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塑料化工研究發(fā)展至今保礼，已合成出上千種高分子材料，其中具有工業(yè)價值的僅百余種责语，塑料常用的樹脂原料90%以上集中在五大通用樹脂（PE炮障、PP、PVC坤候、PS胁赢、ABS），目前再繼續(xù)合成大批新的高分子材料難度很大白筹，既不經(jīng)濟(jì)也不現(xiàn)實(shí)智末。在聚乙烯、聚丙烯塑料改性是目前高分子材料未來發(fā)展的一個重要領(lǐng)域徒河，龍樸君整理了這部分的相關(guān)信息系馆，供大家參考。深入研究聚合物組成顽照、結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系由蘑，并在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有的塑料進(jìn)行改性，以制造適用的塑料新材料代兵，已成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑之一尼酿，全球的改性塑料行業(yè)也因此在近年內(nèi)獲得了長足的發(fā)展。關(guān)于改性的基礎(chǔ)知識在通用塑料和工程塑料的基礎(chǔ)上植影，通過物理裳擎、化學(xué)、機(jī)械等方式何乎，經(jīng)過填充句惯、共混土辩、增強(qiáng)等加工方法支救，改善塑料的性能或增加功能抢野，對塑料的阻燃性、強(qiáng)度各墨、抗沖擊性指孤、韌性等機(jī)械性能得到改善和提高，使得塑料能適用在特殊的電贬堵、磁恃轩、光、熱等環(huán)境條件下黎做。從原料樹脂的生產(chǎn)到多種規(guī)格及品種的改性塑料母料的生產(chǎn)叉跛，改性技術(shù)廣泛應(yīng)用于幾乎所有的塑料制品的原材料與成型加工過程中。如塑料的外觀蒸殿、透明性筷厘、密度、精度宏所、加工性酥艳、機(jī)械性能、化學(xué)性能爬骤、電磁性能充石、耐腐蝕性能、耐老化性霞玄、耐磨性骤铃、硬度、熱性能坷剧、阻燃性劲厌、阻隔性等方面。為了降低塑料制品的成本听隐、改善性能补鼻、提高功能，都離不開塑料改性技術(shù)雅任。如何進(jìn)行聚乙烯的改性风范？1、不同密度的聚乙烯的共混改性由于市場上的專用原料較少和供應(yīng)的不平衡沪么，促進(jìn)了共混改性技術(shù)的發(fā)展硼婿。根據(jù)不同的吹塑中空制品的性能要求，可以通過調(diào)整低禽车、高密度聚乙烯在配方中的不同比例來滿足要求寇漫。一般說來刊殉，小型制品、要求較軟的制品州胳、盛放化學(xué)藥品记焊、洗滌劑之類的容器，低密度聚乙烯的比例應(yīng)該高些栓撞，高密度聚乙烯的比例應(yīng)該低些遍膜。當(dāng)然，并不是所有的低瓤湘、高密度聚乙烯都能用于吹塑中空制品瓢颅，應(yīng)該從市場上選擇能用于吹塑的塑料材料，并通過改進(jìn)配方設(shè)計弛说，使制品的性能價格比達(dá)到優(yōu)挽懦。2、不同分子量的高密度聚乙烯共混改性對于同為高密度聚乙烯材料來說木人，即使同為可用于吹塑成型的信柿，可能在密度上相差無幾，但從分子量上來說虎囚，差別可能較大角塑。樹脂牌號手冊上一般對材料的分子量都沒有標(biāo)出，而從融體指數(shù)上大致可以看出淘讥。在擠出吹塑中空制品時圃伶，隨著所用吹塑級的分子量的提高，熔體強(qiáng)度會相應(yīng)提高蒲列，同時制品的機(jī)械性能也會提高窒朋。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)分子量提高到一定程度后蝗岖，熔體強(qiáng)度和擠出速率反而有下降的趨勢侥猩。出現(xiàn)這種情況后，對制品的正常生產(chǎn)將造成不同程度的負(fù)面影響抵赢，有時甚至?xí)l(fā)安全事故欺劳。制品加工時，出現(xiàn)分子量提高铅鲤，熔體強(qiáng)度和擠出速率下降的情況划提，這與擠出機(jī)螺桿和進(jìn)料段設(shè)計有較大的關(guān)系。雖然在設(shè)備上改進(jìn)可以取得較為明顯的效果邢享，但從材料配方上進(jìn)行改進(jìn)更能取得當(dāng)期實(shí)效和減少設(shè)備改造的投資鹏往。將不同分子量、不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的聚乙烯按比例共混骇塘，對于改善材料的分子量分布和材料內(nèi)微量添加劑元素的分布大有好處伊履。將它用于擠出吹塑, 往往容易收到較好的效果韩容。從制品的化學(xué)性能，機(jī)械性能及生產(chǎn)中的各項工藝性出發(fā)唐瀑，可以比較自由的設(shè)計出各種不同的配方群凶，來滿足各種不同的要求，往往還可達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的介褥。3座掘、不同品種塑料的共混改性在工廠的現(xiàn)場生產(chǎn)當(dāng)中递惋，往往由于種種原因的限制柔滔，還會有許多不同的要求。比如說采用一些分子量較低的材料來代替分子量較高的塑料原料萍虽，不但是市場供應(yīng)狀況的限制睛廊，還有可能是制造成本的要求，比如杉编，在HDPE中加人一定量的PP超全，就能有效的改善的剛性，而且不會影響的沖擊強(qiáng)度邓馒。加入的比例需要根據(jù)產(chǎn)品的要求來確定嘶朱。4、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù)在加工塑料制品時光酣，適當(dāng)?shù)募尤敫鞣N不同的填充劑疏遏，不但可以提高塑料制品的剛度和硬度，同時也可以大幅度的降低原料成本救军。單就降低成本這點(diǎn)出發(fā)财异，對許多附加值低的產(chǎn)品來說，就值得作深入的研究唱遭。就近幾年來塑料制品加工廠填充改性的情況來看戳寸，技術(shù)層次普遍較低。

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隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展拷泽，制造汽車的各種原材料也迅速發(fā)展和更新?lián)Q代疫鹊，越來越多的汽車零部件開始采用改性塑料替代金屬制件。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史司致，目前汽車用改性塑料的使用量已成為衡量汽車設(shè)計和制造水平高低的一個重要標(biāo)志拆吆，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進(jìn)了汽車的減重節(jié)能蚌吸，提高了汽車的美觀舒適度锈拨。PP以密度小、性價比高羹唠、具有優(yōu)異的耐熱性能奕枢、耐化學(xué)藥品腐蝕性娄昆、剛性、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)用缝彬。近來更是有把汽車內(nèi)飾和外裝材料統(tǒng)一到PP系列材料的趨勢萌焰。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大谷浅、技術(shù)要求高扒俯，且需要高精尖的集成先進(jìn)綜合技術(shù)，所以現(xiàn)有PP樹脂需要進(jìn)行更廣泛一疯、更有效撼玄、更經(jīng)濟(jì)、更實(shí)用的改性墩邀。丙烯微孔發(fā)泡微發(fā)泡(Microcellular Foaming)是指以熱塑性材料為基體掌猛，制品中間層密布尺寸從十到幾十微米的封閉微孔。微發(fā)泡注塑成型技術(shù)突破了傳統(tǒng)注塑的諸多局限眉睹，在基本保證制品性能的基礎(chǔ)上荔茬，可以明顯減輕重量和成型的周期，大大降低機(jī)臺的鎖模力竹海，并具有內(nèi)應(yīng)力和翹曲小慕蔚、平直度高，沒有縮水斋配，尺寸穩(wěn)定孔飒，成型視窗大等特點(diǎn)，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)勢许起，成為近年來注塑技術(shù)發(fā)展的一個重要方向十偶。聚丙烯微發(fā)泡材料能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。隨著汽車輕量化的發(fā)展园细，選用PP發(fā)泡材料已成為汽車減重的重要途徑惦积，目前其在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用也越來越多，其中PP發(fā)泡材料在各種汽車上的使用占比為轎車占45%猛频，卡車狮崩、工程機(jī)械車占20% ，客車鹿寻、商務(wù)車占35% 睦柴。汽車用PP發(fā)泡材料主要為化學(xué)微發(fā)泡材料。普通微發(fā)泡PP制品的表觀質(zhì)量很不理想毡熏，僅適合于需要表面覆皮的高端車坦敌，不僅增加了制造成本，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狱窘，化學(xué)發(fā)泡劑為氣源杜顺，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)壓的作用下蘸炸，使制品中間分布著直徑從十幾到幾十微米的封閉微孔泡躬络，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 搭儒。對于微孔發(fā)泡主要有注塑微發(fā)泡穷当、吹塑微發(fā)泡和擠出微發(fā)泡等，注塑微發(fā)泡適用于各種汽車內(nèi)外飾件淹禾，如車身門板馁菜、尾門、風(fēng)道等稀拐；擠出微發(fā)泡適用于密封條火邓、頂棚等丹弱；吹塑微發(fā)泡適用于汽車風(fēng)管等德撬。利用微發(fā)泡技術(shù)可使PP制品的質(zhì)量減少約10%～20% ，較傳統(tǒng)材料在部件上可實(shí)現(xiàn)高50%的減重躲胳，注射壓力降低約30%～50% 蜓洪，鎖模力降低約20% ，循環(huán)周期減少10%～15%坯苹，同時還能提高汽車的節(jié)能性隆檀，較傳統(tǒng)材料可實(shí)現(xiàn)高30%的節(jié)能，并且能改善制品的翹曲變形性粹湃，使產(chǎn)品和模具的設(shè)計更靈活恐仑。輻射交聯(lián)PP高發(fā)泡片材具有良好的力學(xué)性能，作為汽車車頂为鳄，可降低汽車的質(zhì)量裳仆，同時其還可用于汽車的內(nèi)飾件，有利于汽車的輕量化孤钦。動機(jī)罩福特微發(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歧斟，形成極為細(xì)微的蜂巢狀結(jié)構(gòu)，既節(jié)約了塑材偏形，又減輕了重量静袖，而且不會影響零件的任何性能。目前已應(yīng)用車型有：C-MAX俊扭、Grand C-MAX队橙、S-MAX、蒙迪歐和Galaxy等。綜上所述捐康，聚丙烯微發(fā)泡材料在汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛畅姊，但需要注意：. 微發(fā)泡是經(jīng)全球各行業(yè)不同產(chǎn)品所驗(yàn)證的技術(shù)、有廣范的市場吹由、但在中國應(yīng)用尚新若未。2. 微發(fā)泡能提供更高品質(zhì) (減少變形,提升平面度,圓度和尺寸的穩(wěn)定性,沒有縮水印) 和更低成本 (重量,成型周期和成型噸位減少、更省料的產(chǎn)品設(shè)計)倾鲫。3. 微發(fā)泡能創(chuàng)造新商機(jī)——高端應(yīng)用和節(jié)省成本粗合。4. 并不是所有的制品都適合用微發(fā)泡技術(shù),需要配合尋找合適的制品。

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聚丙烯( PP) 珠粒發(fā)泡材料具有優(yōu)異的耐熱乌昔、隔音隙疚、抗沖擊以及耐化學(xué)腐蝕等性能，近年來被廣泛應(yīng)用在包裝磕道、建 筑供屉、汽車等行業(yè)。PP 在其熔點(diǎn)溫度附近的熔體強(qiáng)度會急劇下降溺蕉，低熔體強(qiáng)度導(dǎo)致其難以得到好的泡孔結(jié)構(gòu)伶丐，所以 PP 珠 粒發(fā)泡的技術(shù)難度大，目前只有少數(shù)國家掌握了 PP 珠粒發(fā)泡的技術(shù)疯特，因此 PP 珠粒發(fā)泡的研究受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān) 注哗魂。文中從制備工藝、發(fā)泡裝備漓雅、性能改進(jìn)录别、表征方法等方面綜述了近年來國內(nèi)外 PP 珠粒發(fā)泡的研究動態(tài)，并對該領(lǐng)域 今后的研究方向進(jìn)行了展望邻吞。聚丙烯(PP)珠粒發(fā)泡材料具有質(zhì)輕组题、抗沖緩震、 耐腐蝕抱冷、隔熱隔音等優(yōu)良的特性崔列，與傳統(tǒng)的直接成 型工藝相比，PP 珠粒發(fā)泡的優(yōu)勢在于它的自由成 型性徘层，發(fā)泡珠粒均勻的尺寸與穩(wěn)定的發(fā)泡倍率使其非 常適合模塑成型峻呕，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。 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)趣效，其次是聚乙烯發(fā)泡珠粒(EPE)與聚 丙烯發(fā)泡珠粒(EPP)瘦癌。其中，EPP 的熱穩(wěn)定性要優(yōu) 于 EPE跷敬，抗沖擊性能要優(yōu)于 EPS讯私，此外其耐老化、耐腐 蝕性也非常優(yōu)異，是非常環(huán)保的材料斤寇，因此 EPP 被廣 泛應(yīng)用于包裝桶癣、建筑、汽車等行業(yè)娘锁，特別是在汽車行業(yè) 的需求增長十分迅速牙寞。鑒于世界各國對 EPP 材料研究的重視，本文從 EPP 的生產(chǎn)工藝莫秆、裝備间雀、性能改進(jìn)以 及表征手段等方面介紹了近年來 EPP 的研究進(jìn)展與 動態(tài)。聚丙烯微孔發(fā)泡 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)理為過飽和氣體法镊屎。如 Fig. 1 所示惹挟，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，然后通過快速卸壓或 者溫度驟升造成熱力學(xué)的不穩(wěn)定來形成過飽和體系缝驳， 這個階段中 PP 基體與溶解在其中發(fā)泡劑發(fā)生相分 離连锯，氣泡開始成核并大量生長，穩(wěn)定后經(jīng)冷卻定型成為 發(fā)泡珠粒用狱。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:一種是以日 本的 JSP 株式會社與 Kaneka 公司為代表的反應(yīng)釜 法运怖，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 以 德 國 Berstorff 公 司 與 BASF 公 司等為代表的擠出法工藝，相對于工藝成熟的反應(yīng) 釜法而言齿拂，擠出法目前工業(yè)化并不廣泛驳规。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，升高溫度并通入物理發(fā)泡劑使 釜內(nèi)壓力升高署海，在一定的發(fā)泡溫度下保壓一段時間后 打開泄壓閥門快速卸壓即得到發(fā)泡珠粒。根據(jù)反應(yīng)釜 中分散介質(zhì)的不同医男，又可分為無水法與有水法 2 種:前 者的反應(yīng)釜中不加入液體的分散介質(zhì)砸狞，PP 顆粒會堆積 在一起使發(fā)泡劑難以均勻溶解到每個顆粒中，所以為 了使發(fā)泡劑更好地溶解镀梭，釜內(nèi)壓力一般需要在 10 MPa 以上;后者是先將 PP 顆粒分散在水中刀森，發(fā)泡劑能均勻 溶解在 PP 顆粒中，所需壓力約2 ～ 6 MPa报账。反應(yīng)釜法 的優(yōu)點(diǎn)是工藝條件容易控制研底、發(fā)泡倍率高、泡孔結(jié)構(gòu) 好透罢、可二次發(fā)泡榜晦，缺點(diǎn)是間歇式生產(chǎn)導(dǎo)致成本較高。 日本 JSP 公司的專利介紹的生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn) 密度低于 0. 045 g /cm3 羽圃、平均泡孔直徑為 200 μm 的 EPP乾胶。這種方法是將尺寸均一的顆粒加入反應(yīng)釜中， 升溫到稍低于發(fā)泡的溫度，保溫一段時間后再升溫到 發(fā)泡溫度识窿，繼續(xù)保溫一段時間斩郎，打開高壓釜放出分散體 到大氣中，放出物料的同時繼續(xù)通入氮?dú)馐垢袎毫?保持在放出物料前的壓力喻频。后將得到的發(fā)泡珠粒洗 滌缩宜、離心分離后在空氣中靜置老化，這是目前工業(yè)化 成熟的 EPP 生產(chǎn)工藝甥温。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 能脓恕。Hossieny 等 采 用 CO2 為 發(fā) 泡 劑 用 Fig. 2 中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備制備了 EPP，該設(shè)備在反應(yīng)釜下端加裝了一個排料口模窿侈，卸壓時 PP 通過排料口模進(jìn)入 收集裝置中炼幔，實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)泡過程中的泡孔形態(tài)與熔 融、結(jié)晶行為以及口模長度對發(fā)泡倍率的影響史简。結(jié)果 表明乃秀，由于熔融雙峰中的高溫熔融峰區(qū)域焓值的減少， 增加飽和壓力會提高發(fā)泡珠粒的體積膨脹比圆兵，密度降 低;而增加口模的長度則會減小其體積膨脹比跺讯，密度增 加。 國內(nèi)武漢德冠新材科技有限公司開發(fā)出了實(shí)驗(yàn)室 用商品化的釜壓發(fā)泡系統(tǒng)殉农，發(fā)泡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分反應(yīng)釜 與收集釜刀脏，資料顯示能制備出發(fā)泡倍率8 ～ 60倍的發(fā)泡 珠粒。 如何拓寬 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間以及壓縮釜壓發(fā)泡 流程的時間也是研究的重點(diǎn)方向超凳。丁杰等采用 CO2 作發(fā)泡劑愈污，用 Fig． 3 中的無水法發(fā)泡裝置制備了 小泡孔直徑 為 9. 55 μm，泡 孔 密 度 小 于1． 5 × 109 cm － 3 的 EPP轮傍。其工藝改進(jìn)在于在降溫到發(fā)泡溫度的 過程中保持釜內(nèi)飽和壓力不變暂雹，恒溫一段時間后再放 出珠粒進(jìn)行冷卻，其 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間約50 ℃创夜，工藝 流程時間約為 2. 5 h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 顆粒中杭跪，所以其關(guān)鍵控制條件有反應(yīng)釜的 溫度、壓力以及保壓時間等驰吓，適當(dāng)?shù)匮娱L保壓時間與增 大壓力能有效促進(jìn)發(fā)泡劑的溶解涧尿。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) 用檬贰，探索新的生產(chǎn)工藝條件和生產(chǎn)裝備來降低其成本 是今后研究所需解決的問題姑廉。擠出法: 擠出法生產(chǎn) EPP 是在傳統(tǒng)擠出發(fā)泡 裝置后連接一個水下切粒裝置，如 Fig. 4 ［14］偎蘸。PP 顆粒 與發(fā)泡劑等助劑經(jīng)過擠出機(jī)均勻混合后在口模出口處 由于壓力驟降而發(fā)泡庄蹋，發(fā)泡的材料通過水下切粒裝置被切割定型成尺寸均一的發(fā)泡珠粒瞬内。擠出法可連續(xù)生 產(chǎn)、效率高限书、珠粒尺寸均勻虫蝶，缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中的工藝 參數(shù)難以控制，此外由于 PP 在溫度低于熔點(diǎn)時幾 乎不流動倦西，而當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)后能真，熔體強(qiáng)度又急劇下降，所以適宜的發(fā)泡溫度區(qū)間很窄(約為 4 ℃ )扰柠，擠 出法對 PP 的熔體強(qiáng)度要求較高粉铐，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) 展卤档。 德國 Berstorff 公司研發(fā)的 Schaumex ○RBEADS 生 產(chǎn)線是目前比較成熟的擠出法生產(chǎn)發(fā)泡珠粒的工藝蝙泼。 采用丁烷作發(fā)泡劑，高熔體強(qiáng)度聚丙烯(HMSPP)為原 料劝枣，可以生產(chǎn)發(fā)泡倍率約 60 倍汤踏，直徑為3 ～ 5 mm，密度 為15 ～ 100 kg /m3 的 EPP 舔腾。 在 PP 中加入無機(jī)填料能夠增強(qiáng) PP 的熔體強(qiáng)度溪胶， 得到更 好 的 泡 孔 結(jié) 構(gòu)，從 而 改 進(jìn) EPP 的 性 能稳诚。Nofar ［18］等采用 5% 的超臨界 CO2 作發(fā)泡劑哗脖，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)，得 到了發(fā)泡倍率為 20 倍扳还，泡孔密度為108 ～ 109 cm － 3 的發(fā) 泡材料才避。實(shí)驗(yàn)表明，納米粘土的加入不但能夠顯著改 善 LPP 的熔體強(qiáng)度普办，降低其擠出發(fā)泡的工藝難度工扎，還 能夠增加氣泡成核點(diǎn)，誘導(dǎo)發(fā)生異相成核衔蹲，從而得到泡 孔密度、體積膨脹比都較大的 EPP呈础。與德國 Berstorff 公司的單階擠出系統(tǒng)相比舆驶，雙階 擠出系統(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)泡過程中各階段的 溫度而钞，缺點(diǎn)是設(shè)備成本較高沙廉。Lee ［19］等采用 Fig. 6 中的 雙階擠出系統(tǒng)，用不同劑量的超臨界 CO2 (Wt = 1% 臼节， 3% 撬陵，5% )作發(fā)泡劑擠出發(fā)泡非交聯(lián)的 HMSPP珊皿，研究表 明，擠出發(fā)泡的倍率與熔體溫度呈“山”形關(guān)系巨税，此外 終的泡孔密度與發(fā)泡倍率會隨著釋壓速率的增大而 增加蟋定。另外，隨著 CO2 注入量的增加草添，聚丙烯發(fā)泡材 料的體積膨脹比增加驶兜，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)远寸、高效的生產(chǎn)工藝抄淑，是 今后 EPP 生產(chǎn)的發(fā)展方向。目前需要解決的問題在 與開發(fā)適用于擠出發(fā)泡的低成本高熔體強(qiáng)度的 PP驰后，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) 展方向肆资，超臨界流體發(fā)泡劑的高溶解性可以縮短聚合物/氣體體系的飽和時間，增加成核密度灶芝，得到微孔的 發(fā)泡材料郑原。其中超臨界 CO2 的實(shí)現(xiàn)條件(t c = 30. 98 ℃ pc = 7. 4 MPa)是接近聚丙烯發(fā)泡條件的超臨界 流體發(fā)泡劑，此外其還具有無毒监署、不易燃颤专、化學(xué)惰性等 優(yōu)點(diǎn)，近年來受到了廣泛的關(guān)注钠乏，是替代傳統(tǒng)化 學(xué)發(fā)泡劑的選擇栖秕。聚丙烯發(fā)泡珠粒改性PP 泡沫材料由于使用場合的不同，對性能的要求 也不同晓避，例如包裝材料需要良好的抗沖緩震性能簇捍，建筑 材料則需要良好的隔音、隔熱性能俏拱，而汽車部件則需要 更好的剛性等暑塑，通常需要對 EPP 的性能進(jìn)行改進(jìn)來適 應(yīng)不同的需求。改進(jìn) EPP 性能的方法有 2 種:一是改進(jìn)生產(chǎn)工 藝锅必，二是對 PP 原料進(jìn)行改性事格。前者主要是通過改進(jìn) 生產(chǎn)中的工藝流程、控制條件或者發(fā)泡裝備等來改進(jìn) EPP 的性能搞隐，這些手段可以有效地調(diào)節(jié) EPP 的結(jié)構(gòu)與 形態(tài)驹愚，有利于得到泡孔直徑更小、發(fā)泡倍率越大的產(chǎn) 品劣纲，但由于對材料本身的改變不大逢捺，所以對 EPP 力學(xué) 性能的改善作用有限;而后者則是通過改性 PP 原料 進(jìn)而改進(jìn)終的 EPP 產(chǎn)品的性能，PP 的改性方法主要 有化學(xué)交聯(lián)癞季、物理共混劫瞳、熔融支化等倘潜，通過對原料的改 性，不但能夠提高其熔體強(qiáng)度志于、降低其發(fā)泡難度涮因、得到 更好的泡孔結(jié)構(gòu)，同時也能有目的地改進(jìn) EPP 的力學(xué) 性能恨憎，所以 PP 的改性也是目前研究的熱門方向蕊退。為了提高 EPP 的發(fā)泡倍率與彈性、改善其緩沖性 能憔恳，日本 Kaneka 公司改進(jìn)了釜壓生產(chǎn)工藝瓤荔。首先 在顆粒從反應(yīng)釜中放出之前提高釜內(nèi)的壓力，其次是 將顆粒從反應(yīng)釜中放出的同時使其與飽和蒸汽充分接 觸;前者使顆粒的受力增加钥组，避免了顆粒在管道中粘 結(jié)输硝，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，后者會使顆粒的冷卻速率變緩程梦，顆粒表面與內(nèi) 部充分冷卻凝固点把，提高珠粒的尺寸穩(wěn)定性。此工藝可 以制備密度為 0． 11 ～ 0． 30g /cm3 屿附，發(fā)泡倍率為30 ～ 60郎逃， 閉孔含量為 90% ，泡孔尺寸為150 ～ 300 μm 的 EPP挺份。將 PP 與無機(jī)物或者某些塑料基體共混是常用 的改性方法褒翰，丁杰等研究了納米碳酸鈣的加入對 EPP 的影響，納米碳酸鈣的比表面積大匀泊，在發(fā)泡過程在 能起到異相成核的作用优训，從而使 EPP 的泡孔密度增 大，泡孔直徑減小;但同時也會使 PP 的發(fā)泡溫度區(qū)間 變窄各聘。Zhang 等分別用 3 種多官能團(tuán)單體———己二 醇二丙烯酸酯(HDDA)揣非、三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC) 與季戊四醇四甲基丙烯酸酯(PETMA)來改性聚丙烯， 并用偶氮二甲酰胺(AC)作發(fā)泡劑發(fā)泡改性 PP躲因。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)度早敬，對比而言，HDDA 改性的聚 丙烯發(fā)泡效果好大脉，其泡孔的結(jié)構(gòu)尺寸以及發(fā)泡倍率 都較好搁嗓。

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隨著新能源等行業(yè)的快速發(fā)展，發(fā)泡材料得到大規(guī)模應(yīng)用箱靴，因其具有的優(yōu)異機(jī)械性能和無毒（低毒）、絕熱荷愕、隔音衡怀、絕緣棍矛、緩沖、輕量化等性能抛杨，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)够委。隨著國民對于環(huán)保、綠色怖现、安全茁帽、舒適要求愈加苛刻，對環(huán)境友好型的發(fā)泡技術(shù)和具備可阻燃屈嗤、可（完全）降解潘拨、可導(dǎo)電等新型發(fā)泡材料受到追捧，成為國內(nèi)外研究人員的研究熱點(diǎn)饶号。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》項目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎铁追，發(fā)的聚丙烯發(fā)泡專用料打破了國外公司的壟斷，聚丙烯微孔發(fā)泡材料不斷地在新興領(lǐng)域成功應(yīng)用茫船，包括新能源汽車動力電池墊片等等琅束，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。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算谈、隔音涩禀、隔熱保溫以及阻燃防爆等特性，其在汽車領(lǐng)域主要用于汽車車載空調(diào)用隔熱泡沫管材然眼、汽車減震艾船、新能源汽車電池用發(fā)泡硅膠密封墊圈等。目前大多數(shù)汽車內(nèi)飾材料罪治，如地板丽声、頂棚、方向盤觉义、汽車座椅等均為聚氨酯類泡沫材料雁社，這種材料耐候性能較差，易燃且燃燒過程中釋放大量對人體有害的有毒氣體晒骇。隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排發(fā)展趨勢愈加顯著霉撵，對汽車輕量化提出了更高要求。特別是在車市持續(xù)萎靡洪囤、新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下徒坡，輕量化成為汽車產(chǎn)業(yè)從困境中突圍的重要方向。整車廠瘤缩、改性塑料企業(yè)都在加大輕量化材料領(lǐng)域的布局喇完。發(fā)泡材料在新能源汽車領(lǐng)域的新應(yīng)用新能源電動汽車的技術(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剥啤，而易發(fā)熱自燃是影響其安全使用的頭等難題锦溪。在暴雨不脯、淺灘、霧霾等極端條件下刻诊，為滿足汽車行駛過程中動力電池的密封和緩沖保護(hù)的要求防楷，特斯拉等美國車企率先將發(fā)泡硅膠這一小眾材料應(yīng)用到動力電池上。例如：特斯拉model3電池PACK包為了減輕模組重量则涯、提升安全性复局，大量使用有機(jī)硅發(fā)泡灌封材料來保護(hù)單個電芯，可在一定時間內(nèi)有限阻止電池包上部熱量傳輸給電芯導(dǎo)致熱失控粟判。由于特斯拉在動力電池組技術(shù)方便的標(biāo)桿作用亿昏，大大加速硅膠發(fā)泡材料在動力電池PACK包上的應(yīng)用推廣。聚丙烯微孔發(fā)泡材料技術(shù)在新能源汽車競爭愈發(fā)激烈的情況下浮入，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)域龙优，微孔發(fā)泡材料是行業(yè)競相研究的主要課題之一。2018年事秀，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)課題彤断。日常生活中，當(dāng)人們購買兒童玩具易迹、家具用品等塑料制品時宰衙，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味、綠色環(huán)保睹欲，近年來綜合性能優(yōu)異供炼、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”，日益受到熱捧窘疮，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種袋哼。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快闸衫、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的五大通用熱塑性樹脂之一涛贯，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)。其中蔚出，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)弟翘。聚焦發(fā)泡材料綠色制造新技術(shù)2016年，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項骄酗。該項目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝稀余，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。據(jù)項目團(tuán)隊專家介紹趋翻，聚合物發(fā)泡有物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩大類睛琳。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)掸掏；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用茁影，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^高或價格昂貴丧凤，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候步脓、火災(zāi)危險愿待、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端，超臨界流體靴患，特別是超臨界CO2發(fā)泡聚合物是綠色制造技術(shù)仍侥，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(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)鸳君、表面張力和粘度下降农渊、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或颊。聚丙烯是結(jié)晶聚合物砸紊，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)品囱挑；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔醉顽，可操作窗口窄。因此平挑，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游添。了攻克這一難題，近年來通熄，團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通唆涝、中石化北化院、浙江新恒泰唇辨、鎮(zhèn)海煉化等單位廊酣，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)化助泽、強(qiáng)化和工程化等系列工作啰扛，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)泡專用料嗡贺，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/添加劑隐解；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(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積诫睬；釜壓發(fā)泡煞茫、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)計保證了均勻的壓力場、溫度場和速度場，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)续徽。目成果利用上述創(chuàng)新技術(shù)蚓曼，項目已成功建設(shè)了2套年產(chǎn)3萬立方模壓發(fā)泡裝置，實(shí)現(xiàn)了低密度聚丙烯微孔厚板的制造钦扭；新建了4套纫版、優(yōu)化改造了3套年產(chǎn)4-6萬立方的釜壓發(fā)泡裝置，生產(chǎn)效率提高25%客情，成品率提高到99%以上其弊；發(fā)泡專用料已在鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)；2016-2018年新增產(chǎn)值3.31億膀斋，利稅1.09億梭伐。隨著應(yīng)用市場快速開拓，2019年共推廣新建了13套裝置仰担，市場占有率高和競爭力強(qiáng)糊识。項目團(tuán)隊獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利8件摔蓝；相關(guān)研究成果發(fā)表了46篇SCI/EI收錄論文赂苗，“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∠罟恚”科技查新表明哑梳，模壓發(fā)泡的工程化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，釜壓發(fā)泡的優(yōu)化與強(qiáng)化技術(shù)具有國內(nèi)外新穎性绘盟。

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日常生活中鸠真，當(dāng)人們購買兒童玩具、家具用品等塑料制品時龄毡，都會十分在意其材質(zhì)是否無毒無味吠卷、綠色環(huán)保，近年來綜合性能優(yōu)異沦零、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”祭隔，日益受到熱捧，是聚合物泡沫材料中增長速度快的品種路操。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)疾渴。在5月19日召開的上海市科技獎勵大會上，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)泡材料綠色制備過程的優(yōu)化和強(qiáng)化”項目斬獲科技進(jìn)步獎一等獎屯仗。跳轉(zhuǎn)閱讀→化工醫(yī)藥企業(yè)HR注意啦搞坝，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魁袜。隨著航天航空桩撮、國防敦第、能源、交通店量、包裝芜果、電器、運(yùn)動器械等行業(yè)的快速發(fā)展融师，對具有優(yōu)異機(jī)械性能和絕熱右钾、隔音、絕緣诬滩、緩沖等特性的聚合物發(fā)泡材料需求越來越迫切霹粥。聚丙烯作為產(chǎn)量大、增長量快疼鸟、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)庙曙。2016年空镜，由華東理工大學(xué)牽頭申報的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“重點(diǎn)基礎(chǔ)材料技術(shù)提升與產(chǎn)業(yè)化”重點(diǎn)專項項目——“聚合物材料的輕量化技術(shù)”獲準(zhǔn)立項。該項目所聚焦的正是運(yùn)用綠色高效發(fā)泡工藝捌朴，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)工作吴攒。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)泡劑兩大類砂蔽⊥菡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)左驾；物理發(fā)泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用镣隶，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^高或價格昂貴诡右，烷烴類發(fā)泡劑則易燃燒不安全安岂。相比傳統(tǒng)發(fā)泡劑影響氣候、火災(zāi)危險帆吻、有害殘留以及VOC排放等問題和弊端域那，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)猜煮，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)次员，而且CO2進(jìn)入聚合物后會引起熔點(diǎn)、表面張力和粘度下降王带、結(jié)晶行為改變等一系列變化淑蔚，可以制備微孔甚至納米泡孔材料。聚丙烯是結(jié)晶聚合物辫秧，低溫固態(tài)發(fā)泡受結(jié)晶限制束倍，很難制備高發(fā)泡倍率產(chǎn)品被丧；高溫發(fā)泡聚合物熔體強(qiáng)度不夠無法保持完整泡孔，可操作窗口窄绪妹。因此甥桂，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。為了攻克這一難題邮旷，近年來黄选，華理趙玲團(tuán)隊聯(lián)合無錫會通、中石化北化院婶肩、浙江新恒泰办陷、鎮(zhèn)海煉化等單位，在合適物料體系律歼、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)化民镜、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)制险毁，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)泡專用料制圈，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)泡倍率畔况，氣泡成核和生長的分段實(shí)施大幅減小了高壓設(shè)備體積鲸鹦；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)計保證了均勻的壓力場跷跪、溫度場和速度場馋嗜，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)。