚丙烯替代傳統(tǒng)的金屬材料可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)重量的降低痊乾。另外皮壁，由于近年聚丙烯改性技術(shù)的發(fā)展使聚丙烯在汽車工業(yè)的發(fā)展占據(jù)優(yōu)勢(shì)。保優(yōu)勢(shì)聚丙烯為無(wú)毒哪审、無(wú)味蛾魄、無(wú)臭的乳白色透明高結(jié)晶聚合物，屬于環(huán)保材質(zhì)湿滓。聚丙烯不僅可回收再利用滴须，而且在聚丙烯主鏈上含有叔碳原子，在高溫和氧化作用下能夠產(chǎn)生分子鏈分解反應(yīng)叽奥，使聚丙烯具有降解特性扔水，大大地降低了白色污染帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。成本優(yōu)勢(shì)聚丙烯的生產(chǎn)原料來(lái)源路徑多樣朝氓，主要有油魔市、煤、甲醇赵哲、丙烯等待德。煤制聚丙烯是 目前聚丙烯中增長(zhǎng)快的一種原料來(lái)源方式，如圖3所示枫夺。由于我國(guó)煤炭資源豐富将宪，且煤炭的價(jià)格較為穩(wěn)定，煤制備聚丙烯成本浮動(dòng)小筷屡。同時(shí)涧偷，聚丙烯容易加工成型，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單毙死，其生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的其他塑料材料燎潮。02 車用聚丙烯的改性研究聚丙烯是汽車領(lǐng)域應(yīng)用的核心基材，但由于聚丙烯的性能缺陷扼倘，包括收縮率大确封、容易產(chǎn)生翹曲變形除呵、低溫易脆斷等，決定其必須通過(guò)改性才能滿足車用部件的特殊需求爪喘。聚丙烯的改性原理是基于車用零件的具體要求颜曾，優(yōu)化基體樹脂的結(jié)構(gòu)和組成，采用化學(xué)或物理方法來(lái)進(jìn)行改性秉剑。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯是采用長(zhǎng)度為 10~25 mm的玻璃纖維與基體樹脂進(jìn)行復(fù)合而形成的改性聚丙烯復(fù)合材料泛豪，與普通聚丙烯材料相比，通過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯的機(jī)械性能能夠得到成倍甚至數(shù)倍的提高侦鹏，能夠與ABS塑料的相關(guān)產(chǎn)品相媲美诡曙。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯具有更好的耐熱性能，且成本遠(yuǎn)低于ABS塑料略水；另外价卤，長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的高溫耐疲勞強(qiáng)度甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強(qiáng)尼龍高出10%，同時(shí)兼具更優(yōu)異的抗翹曲特性渊涝。普通聚丙烯與長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯的性能對(duì)比如表1所示慎璧。發(fā)泡改性聚丙烯發(fā)泡改性聚丙烯是以聚丙烯材料為基體，通過(guò)物理或者化學(xué)的方式使塑料中間層密布尺寸十到幾十微米的封閉微孔結(jié)構(gòu)跨释。發(fā)泡改性技術(shù)突破了傳統(tǒng)聚丙烯的諸多局限胸私，可以減輕制品的質(zhì)量和成型周期；同時(shí)使制品具有內(nèi)應(yīng)力煤傍、翹曲小的特性盖文，在注塑成型中更平整、筆直和穩(wěn)定蚯姆；另一方面五续，由于微孔的支撐作用，使材料的抗沖擊性能和抗壓吸能性能更優(yōu)異龄恋，在受到多次連續(xù)撞擊和撓曲變形后能夠很快恢復(fù)原始形狀疙驾。低氣味、低VOC聚丙烯低氣味郭毕、低 VOC 聚丙烯材料的研究是車用塑料發(fā)展的一個(gè)重要方向它碎，尤其針對(duì)處于相對(duì)封閉空間的汽車內(nèi)飾用聚丙烯材料，對(duì)聚丙烯提出了綠色显押、環(huán)保的要求扳肛。低氣味、低 VOC 聚丙烯是通過(guò)在填料乘碑、加工助劑的選擇挖息、成型及后處理工藝等各個(gè)環(huán)節(jié)上來(lái)優(yōu)化以減少小分子的產(chǎn)生，從而控制氣味的產(chǎn)生兽肤。

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聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱、隔音电禀、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能幢码，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在包裝、建筑尖飞、汽車等行業(yè)症副。PP在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會(huì)急劇下降，低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)葫松，所以PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)難度大瓦糕，目前只有少數(shù)國(guó)家掌握了PP珠粒發(fā)泡的技術(shù)，因此PP珠粒發(fā)泡的研究受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注腋么。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備亥揖、性能改進(jìn)珊擂、表征方法等方面綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外PP珠粒發(fā)泡的研究動(dòng)態(tài)，并對(duì)該領(lǐng)域今后的研究方向進(jìn)行了展望聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕费变、抗沖緩震摧扇、耐腐蝕、隔熱隔音等優(yōu)良的特性挚歧，與傳統(tǒng)的直接成型工藝相比扛稽，PP珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢(shì)在于它的自由成型性，發(fā)泡珠粒均勻的尺寸與穩(wěn)定的發(fā)泡倍率使其非常適合模塑成型滑负，可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及高維尺寸精度的制品在张。早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的珠粒發(fā)泡產(chǎn)品是聚苯乙烯 發(fā)泡珠粒(EPS)，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)矮慕。其中帮匾，EPP的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于EPE，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS痴鳄，此外其耐老化瘟斜、耐腐蝕性也非常優(yōu)異，是非常環(huán)保的材料痪寻，因此 EPP被廣泛應(yīng)用于包裝螺句、建筑、汽車等行業(yè)橡类，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長(zhǎng)十分迅速蛇尚。鑒于世界各國(guó)對(duì)EPP材料研究的重視鲜棠，本文從EPP的生產(chǎn)工藝擦俐、裝備伐弹、性能改進(jìn)以及表征手段等方面介紹了近年來(lái)EPP的研究進(jìn)展與動(dòng)態(tài)馆铁。 聚丙烯發(fā)泡珠粒制備聚丙烯發(fā)泡機(jī)理 PP 珠粒發(fā)泡的機(jī)理為過(guò)飽和氣體法。如下圖所示勇凭，注入的發(fā)泡劑在高溫或高壓環(huán)境下溶解在聚合物熔體中形成飽和的均相體系疚膊，然后通過(guò)快速卸壓或者溫度驟升造成熱力學(xué)的不穩(wěn)定來(lái)形成過(guò)飽和體系，這個(gè)階段中PP基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分離虾标，氣泡開(kāi)始成核并大量生長(zhǎng)寓盗，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為發(fā)泡珠粒。聚丙烯發(fā)泡珠粒的生產(chǎn)方法目前工業(yè)化生產(chǎn)EPP的工藝有2種:一種是反應(yīng)釜法璧函，反應(yīng)釜法也是目前應(yīng)用廣泛的EPP的工業(yè)化生產(chǎn)工藝;另一種是擠出法工藝傀蚌，相對(duì)于工藝成熟的反應(yīng)釜法而言，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛蘸吓。反應(yīng)釜法: 反應(yīng)釜法是將 PP 顆粒與助劑混合 造粒后放入反應(yīng)釜中善炫，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使釜內(nèi)壓力升高，在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時(shí)間后打開(kāi)泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒库继。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同箩艺，又可分為無(wú)水法與有水法2種:前者的反應(yīng)釜中不加入液體的分散介質(zhì)，PP顆粒會(huì)堆積在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個(gè)顆粒中宪萄，所以為了使發(fā)泡劑更好地溶解艺谆，釜內(nèi)壓力一般需要在10MPa以上;后者是先將PP顆粒分散在水中，發(fā)泡劑能均勻溶解在PP 顆粒中拜英，所需壓力約2～6MPa静汤。反應(yīng)釜法的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制、發(fā)泡倍率高居凶、泡孔結(jié)構(gòu)好虫给、可二次發(fā)泡，缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高排监。有專利介紹此生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)密度低于 0.045 g/cm3狰右、平均泡孔直徑為 200μm的EPP。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中舆床，升溫到稍低于發(fā)泡的溫度棋蚌，保溫一段時(shí)間后再升溫到發(fā)泡溫度，繼續(xù)保溫一段時(shí)間挨队，打開(kāi)高壓釜放出分散體到大氣中谷暮，放出物料的同時(shí)繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫Ρ３衷诜懦鑫锪锨暗膲毫Α：髮⒌玫降陌l(fā)泡珠粒洗滌盛垦、離心分離后在空氣中靜置老化湿弦，這是目前工業(yè)化成熟的EPP生產(chǎn)工藝。改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)也能在一定程度上改善EPP的性能腾夯。Hossieny等采用 CO2為發(fā)泡劑用下圖中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備了 EPP颊埃，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個(gè)排料口模蔬充，卸壓時(shí)PP通過(guò)排料口模進(jìn)入收集裝置中，實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過(guò)程中的泡孔形態(tài)與熔融班利、結(jié)晶行為以及口模長(zhǎng)度對(duì)發(fā)泡倍率的影響饥漫。結(jié)果表明，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少罗标，增加飽和壓力會(huì)提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比庸队，密度降低;而增加口模的長(zhǎng)度則會(huì)減小其體積膨脹比，密度增加闯割。國(guó)內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開(kāi)發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)彻消，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜與收集釜，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8～60倍的發(fā)泡珠粒宙拉。如何拓寬PP的發(fā)泡溫度區(qū)間以及壓縮釜壓發(fā)泡流程的時(shí)間也是研究的重點(diǎn)方向宾尚。丁杰等采用CO2 作發(fā)泡劑，用下圖中的無(wú)水法發(fā)泡裝置制備了小泡孔直徑為 9.55μm鼓黔，泡孔密度小于1.5×109cm-3的EPP央勒。其工藝改進(jìn)在于在降溫到發(fā)泡溫度的過(guò)程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變，恒溫一段時(shí)間后再放出珠粒進(jìn)行冷卻澳化，其PP的發(fā)泡溫度區(qū)間約50℃，工藝流程時(shí)間約為 2.5 h稳吮。反應(yīng)釜法重要的工藝在于要使發(fā)泡劑能充分溶解到 PP顆粒中缎谷，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的溫度、壓力以及保壓時(shí)間等灶似，適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)保壓時(shí)間與增大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解列林。目前反應(yīng)釜法的工 藝已經(jīng)比較成熟，但其高成本也限制了 EPP 的廣泛應(yīng) 用酪惭，探索新的生產(chǎn)工藝條件和生產(chǎn)裝備來(lái)降低其成本是今后研究所需解決的問(wèn)題希痴。擠出法: 擠出法生產(chǎn)EPP是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個(gè)水下切粒裝置，如下圖春感。PP顆粒與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過(guò)擠出機(jī)均勻混合后在口模出口處由于壓力驟降而發(fā)泡砌创，發(fā)泡的材料通過(guò)水下切粒裝置被切割定型成尺寸均一的發(fā)泡珠粒。擠出法可連續(xù)生產(chǎn)鲫懒、效率高嫩实、珠粒尺寸均勻，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過(guò)程中的工藝參數(shù)難以控制窥岩，此外由于PP在溫度低于熔點(diǎn)時(shí)幾乎不流動(dòng)甲献，而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后，熔體強(qiáng)度又急劇下降颂翼，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為4℃)晃洒，擠 出法對(duì) PP 的熔體強(qiáng)度要求較高慨灭，一般要用改性的熔體強(qiáng)度較高的 PP，這些缺點(diǎn)限制了擠出法的應(yīng)用與發(fā) 展球及。擠出法生產(chǎn)是目前也有比較成熟的擠出法生產(chǎn)工藝氧骤。采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原料桶略，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約60倍语淘，直徑為3～5mm，密度為15～100kg/m3的EPP际歼，便由于后期成型蒸汽壓力較大惶翻，而大規(guī)模推廣受到限制。在PP中加入無(wú)機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度鹅心，得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)吕粗，從而改進(jìn)EPP的性能。Nofar等采用5%的超臨界CO2作發(fā)泡劑旭愧，用單螺桿擠出發(fā)泡加入了納米粘土的均聚線性聚丙烯(LPP)颅筋，得 到了發(fā)泡倍率為20倍，泡孔密度為108～109cm-3的發(fā)泡材料输枯。實(shí)驗(yàn)表明议泵，納米粘土的加入不但能夠顯著改善LPP的熔體強(qiáng)度，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度桃熄，還能夠增加氣泡成核點(diǎn)先口，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核，從而得到泡孔密度瞳收、體積膨脹比都較大的 EPP碉京。采用雙階擠系統(tǒng)能夠使PP與發(fā)泡劑得到更好的塑化與混合，此外還能夠更好的控制擠出發(fā)泡過(guò)程中各階段的溫度螟深，缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高谐宙。Lee等采用下圖中的雙階擠出系統(tǒng)，用不同劑量的超臨界 CO2(Wt=1%界弧、3%凡蜻、5%)作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的HMSPP，研究表明夹纫，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系咽瓷，此外終的泡孔密度與發(fā)泡倍率會(huì)隨著釋壓速率的增大而增加。另外舰讹，隨著CO2 注入量的增加茅姜，聚丙烯發(fā)泡材料的體積膨脹比增加，但泡孔密度則是先增大后減小。擠出法生產(chǎn) EPP作為連續(xù)钻洒、高效的生產(chǎn)工藝奋姿，是今后 EPP生產(chǎn)的發(fā)展方向。目前需要解決的問(wèn)題在與開(kāi)發(fā)適用于擠出發(fā)泡的低成本高熔體強(qiáng)度的PP素标，此外新型物理發(fā)泡劑超臨界 CO2的應(yīng)用也是今后的發(fā) 展方向称诗，超臨界流體發(fā)泡劑的高溶解性可以縮短聚合物/氣體體系的飽和時(shí)間，增加成核密度头遭，得到微孔的發(fā)泡材料寓免。其中超臨界CO2的實(shí)現(xiàn)條件(tc=30.98℃，pc=7.4MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界流體發(fā)泡劑计维，此外其還具有無(wú)毒袜香、不易燃、化學(xué)惰性等優(yōu)點(diǎn)鲫惶，近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注蜈首，是替代傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)泡劑的選擇。丙烯發(fā)泡珠粒改性 PP 泡沫材料由于使用場(chǎng)合的不同欠母，對(duì)性能的要求也不同欢策，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能，建筑材料則需要良好的隔音赏淌、隔熱性能踩寇，而汽車部件則需要更好的剛性等，通常需要對(duì)EPP的性能進(jìn)行改進(jìn)來(lái)適 應(yīng)不同的需求六水。改進(jìn)EPP性能的方法有2種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工藝姑荷，二是對(duì) PP 原料進(jìn)行改性。前者主要是通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)中的工藝流程缩擂、控制條件或者發(fā)泡裝備等來(lái)改進(jìn) EPP 的性能，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與形態(tài)添寺，有利于得到泡孔直徑更小胯盯、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn)品，但由于對(duì)材料本身的改變不大计露，所以對(duì) EPP力學(xué)性能的改善作用有限;而后者則是通過(guò)改性PP原料 進(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能博脑，PP 的改性方法主要有化學(xué)交聯(lián)、物理共混票罐、熔融支化等叉趣，通過(guò)對(duì)原料的改性，不但能夠提高其熔體強(qiáng)度该押、降低其發(fā)泡難度疗杉、得到更好的泡孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)也能有目的地改進(jìn)EPP的力學(xué)性能蚕礼，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向烟具。為了提高EPP的發(fā)泡倍率與彈性梢什、改善其緩沖性能，有企業(yè)改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝朝聋。首先在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力嗡午，其次是將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時(shí)使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加，避免了顆粒在管道中粘結(jié)冀痕，此外反應(yīng)釜內(nèi)蒸汽的閃蒸作用有助于顆粒的進(jìn)一步膨脹荔睹，后者會(huì)使顆粒的冷卻速率變緩，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固言蛇，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性僻他。此工藝可以制備密度為 0.11～0.30g/cm3 ，發(fā)泡倍率為30～60猜极，閉孔含量為90% 中姜，泡孔尺寸為150～300μm的EPP。將 PP 與無(wú)機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法跟伏，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對(duì) EPP 的影響丢胚，納米碳酸鈣的比表面積大，在發(fā)泡過(guò)程在 能起到異相成核的作用受扳，從而使 EPP 的泡孔密度增大携龟，泡孔直徑減小;但同時(shí)也會(huì)使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體--己二醇二丙烯酸酯(HDDA)勘高、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來(lái)改性聚丙烯峡蟋，并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP。實(shí)驗(yàn) 表明三者都能使聚丙烯出現(xiàn)接枝或者交聯(lián)結(jié)構(gòu)從而增 強(qiáng)線性聚丙烯的熔體強(qiáng)度华望，對(duì)比而言蕊蝗，HDDA 改性的聚丙烯發(fā)泡效果，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率都較好赖舟。

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塑料部件在國(guó)內(nèi)汽車上占重量的10%左右宾抓，在國(guó)外汽車上達(dá)到了15%至20%子漩。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)用于儀表板石洗、電機(jī)支架幢泼、座位板、空調(diào)風(fēng)罩讲衫、門嵌飾板等內(nèi)外飾缕棵。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，還有很多功課可以開(kāi)展挥吵。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請(qǐng)重父，前三位為：美國(guó)、日本忽匈、德國(guó)房午。Trexel公司的MuCell技術(shù)是目前為成熟、商品化為廣泛的微孔發(fā)泡技術(shù)丹允，該技術(shù)來(lái)源于麻省理工學(xué)院在20世紀(jì)80年代提出的發(fā)明專利郭厌。Trexel公司在1995年通過(guò)專利權(quán)轉(zhuǎn)讓獲得這項(xiàng)技術(shù)的全球開(kāi)發(fā)和商品化推廣，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell雕蔽。MuCell技術(shù)的核心即采用超臨界流體為發(fā)泡劑折柠，發(fā)泡劑在聚合物中形成均勻分布的微小氣孔，通過(guò)壓力控制氣泡的生長(zhǎng)使樹脂形成泡孔均勻的微孔結(jié)構(gòu)批狐。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)域扇售，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競(jìng)相研究的主要課題之一。2018年嚣艇，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)列為重點(diǎn)課題承冰。國(guó)內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面食零，北京化工大學(xué)在微孔發(fā)泡工藝的專利申請(qǐng)量上占有主要地位困乒，主要發(fā)明人為楊衛(wèi)民課題組和何亞?wèn)|課題組。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)贰谣，在專利申請(qǐng)方向上側(cè)重于改進(jìn)螺桿結(jié)構(gòu)和設(shè)置滲透釜來(lái)獲得聚合物熔體/超臨界氣體均相體系娜搂。近期，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)目斬獲上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)吱抚。北京化工大學(xué)教授百宇、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授楊衛(wèi)民，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)秘豹、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長(zhǎng)恳谎、教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授趙玲，兩位教授將出席“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”憋肖，并介紹聚烯烴發(fā)泡技術(shù)與材料開(kāi)發(fā)。國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢(shì)愈加顯著婚苹，對(duì)汽車輕量化提出了更高要求岸更。特別是在車市持續(xù)萎靡、新能源汽車競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈的情況下膊升，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向怎炊。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。汽車輕量化要求更高评肆，對(duì)聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進(jìn)一步放大债查！在這個(gè)領(lǐng)域有哪些新的進(jìn)展和要求？有哪些新的技術(shù)研發(fā)瓜挽？趙玲教授將在“2020中國(guó)聚烯烴大會(huì)”開(kāi)講盹廷。

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近年來(lái)綜合性能優(yōu)異俄占、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”，是聚合物泡沫材料中增長(zhǎng)速度快的品種淆衷。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)缸榄，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，成功開(kāi)發(fā)了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)化技術(shù)祝拯。聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類甚带。化學(xué)發(fā)泡劑存在化學(xué)殘留佳头、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)臭氧層有破壞作用鹰贵，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?duì)較高，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全畜晰。相比這些傳統(tǒng)的發(fā)泡劑砾莱，超臨界CO2發(fā)泡聚合物技術(shù)作為綠色制造技術(shù)，已被工信部列入我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)凄鼻，而且CO2進(jìn)入聚合物后會(huì)引起熔點(diǎn)腊瑟、表面張力和黏度下降、結(jié)晶行為改變等一系列變化块蚌，可以制備微孔甚至納米泡孔材料闰非。聚丙烯微孔發(fā)泡聚丙烯是結(jié)晶聚合物，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制峭范，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(wú)法保持完整泡孔财松，可操作窗口窄。因此纱控，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辆毡。為了攻克這一難題，趙玲團(tuán)隊(duì)聯(lián)合無(wú)錫會(huì)通甜害、中石化北化院舶掖、浙江新恒泰、鎮(zhèn)海煉化等單位尔店，在合適物料體系眨攘、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)化主慰、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(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效規(guī)模制備”三大技術(shù)創(chuàng)新鲫售。趙玲介紹共螺，在低于流動(dòng)溫度的可變形區(qū)發(fā)泡，既可突破結(jié)晶的制約情竹，又能保證發(fā)泡材料微孔結(jié)構(gòu)和外形尺寸穩(wěn)定成型藐不。基于這一發(fā)泡機(jī)制鲤妥，他們開(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)泡專用料佳吞，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。CO2變壓飽和提高了過(guò)程效率和發(fā)泡倍率棉安，氣泡成核和生長(zhǎng)的分段實(shí)施減小了高壓設(shè)備體積;同時(shí)釜壓發(fā)泡底扳、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)贡耽、溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)衷模，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)。利用上述創(chuàng)新技術(shù)蒲赂，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬(wàn)立方米模壓發(fā)泡裝置阱冶，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4萬(wàn)~6萬(wàn)立方米的釜壓發(fā)泡裝置滥嘴，生產(chǎn)效率提高25%木蹬，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)若皱，2016~2018年新增產(chǎn)值3.31億元镊叁、利稅1.09億元。此外走触，該團(tuán)隊(duì)已獲得授權(quán)發(fā)明專利8件晦譬、實(shí)用新型專利8件;相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文

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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應(yīng)用價(jià)值：微孔發(fā)泡材料的韌性高敛腌、疲勞壽命長(zhǎng)、比強(qiáng)度高惫皱、熱穩(wěn)定性高像樊、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕旅敷、隔熱凶硅、吸震、隔音扫皱、價(jià)格低廉等特點(diǎn)足绅。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韩脑，所以不會(huì)降低塑料的強(qiáng)度氢妈。因此，在汽車段多、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(jià)值首量。聚丙烯微孔發(fā)泡通過(guò)研究熔體流動(dòng)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(dòng)速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機(jī)械性能进苍。日本Sumitom化學(xué)公司利用幾種熔體流動(dòng)速率不同的聚合物共混發(fā)泡加缘，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之間觉啊。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)晶的通用塑料拣宏，它的結(jié)晶速度較慢慢，容易形成尺寸較大的球晶杠人，導(dǎo)致制品的光澤度和透明性差勋乾，制品的外觀缺乏美感，限制了其在透明包裝和日用品等領(lǐng)域的應(yīng)用嗡善。利用成核劑改性聚丙烯辑莫，是一種制備透明度高，力學(xué)性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡(jiǎn)單有效的方法罩引，因此在聚丙烯的改性當(dāng)中被廣泛應(yīng)用各吨。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性，適量的成核劑和相應(yīng)的分散劑能提高聚丙烯的透明性袁铐；且共聚PP的透明性比均聚PP好揭蜒。張廣平等采用2，2-亞甲基-雙(4昭躺，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑忌锯，研究了成核劑對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%领炫。此時(shí)偶垮，復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃，結(jié)晶度增加3%~6%帝洪，結(jié)晶速率顯著增加似舵；材料的模量提高了20%~30%，彎曲強(qiáng)度也提高了10%~20%葱峡。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(chǎng)中增長(zhǎng)較快的塑料品種之一砚哗，尤其是在汽車用塑料中。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用砰奕，在塑料中纖維長(zhǎng)度需要大于LC蛛芥，既零界長(zhǎng)度提鸟，LC取值與塑料的種類有直接關(guān)系。如果纖維的長(zhǎng)度小于LC仅淑，其增強(qiáng)效果與一般的粉末填料區(qū)別不大称勋。例如，玻纖增強(qiáng)PP中涯竟，玻璃纖維的零界長(zhǎng)度為3.1 mm赡鲜；而在另外一種經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的PP中，LC可能降到0.9mm以下庐船。對(duì)于普通的短玻纖增強(qiáng)塑料银酬，制品中的纖維長(zhǎng)度一般只有0.2~0.6mm，限制了制成品性能的提高筐钟。而在長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)塑料部件中揩瞪，玻璃纖維的殘留長(zhǎng)度可以達(dá)到3mm以上，大大提高了制品的物理機(jī)械性能盗棵。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用價(jià)值由于長(zhǎng)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料制品中的纖維殘留長(zhǎng)度較長(zhǎng)壮韭，它的沖擊強(qiáng)度比普通的纖維增強(qiáng)材料高了4倍左右；比強(qiáng)度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高纹因；此外喷屋，這種材料的加工流動(dòng)性好，制品外觀光亮瞭恰、無(wú)塌坑等缺陷屯曹，制品的成型收縮率也小。的研究成果表明惊畏，長(zhǎng)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(shí)恶耽，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颜启。