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江苏超临界二氧化碳发泡价格

发布时间:2024-02-16 01:04:56
江苏超临界二氧化碳发泡价格

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简述聚丙烯微孔发泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 简称MPP,是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔发泡材料(更严格地定义是泡孔尺寸小于10微米,泡孔密度大于10的9次方个/cm3)。由于材料内部大量微米级泡孔的存在,MPP具有优异的减震、缓冲、隔热和吸声等性能,可广泛应用于包装、交通工具、箱包、体育器材等领域,是传统EVA、PU、PS发泡材料、EPE和EPP的替代物。聚丙烯微孔发泡性能与应用应用超临界二氧化碳技术(supercritical carbon dioxide) 制备MPP,在高温高压下将二氧化碳气体导入聚丙烯材料基体,并诱导其成核、发泡,形成含有大量微米尺度泡孔的微孔发泡材料。发泡过程清洁无污染,发泡制品卫生环保。发泡过程PP材料未发生交联,因此可回收循环使用。丙烯(PP)本身是无毒材料,是目前婴儿奶瓶和可微波加热餐盒的常用材料。清洁卫生的MPP特别适合于医疗器械、食品等包装材料卫生等级要求较高的领域。也可应用于儿童拼图、玩具等对产品健康要求较高的领域,代替常用的由AC发泡剂制造的交联PE泡沫,EVA泡沫。PP是半结晶聚合物,其熔点一般150~170℃。相比于耐温只有70~80℃的PE、PS、PU发泡材料,MPP的使用温度可达120℃,因此MPP特别适合高温包装、高温保温等领域。MPP集增强、隔热和降噪为一体,也特别适用于对材料轻量化要求较高的领域,如汽车、轨道交通,船舶,风机叶片等。轻质高强的MPP厚板作为结构泡沫使用,代替传统的结构泡沫如PVC/PU互穿结构泡沫、PET结构泡沫等,特别是作为三明治夹芯复合材料的芯材使用。MPP微米尺度的泡孔赋予材料的特别之处有:(1) 同等发泡倍率(或表观密度)下,由于泡孔较小,微孔发泡材料的机械性能损失较小。这意味着使用MPP可以更加节约材料,更加降低制品重量和体积。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之间可控,MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材,而片材表面不会穿孔,可应用于微电子器件的包装。(3) 由于表面大量微米级泡孔的存在,MPP适合作为液晶显示器背光模组的反射板,提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔内气体的对流,从而有效降低了由空气对流引起的热传递。因此高倍率的微孔发泡材料具有较低的、依赖于泡孔结构的长期稳定的低导热系数。(5) 轻质高强的MPP片材适合于作为扬声器振膜使用。(6) 同样由于其微米尺度的泡孔,MPP具有极佳的表面保护性能,可应用于液晶面板等防护性要求较高的包装领域。

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塑料部件在国内汽车上占重量的10%左右,在国外汽车上达到了15%至20%。微孔发泡技术能使塑料部件的重量降低15%至30%,广泛应用于仪表板、电机支架、座位板、空调风罩、门嵌饰板等内外饰。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上。让汽车用上更多的塑料部件,还有很多功课可以开展。全球微孔发泡相关的专利申请,前三位为:美国、日本、德国。Trexel公司的MuCell技术是目前为成熟、商品化为广泛的微孔发泡技术,该技术来源于麻省理工学院在20世纪80年代提出的发明专利。Trexel公司在1995年通过专利权转让获得这项技术的全球开发和商品化推广,并在此基础上开发出连续微孔成型技术--MuCell。MuCell技术的核心即采用超临界流体为发泡剂,发泡剂在聚合物中形成均匀分布的微小气孔,通过压力控制气泡的生长使树脂形成泡孔均匀的微孔结构。聚丙烯微孔发泡微孔发泡技术让汽车驶向轻量化——在汽车非金属部件的轻量化领域,微孔发泡材料是行业竞相研究的主要课题之一。2018年,中石化就将聚丙烯微孔发泡材料应用技术开发列为重点课题。国内微孔发泡材料注重原料技术研发。在高校方面,北京化工大学在微孔发泡工艺的专利申请量上占有主要地位,主要发明人为杨卫民课题组和何亚东课题组。杨卫民课题组的研究方向主要是微孔发泡专用注射机的结构改进,在专利申请方向上侧重于改进螺杆结构和设置渗透釜来获得聚合物熔体/超临界气体均相体系。近期,华东理工大学化工学院赵玲教授领衔的“高性能聚丙烯微孔发泡材料绿色制备过程的优化和强化”项目斩获上海市科技进步奖一等奖。北京化工大学教授、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授杨卫民,华东理工大学化工学院院长、联合化学反应工程研究所所长、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授赵玲,两位教授将出席“2020中国聚烯烃大会”,并介绍聚烯烃发泡技术与材料开发。国内汽车产业节能减排发展趋势愈加显著,对汽车轻量化提出了更高要求。特别是在车市持续萎靡、新能源汽车竞争愈发激烈的情况下,轻量化成为汽车产业从困境中突围的重要方向。整车厂、改性塑料企业都在加大轻量化材料领域的布局。汽车轻量化要求更高,对聚丙烯微孔发泡材料的需求正在进一步放大!在这个领域有哪些新的进展和要求?有哪些新的技术研发?赵玲教授将在“2020中国聚烯烃大会”开讲。

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随着国内大炼化项目、PDH项目陆续上马,国内聚丙烯(PP)市场成为群雄角力之地。新建项目投产,PP产能仍将快速增长,预计到2023年我国PP产能将超过3500万吨,自给率将近90%。届时,高性能产品将成为企业突出重围的杀手锏。高性能PP成投资热土2020年已经有三家企业成功投产聚丙烯装置,浙江石化、恒力石化、利和知信。近一个月,聚烯烃行业掀起了新一波高性能PP投资热潮:4月22日,总投资约100亿美元的埃克森美孚广东惠州乙烯项目正式动工,项目包括乙烯装置和高端PE、PP等生产装置,采用已经成功应用、先进的专有工艺和催化剂技术生产高性能聚合物。聚丙烯微孔发泡5月17日,总投资约56亿美元的中海壳牌惠州三期乙烯项目合作框架协议签约,项目产品包括聚α烯烃、高碳合成醇、茂金属PE、共聚PP等,共14规模生产装置。18日,徐州海天石化集团年产10万吨高性能PP树脂项目“云签约”,落户大庆龙凤区。高性能产品研发能力不足我国已投入生产的高端聚丙烯专用树脂有:三元共聚聚丙烯薄膜专用料F5606、管材专用料、薄壁注塑料M50T、高熔体强度薄膜专用料、丙丁共聚膜料、低温抗冲注塑专用料、氢调法高流动注塑料、高透明注塑专用料、抗菌系列专用料、低灰分PP、快速成型PP、透明PP专用料等。但由于我国高端聚丙烯产品研发能力不足,且同质化严重,一些高性能和特殊性能产品,如茂金属PP(mPP)、特种双向拉伸聚丙烯(BOPP)膜、流延聚丙烯(CPP)膜等仍需大量进口来满足国内市场需求。我国mPP年消费量约10万吨,除燕山石化少量供应市场,基本依赖进口,主要用于生产医用或食品用高透明PP制品、食品包装薄膜、无纺布、超细旦丙纶纤维等领域。具有高拉伸速度与幅宽、超薄、超透及更好低温热封性能的特种BOPP薄膜、电工膜、电容器膜、镀铝膜等PP薄膜料以及汽车和家电用PP注塑料的年进口量均超百万吨。PP管材料的年进口量约50万吨。高性能PP开发方向1抗菌PP此次新冠肺炎疫情的肆虐,推动汽车生产商聚焦抗菌PP在内饰件中的应用,这或将成为车用PP下一个热点应用领域。2玻纤增强PP长玻纤增强PP材料因具备更高的强度、刚度、韧度、尺寸稳定性,广泛应用于仪表骨架板、车门组合件、前端组件、车身门板模块、车顶面板、座椅骨架等汽车部件上。长玻纤增强PP材料在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP材料的2倍,甚至比以耐热性著称的玻纤增强尼龙材料高10%,具有作为结构件所需的耐久性和可靠性。气味散发耐刮擦PP随着人们对汽车品质的追求,车用PP材料需要满足的已不仅仅是力学性能,还有对外观、环保等方面的高要求。目前市场上低气味散发PP材料多被Basell、北欧化工等公司产品垄断,国产替代进口任务艰巨。制造高抗刮擦汽车内饰件材料一方面要采用国外表面硬度较高的PP原料,另一方面需要添加助剂提升材料表面的爽滑度。但助剂在体系内受热会有小分子散发影响车内空气质量,同时又会出现表面迁移现象,影响内饰件外观。因此,问题核心仍取决于PP基材的性能。

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微发泡注塑,聚丙烯/橡胶/滑石粉复合材料,增强增韧聚丙烯微孔发泡聚丙烯作为一种经济高效的热塑性聚合物,具有材料成本低、抗腐蚀性好、比强度高和易于成型加工等优点,已广泛应用于包装工程、纺织、电子产品以及汽车工业。以汽车工业为例,聚丙烯的年均用量高达255.6百万吨,研究表明汽车每减重10%就可以将燃料的利用率提高至少6%。因此,近年来为了节省材料和能源、减少环境污染进而实现经济社会的健康可持续发展,塑料制品的轻量化问题引起了广大学者的研究兴趣,而其中发泡注塑成型工艺被视为是一种非常有前途的轻量化实现方式。然而,由于聚丙烯的熔体强度低,导致其发泡能力非常差,常规微发泡注塑聚丙烯产品存在泡孔尺寸大且分布极其不均匀,严重降低了其力学性能,尤其是冲击力学性能。针对上述问题,山东大学材料科学与工程学院王桂龙和合作者提出了一种利用橡胶和滑石粉的耦合作用改性聚丙烯的新途径,显著提高了聚丙烯熔体强度和促进了结晶,进而改善了聚丙烯的发泡能力,终通过微发泡注塑制备了具有优异综合力学性能的微孔聚丙烯制品。

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新材料是现代科技发展之本,可降解塑料是新兴的塑料新材料。随着全球对改善环境的诉求越来越强烈,使用生物降解塑料被认为是根治一次性塑料“白色污染”最有效的解决方案。着眼于中国的双碳战略目标,生物基生物降解塑料全生命周期排放的温室气体总量较低。在此背景下,本报告深入研究可降解塑料行业现状。从性能上看,PLA、PBAT、PHA等生物降解塑料性能接近普通塑料,为替代不可降解塑料创造了条件;从技术上看,PLA生产的中间原料丙交酯技术难以完全突破,限制产能释放,而PBAT国内生产工艺不受限于国外,产能快速扩张;从应用上看,可降解塑料主要应用在餐饮、医疗和农业等领域。根据艾瑞测算,至2025年,外卖包装、农膜和医疗领域将会释放可降解塑料需求494.8亿元、72.7亿元和0.172亿元。长远来看,可降解塑料产业发展面临不确定性:一,可降解塑料的成本高于传统塑料,靠政策驱动的市场可持续性存在风险,产品的推广最终取决于产业降本提效的空间;二,国内掌握生物降解塑料技术的企业不多,而且在关键环节与国外企业相比仍有较大差异,若后续技术无法突破,存在产能无法按时释放的风险;三,多数可降解塑料的降解基于工业堆肥集中处理或特定的温度、湿度、菌类等条件,而实际在使用后,能否有效地收集可降解塑料并满足降解的环境条件还有待验证。

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年来综合性能优异、可回收易降解的聚丙烯发泡材料已成为泡沫塑料家族中的“新宠”,是聚合物泡沫材料中增长速度快的品种。超临界二氧化碳(CO2)发泡聚合物技术是制备聚丙烯微孔发泡材料的关键核心技术,近日华东理工大学化工学院赵玲教授团队在该技术领域取得了实质性突破,成功开发了高性能聚丙烯微孔发泡材料绿色制备过程的优化和强化技术。聚合物发泡有物理发泡剂和化学发泡剂两大类。化学发泡剂存在化学残留、发泡过程难控制和不易获得高发泡倍率等缺点;物理发泡剂中的氟氯烃类则对臭氧层有破坏作用,已逐渐被禁止和限制使用;而一些新型氟碳氢化合物的全球变暖潜能值仍相对较高,烷烃类发泡剂则易燃烧不安全。相比这些传统的发泡剂,超临界CO2发泡聚合物技术作为绿色制造技术,已被工信部列入我国优先发展的产业关键共性技术,而且CO2进入聚合物后会引起熔点、表面张力和黏度下降、结晶行为改变等一系列变化,可以制备微孔甚至纳米泡孔材料。丙烯微孔发泡丙烯是结晶聚合物,低温固态发泡受结晶限制,很难制备高发泡倍率产品;高温发泡聚合物熔体强度不够无法保持完整泡孔,可操作窗口窄。因,大规模制造具有稳定均匀泡孔形貌和外形尺寸的高发泡倍率微孔材料难度大。为了攻克这一难题,赵玲团队联合无锡会通、中石化北化院、浙江新恒泰、镇海炼化等单位,在合适物料体系、可控工艺过程和高效工业装备等方面开展了超临界CO2发泡聚丙烯的优化、强化和工程化等系列工作,形成了“适合超临界CO2发泡的聚丙烯专用料”“分步/分段发泡新工艺”“优化构建流场结构实现高效规模制备”三大技术创新。赵玲介绍,在低于流动温度的可变形区发泡,既可突破结晶的制约,又能保证发泡材料微孔结构和外形尺寸稳定成型。基于这一发泡机制,他们开发了兼具较宽发泡温度窗口和较强的CO2溶解扩散能力的聚丙烯发泡专用料,以及能改善泡孔结构和表观形态的新型功能助剂/添加剂。CO2变压饱和提高了过程效率和发泡倍率,气泡成核和生长的分段实施减小了高压设备体积;同时釜压发泡、模压发泡等高压设备和聚合物预成型体的结构优化设计,保证了均匀的压力场、温度场和速度场,实现了低密度聚丙烯微孔发泡材料的规模制造和柔性生产。利用上述创新技术,项目团队建设了2套年产3万立方米模压发泡装置,实现了低密度聚丙烯微孔厚板的制造;新建了4套、优化改造了3套年产4万~6万立方米的釜压发泡装置,生产效率提高25%,成品率提高到99%以上,发泡专用料已在镇海炼化生产,2016~2018年新增产值3.31亿元、利税1.09亿元。此外,该团队已获得授权发明专利8件、实用新型专利8件;相关研究成果发表了46篇SCI/EI收录论文。赵玲表示,超临界CO2模压发泡技术通用性强,除聚丙烯外,还可用于聚氨酯弹性体微孔发泡材料的生产,多种热塑性聚合物及其复合材料的中试已经完成。采用该技术生产的聚丙烯发泡专用料,除可应用于汽车零部件和内饰、缓冲包装等传统领域,还可满足儿童玩具、食品、医疗、家居用品等领域对绿色材料的需求。由于微孔赋予了聚丙烯独特的性能,聚丙烯微孔发泡材料还可应用于更多的新兴领域,如新能源汽车动力电池垫片、5G通信微波中继天线罩、高档汽车音响振膜、防弹衣背板等。