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發(fā)布時間：2024-08-06 01:02:23
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PBAT是一種石油基生物可降解塑料 PBAT材料不僅可堆肥也可以生物降解，PBAT生產(chǎn)的生物降解材料是生物堆肥垃圾中心回收生物變廢物時的使用材料，。主要應用于：全降解包裝袋，全降解包裝用薄膜，物品內(nèi)襯，盒子內(nèi)托，食品包裝袋等。那么，生物基塑料和生物可降解塑料到底是什么？生物基塑料強調(diào)塑料制品的原材料，因此未必具有生物可降解性能。而生物可降解塑料則強調(diào)塑料制品的廢棄處理方式（可否分解），這類塑料未必是生物基的，它也可以是化石基的。在歐洲，可堆肥塑料（生物可降解塑料）有完善的法例約束（歐洲標準EN 13432）。要落實可持續(xù)的塑料政策，就得推行生物垃圾的分類收集，并努力發(fā)展工業(yè)堆肥，而非僅僅紙上談兵。大力發(fā)展可堆肥塑料，除了要防止其被廢棄在自然環(huán)境中，還應該把它們集中工業(yè)堆肥，形成塑料處理的“閉環(huán)”。可堆肥塑料雖然被認為是良好的一次性塑料替代品，但它有局限性。其局限性在于可堆肥塑料仍然是基于“用完即棄”的邏輯，而非可反復使用的材料。因此，我們依然將反復使用模式作為主要的塑料政策進行倡導。寧波致微新材料科技有限公司成立于2017年是一家專注于研究、開發(fā)、生產(chǎn)及銷售的高科技企業(yè)，其中推出的PBAT材料，發(fā)泡出應用在禮品內(nèi)襯、內(nèi)托包裝盒中等等，在超臨界物理發(fā)泡下使材料做到了無毒、無味、無化學物質(zhì)殘留，其表面光滑，質(zhì)感細膩，可印刷，耐摔耐折疊等。
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發(fā)泡材料品種眾多，大多數(shù)熱塑性塑料和熱固性塑料都能加工成發(fā)泡材料。熱塑性塑料發(fā)泡材料是指以高分子聚合物(塑料、橡膠、彈性體)為基礎而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料，也可以視為以氣體為填料的復合材料。下面介紹熱塑性塑料發(fā)泡材料的四大成型工藝。一、模壓成型聚丙烯微孔發(fā)泡模壓成型屬于較早的發(fā)泡工藝類型，所以對模壓發(fā)泡并沒有規(guī)范的縮寫命名。直到近年來聚丙烯模壓發(fā)泡材料涌現(xiàn)出來后，被冠以“M”，定義為“MPP”。近年來涌現(xiàn)出MPP，幾乎是我國獨創(chuàng)的一種發(fā)泡PP。其制造工藝是以壓機做為發(fā)泡的關鍵設備，原理上與傳統(tǒng)的模壓發(fā)泡沒有本質(zhì)的不同，關鍵的區(qū)別在于發(fā)泡劑不是傳統(tǒng)的AC化學發(fā)泡劑，而是采用超臨界CO2，因而發(fā)泡倍率可以高達20多倍，且非常環(huán)保。具體的制造方法是，先采用混煉、壓延、擠出等各類加工工藝將PP 制成不同厚度的薄板，然后將這些薄板剪裁好放置在大型壓機中的模具中，合上模具。加熱壓機的上下模板，將PP板材的溫度上升至PP的熔點附近，與此同時從不同方位向模具中注入超臨界CO2，在充分浸漬PP板材后，將PP板材的溫度降至適于發(fā)泡的溫度，迅速釋放壓機的壓力，讓PP板材充分發(fā)泡并降溫，即得到MPP發(fā)泡板材。MPP產(chǎn)品的制造以及制品的優(yōu)點在于：在固體形態(tài)下浸漬;對PP熔體強度要求較低;發(fā)泡過程易于控制;產(chǎn)品泡孔精細、均勻;材料力學性能優(yōu);超臨界CO2較為環(huán)保且不會燃燒。但不足點也是比較明確的，如：浸漬速度慢;必須經(jīng)歷制成薄板的預加工工藝過程;受聚丙烯結(jié)晶度的影響很大;靠壓機進行生產(chǎn)，不僅不連續(xù)，且效率較低，難以大規(guī)模工業(yè)化;應用領域不十分明確;在發(fā)泡PP中屬于制造成本較高的工藝。二、可發(fā)性珠粒模塑成型可發(fā)性珠粒模塑成型工藝，即在高壓釜中，在一定時間內(nèi)，通過高壓將物理發(fā)泡劑在預定溫度下浸漬進入基體樹脂的細小粒料之中，然后冷卻體系溫度至室溫，即得到可發(fā)性珠粒。使用時，先在一定的發(fā)泡溫度下，利用水蒸氣或熱空氣使可發(fā)性珠粒預發(fā)泡一下，得到綠豆大小預發(fā)泡的可發(fā)性珠粒。在制備制品時，將預發(fā)泡的可發(fā)性珠粒放入模具中加熱、減壓，使預發(fā)泡的可發(fā)性塑料珠粒進一步膨脹并相融合，形成預定形狀的發(fā)泡材料，即稱為可發(fā)性珠粒模塑成型。由于都是采用物理發(fā)泡劑，因而發(fā)泡倍率較大。三、擠出發(fā)泡成型將塑料與發(fā)泡劑(物理或化學)分別加入擠出機的不同位置，高壓下在擠出機中熔融形成均勻的溶液，然后在口模處突然泄壓、發(fā)泡、冷卻，制成板材、片材甚至管材等。在擠出發(fā)泡過程中，發(fā)泡劑在高壓狀況下必須與塑料形成均勻的溶液，并在口模處瞬間泄壓、發(fā)泡、冷卻、形成發(fā)泡材料，不可能借助固相或者結(jié)晶的約束力，故而對塑料的熔體強度要求很高，特別需要熔體在拉伸過程中具有較強的應變硬化的性能，因此發(fā)泡難度較大。四、注塑發(fā)泡成型注塑發(fā)泡材料是發(fā)展相對較晚的一種發(fā)泡材料，主要因為傳統(tǒng)注塑工藝與發(fā)泡必備條件之間存在矛盾。當今的注塑發(fā)泡材料僅限于發(fā)泡倍率很低的制品，甚至于發(fā)泡并非是主要目的，而僅僅為了減小注塑制品的收縮率與變形，特別是在托盤，支架等大型制品的注塑中。聚賽龍公司通過配方的優(yōu)化設計、精準的加工工藝、特殊的螺桿組合及配混工藝研制的可微發(fā)泡改性PA6區(qū)別于普通可微發(fā)泡改性PA材，使其在高表面要求、發(fā)泡效率及穩(wěn)定性上具備優(yōu)勢，使其能夠滿足大型微發(fā)泡汽車注塑件。
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國內(nèi)聚丙烯行業(yè)正在被民營企業(yè)加速沖擊，有如洪水。中石化聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能27%，中石油聚丙烯占比全國聚丙烯產(chǎn)能14%，東華能源、中景石化、寶豐能源、紹興三圓、巨正源等民營企業(yè)強勢來攻。2020年聚丙烯纖維料火得一塌糊涂，薄壁注塑料緊隨其后，熱成型料正被很多大企業(yè)緊緊盯住。石化熱成型T5015開發(fā)出系列化產(chǎn)品，T5015M成功銷往世界知名連鎖便利店品牌--日本全家集團，成為天津石化創(chuàng)效利器。T5015M產(chǎn)品在透明度、加工成型、食品接觸安全等方面性能優(yōu)越，可廣泛應用于透明餐盒、沙拉碗、飲品杯等食品包裝的生產(chǎn)。下一步，全力進入當前高速發(fā)展的外賣包裝、速食包裝加工應用領域，不斷擴大中高端材料市場份額。中原石化開發(fā)生產(chǎn)磨砂不透明奶茶杯專用料PPR-M75N，這是繼PPR-MT75引領奶茶杯市場“健康美麗新風尚”營銷案例入選2020中國石化十大優(yōu)品牌營銷案例之后，公司進一步豐富奶茶杯產(chǎn)品系列，滿足用戶個性化需求的又一創(chuàng)新。熱成型聚丙烯專用料幫助石化企業(yè)贏得了利潤，在外賣包裝和速食包裝中的應用增加，正成為“新貴”。東華能源王紅英博士將在“2020中國聚烯烴大會”演講報告：《熱成型專用聚丙烯樹脂的開發(fā)應用》近年來，隨著熱成型技術(shù)的發(fā)展，熱成型工藝在家用電冰箱內(nèi)襯、汽車部件、建筑產(chǎn)品和小艇的外殼、化工容器等大型制品上的應用也日益增多。筆者介紹熱成型基本原理及特點、國內(nèi)熱成型包裝市場概況、熱成型食品包裝用PP 概況以及PP 在熱成型包裝尤其食品包裝方面的應用情況。PP熱成型包裝應用聚丙烯微孔發(fā)泡1.1 杯子杯類主要為一次性杯子，如奶茶杯、冷飲杯、快餐杯等，主要用于快餐店、奶茶店、果凍制品廠等。原料主要以PP[23]材質(zhì)為主，部分冷飲采用PET 材質(zhì)。杯子主要以透明材質(zhì)為主，季節(jié)性較強，主要用PP原料生產(chǎn)。1.2 耐熱餐盒一般的餐盒只盛放溫度不高的食品。但下游客戶也需要盛放剛出鍋的熱粥、熱湯等或是需要在高溫蒸汽下進行消毒。這都對樹脂原料提出了更高要求。PET，PS 不耐高溫。PP 耐熱性能較好，價格低廉，易得，所以成為原料。但一般PP 無法在高溫蒸汽下( ≥ 120℃ ) 不變形，且市場上無針對熱成型的專用料，客戶采用T30S 添加助劑改性，仍存在耐熱溫度不穩(wěn)定、制品成難等問題。天津分公司研究院開發(fā)了耐高溫PP 熱成型專用料PPT5030，具有耐熱溫度高，成型方便，適用于正負壓吸塑成型的加工方式。1.3 蓋子主要制品包括碗蓋、餐盒蓋、杯蓋等，主要用于快餐店、奶茶店、蛋糕店等.蓋子以透明為主，PP 蓋子一般在熱飲中應用較多。1.4 食品內(nèi)襯食品內(nèi)襯主要用于餅干、薯片、花生、餃子、湯圓的包裝，外面還會有一層包裝，主要使用于速食品廠。目前國內(nèi)食品內(nèi)襯以透明為主，另外還有乳白色等。一般餃子、湯圓等速凍產(chǎn)品的保存溫度為–4℃左右，PET 和PP 都是較合適的材質(zhì)，常溫下使用的零食托盤以PET，PS 和PP 為主，廠家根據(jù)喜好及價格選擇。目前未發(fā)現(xiàn)可替代熱成型托盤在食品內(nèi)襯領域應用的替代品。綜上可見，PP 在熱成型食品包裝方面的應用越來越普遍，樹脂性能要適應熱成型加工方式的要求，如加工性能、力學性能、光學性能等，同時加工設備的改進提升，也會對樹脂性能提出更高的要求，二者相互促進，可生產(chǎn)出更多滿足用戶需求的PP 熱成型制品。熱成型食品包裝用PP特點及發(fā)展熱成型技術(shù)已成為PP 繼注射、擠出、吹塑之后，又一重要的加工方式，世界主要PP 生產(chǎn)廠商針對這一市場提供了多個商業(yè)化的PP 牌號。表2 列出世界主要PP 生產(chǎn)商部分商業(yè)化PP 熱成型專用料牌號。國外熱成型專用料多為均聚物，透明無規(guī)共聚物較少，且部分牌號進口周期長，國內(nèi)下游熱成型廠商較少使用進口料。熱成型制品廠商現(xiàn)有片材生產(chǎn)以600 mm 寬片材為主，隨成型機工藝的進步，片材寬度日益提高，寬可達1 000 mm 以上，因此對片材的抗熔垂能力提出更高要求。下游制品行業(yè)內(nèi)解決方法為普通PP 添加一定比例的高密度聚乙烯(PE–HD) 以提高片材耐熔垂性能，但此方式將帶來混料不均、制品透明性受限等問題。國內(nèi)熱成型行業(yè)對具有高性能、超高透明度的PP 原料需求日益迫切。
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簡述聚丙烯微孔發(fā)泡新材料(Microcellular Polypropylene foam), 簡稱MPP，是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發(fā)泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小于10微米，泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。由于材料內(nèi)部大量微米級泡孔的存在，MPP具有優(yōu)異的減震、緩沖、隔熱和吸聲等性能，可廣泛應用于包裝、交通工具、箱包、體育器材等領域，是傳統(tǒng)EVA、PU、PS發(fā)泡材料、EPE和EPP的替代物。聚丙烯微孔發(fā)泡性能與應用應用超臨界二氧化碳技術(shù)(supercritical carbon dioxide) 制備MPP，在高溫高壓下將二氧化碳氣體導入聚丙烯材料基體，并誘導其成核、發(fā)泡，形成含有大量微米尺度泡孔的微孔發(fā)泡材料。發(fā)泡過程清潔無污染，發(fā)泡制品衛(wèi)生環(huán)保。發(fā)泡過程PP材料未發(fā)生交聯(lián)，因此可回收循環(huán)使用。丙烯（PP）本身是無毒材料，是目前嬰兒奶瓶和可微波加熱餐盒的常用材料。清潔衛(wèi)生的MPP特別適合于醫(yī)療器械、食品等包裝材料衛(wèi)生等級要求較高的領域。也可應用于兒童拼圖、玩具等對產(chǎn)品健康要求較高的領域，代替常用的由AC發(fā)泡劑制造的交聯(lián)PE泡沫，EVA泡沫。PP是半結(jié)晶聚合物，其熔點一般150~170℃。相比于耐溫只有70~80℃的PE、PS、PU發(fā)泡材料，MPP的使用溫度可達120℃，因此MPP特別適合高溫包裝、高溫保溫等領域。MPP集增強、隔熱和降噪為一體，也特別適用于對材料輕量化要求較高的領域，如汽車、軌道交通，船舶，風機葉片等。輕質(zhì)高強的MPP厚板作為結(jié)構(gòu)泡沫使用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的結(jié)構(gòu)泡沫如PVC/PU互穿結(jié)構(gòu)泡沫、PET結(jié)構(gòu)泡沫等，特別是作為三明治夾芯復合材料的芯材使用。MPP微米尺度的泡孔賦予材料的特別之處有：(1) 同等發(fā)泡倍率(或表觀密度)下，由于泡孔較小，微孔發(fā)泡材料的機械性能損失較小。這意味著使用MPP可以更加節(jié)約材料，更加降低制品重量和體積。2) 由于泡孔尺寸在1-100μm之間可控，MPP可以被剖切成厚度小于0.1mm的超薄片材，而片材表面不會穿孔，可應用于微電子器件的包裝。(3) 由于表面大量微米級泡孔的存在，MPP適合作為液晶顯示器背光模組的反射板，提高漫反射率。(4) 微米尺度的泡孔有效降低了泡孔內(nèi)氣體的對流，從而有效降低了由空氣對流引起的熱傳遞。因此高倍率的微孔發(fā)泡材料具有較低的、依賴于泡孔結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定的低導熱系數(shù)。(5) 輕質(zhì)高強的MPP片材適合于作為揚聲器振膜使用。(6) 同樣由于其微米尺度的泡孔，MPP具有極佳的表面保護性能，可應用于液晶面板等防護性要求較高的包裝領域。
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塑料化工研究發(fā)展至今，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，塑料常用的樹脂原料90%以上集中在五大通用樹脂（PE、PP、PVC、PS、ABS），目前再繼續(xù)合成大批新的高分子材料難度很大，既不經(jīng)濟也不現(xiàn)實。在聚乙烯、聚丙烯塑料改性是目前高分子材料未來發(fā)展的一個重要領域，龍樸君整理了這部分的相關信息，供大家參考。深入研究聚合物組成、結(jié)構(gòu)和性能的關系，并在此基礎上對現(xiàn)有的塑料進行改性，以制造適用的塑料新材料，已成為發(fā)展塑料工業(yè)的有效途徑之一，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。關于改性的基礎知識在通用塑料和工程塑料的基礎上，通過物理、化學、機械等方式，經(jīng)過填充、共混、增強等加工方法，改善塑料的性能或增加功能，對塑料的阻燃性、強度、抗沖擊性、韌性等機械性能得到改善和提高，使得塑料能適用在特殊的電、磁、光、熱等環(huán)境條件下。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)，改性技術(shù)廣泛應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、透明性、密度、精度、加工性、機械性能、化學性能、電磁性能、耐腐蝕性能、耐老化性、耐磨性、硬度、熱性能、阻燃性、阻隔性等方面。為了降低塑料制品的成本、改善性能、提高功能，都離不開塑料改性技術(shù)。如何進行聚乙烯的改性？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的不平衡，促進了共混改性技術(shù)的發(fā)展。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、高密度聚乙烯在配方中的不同比例來滿足要求。一般說來，小型制品、要求較軟的制品、盛放化學藥品、洗滌劑之類的容器，低密度聚乙烯的比例應該高些，高密度聚乙烯的比例應該低些。當然，并不是所有的低、高密度聚乙烯都能用于吹塑中空制品，應該從市場上選擇能用于吹塑的塑料材料，并通過改進配方設計，使制品的性能價格比達到優(yōu)。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，即使同為可用于吹塑成型的，可能在密度上相差無幾，但從分子量上來說，差別可能較大。樹脂牌號手冊上一般對材料的分子量都沒有標出，而從融體指數(shù)上大致可以看出。在擠出吹塑中空制品時，隨著所用吹塑級的分子量的提高，熔體強度會相應提高，同時制品的機械性能也會提高。但在實踐中發(fā)現(xiàn)，當分子量提高到一定程度后，熔體強度和擠出速率反而有下降的趨勢。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面影響，有時甚至會引發(fā)安全事故。制品加工時，出現(xiàn)分子量提高，熔體強度和擠出速率下降的情況，這與擠出機螺桿和進料段設計有較大的關系。雖然在設備上改進可以取得較為明顯的效果，但從材料配方上進行改進更能取得當期實效和減少設備改造的投資。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，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。將它用于擠出吹塑, 往往容易收到較好的效果。從制品的化學性能，機械性能及生產(chǎn)中的各項工藝性出發(fā)，可以比較自由的設計出各種不同的配方，來滿足各種不同的要求，往往還可達到降低生產(chǎn)成本的目的。3、不同品種塑料的共混改性在工廠的現(xiàn)場生產(chǎn)當中，往往由于種種原因的限制，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，不但是市場供應狀況的限制，還有可能是制造成本的要求，比如，在HDPE中加人一定量的PP，就能有效的改善的剛性，而且不會影響的沖擊強度。加入的比例需要根據(jù)產(chǎn)品的要求來確定。4、高密度聚乙烯的填充改性技術(shù)在加工塑料制品時，適當?shù)募尤敫鞣N不同的填充劑，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。單就降低成本這點出發(fā)，對許多附加值低的產(chǎn)品來說，就值得作深入的研究。就近幾年來塑料制品加工廠填充改性的情況來看，技術(shù)層次普遍較低。
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聚丙烯微孔發(fā)泡材料的特殊應用價值：微孔發(fā)泡材料的韌性高、疲勞壽命長、比強度高、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低。除此之外還有質(zhì)輕、隔熱、吸震、隔音、價格低廉等特點。這是因為這種材料中有比塑料中原有的缺陷或微細裂縫小得多的孔徑，這種孔徑能鈍化塑料中原有裂縫的尖端，所以不會降低塑料的強度。因此，在汽車、航天航空和其他各種運輸工具等領域有特殊的應用價值。聚丙烯微孔發(fā)泡通過研究熔體流動速率和微孔發(fā)泡PP性能之間的關系發(fā)現(xiàn)，低熔體流動速率的聚丙烯微孔發(fā)泡材料具有良好的機械性能。日本Sumitom化學公司利用幾種熔體流動速率不同的聚合物共混發(fā)泡，制得了一種沖擊強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。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，它的結(jié)晶速度較慢慢，容易形成尺寸較大的球晶，導致制品的光澤度和透明性差，制品的外觀缺乏美感，限制了其在透明包裝和日用品等領域的應用。利用成核劑改性聚丙烯，是一種制備透明度高，力學性能優(yōu)異的聚丙烯材料的簡單有效的方法，因此在聚丙烯的改性當中被廣泛應用。陳枝晴等研究了聚丙烯的透明性，適量的成核劑和相應的分散劑能提高聚丙烯的透明性；且共聚PP的透明性比均聚PP好。張廣平等采用2，2-亞甲基-雙(4，6-二叔丁基苯基)磷酸及其衍生物作為聚丙烯的成核劑，研究了成核劑對復合材料力學性能的影響。結(jié)果表明：這種成核劑的佳質(zhì)量分數(shù)為0.4%。此時，復合材料的結(jié)晶溫度提高了11℃~15℃，結(jié)晶度增加3%~6%，結(jié)晶速率顯著增加；材料的模量提高了20%~30%，彎曲強度也提高了10%~20%。纖維增強聚丙烯材料：纖維增強聚丙烯復合材料是目前熱塑性塑料市場中增長較快的塑料品種之一，尤其是在汽車用塑料中。為了能夠更好的發(fā)揮纖維的增強作用，在塑料中纖維長度需要大于LC，既零界長度，LC取值與塑料的種類有直接關系。如果纖維的長度小于LC，其增強效果與一般的粉末填料區(qū)別不大。例如，玻纖增強PP中，玻璃纖維的零界長度為3.1 mm；而在另外一種經(jīng)過化學改性的PP中，LC可能降到0.9mm以下。對于普通的短玻纖增強塑料，制品中的纖維長度一般只有0.2~0.6mm，限制了制成品性能的提高。而在長玻纖增強塑料部件中，玻璃纖維的殘留長度可以達到3mm以上，大大提高了制品的物理機械性能。聚丙烯微孔發(fā)泡材料應用價值由于長纖維增強熱塑性塑料制品中的纖維殘留長度較長，它的沖擊強度比普通的纖維增強材料高了4倍左右；比強度(17.2%)更是比鋁材料(9.8%)都高；此外，這種材料的加工流動性好，制品外觀光亮、無塌坑等缺陷，制品的成型收縮率也小。的研究成果表明，長玻纖增強聚丙烯(LFG/PP)和短玻纖增強聚丙烯(SFG/PP)的玻璃纖維直徑和含量相同時，LFG/PP的拉伸強度、彎曲強度和沖擊強度明顯高于SFG/PP。