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發(fā)布時間：2025-03-10 00:51:40
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塑料部件在國內(nèi)汽車上占重量的10%左右，在國外汽車上達到了15%至20%。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、電機支架、座位板、空調(diào)風(fēng)罩、門嵌飾板等內(nèi)外飾。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展。全球微孔發(fā)泡相關(guān)的專利申請，前三位為：美國、日本、德國。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)，該技術(shù)來源于麻省理工學(xué)院在20世紀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)讓獲得這項技術(shù)的全球開發(fā)和商品化推廣，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出連續(xù)微孔成型技術(shù)--MuCell。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，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)。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。2018年，中石化就將聚丙烯微孔發(fā)泡材料應(yīng)用技術(shù)開發(fā)列為重點課題。國內(nèi)微孔發(fā)泡材料注重原料技術(shù)研發(fā)。在高校方面，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。楊衛(wèi)民課題組的研究方向主要是微孔發(fā)泡專用注射機的結(jié)構(gòu)改進，在專利申請方向上側(cè)重于改進螺桿結(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，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)化和強化”項目斬獲上海市科技進步獎一等獎。北京化工大學(xué)教授、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授楊衛(wèi)民，華東理工大學(xué)化工學(xué)院院長、聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所所長、教育部“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授趙玲，兩位教授將出席“2020中國聚烯烴大會”，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，對汽車輕量化提出了更高要求。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，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、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，對聚丙烯微孔發(fā)泡材料的需求正在進一步放大！在這個領(lǐng)域有哪些新的進展和要求？有哪些新的技術(shù)研發(fā)？趙玲教授將在“2020中國聚烯烴大會”開講。
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生物降解塑料目前已開始應(yīng)用在一次性餐具、包裝、農(nóng)業(yè)、汽車、醫(yī)療、紡織等多個領(lǐng)域，基于行業(yè)發(fā)展趨勢及市場需求，第八元素為客戶提供PLA、PBAT、PBS等降解材料，點擊以下鏈接，即可在線采購樣品：系統(tǒng)介紹車用聚丙烯的類型，應(yīng)用方向，性能要求。用PP丙烯微孔發(fā)泡隨著汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，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。塑料在汽車上的應(yīng)用已有近50年的歷史，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志，塑料飾件的大量應(yīng)用，促進了汽車的減重節(jié)能，提高了汽車的美觀舒適度。PP以密度小、性價比高、具有優(yōu)異的耐熱性能、耐化學(xué)藥品腐蝕性、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。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。由于高性能基礎(chǔ)樹脂的開發(fā)生產(chǎn)周期長、投資巨大、技術(shù)要求高，且需要高精尖的集成先進綜合技術(shù)，所以對現(xiàn)有PP樹脂需要進行更廣泛、更有效、更經(jīng)濟、更實用的改性。延伸性、機械的強度和抗斷裂性無機填料和彈性體增韌增強改性PP主要是“三高”。是由 PP樹脂、三元乙丙橡膠(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物(POE)等增韌彈性體及滑石粉、碳酸鈣等無機填料的復(fù)合物，其主要用于汽車保險杠的注射成型，且改性PP保險杠具有成本低、質(zhì)輕、易涂裝、可循環(huán)使用等優(yōu)點。滑石粉填充改性PP材料具有高剛性、低熱膨脹系數(shù)和低收縮率，且其抗化學(xué)腐蝕性能強，尤其是經(jīng)表面處理的滑石粉填充PP可有效改善PP的沖擊性能，提高材料的模量和熱變形溫度。玻璃纖維增強改性PP玻璃纖維增強改性PP材料尤其是LGFPP材料在汽車部件上的研究與應(yīng)用(如在前端模塊、儀表板骨架、車門模塊等典型部件的應(yīng)用)是多年來的研究熱點之一。LGFPP制品指含有長度為10～25mm的玻璃纖維改性的PP復(fù)合材料經(jīng)過注塑等工藝形成的三維結(jié)構(gòu)。10～25mm的長玻璃纖維增強聚合物相比普通4～7mm的短玻璃纖維增強聚合物具有更高的強度、剛度、韌性，以及尺寸穩(wěn)定性好、翹曲度低等優(yōu)勢。此外，LGFPP材料比短玻璃纖維增強PP(GFPP)有著更好的抗蠕變性能，即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變。與金屬材料和熱固性復(fù)合材料相比，LG-FPP的密度低，相同部件的質(zhì)量可減輕20%～50%;LGFPP能為設(shè)計人員提供更大的設(shè)計靈活性，可成型形狀復(fù)雜的部件、提高集成汽車零部件的能力、節(jié)約模具成本(一般長玻璃纖維增強聚合物注塑模具的成本約為金屬沖壓模具成本的20%)、減少能耗(長玻璃纖維增強聚合物的生產(chǎn)能耗僅為鋼制品的60%～80%，鋁制品的35%～50%)、簡化裝配工序。汽車部件用礦物纖維增強PP的新產(chǎn)品，具有強度高、熱膨脹系數(shù)低、耐高溫、阻燃性能好、低浮纖、低翹曲、低收縮 等特點。
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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’？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，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。”這份答復(fù)看似簡單，卻隱藏著數(shù)個值得深思的問題，深挖之下，細思極恐！1、一次性發(fā)泡塑料餐具 ≠ 一次性塑料餐具，可降解的一次性塑料餐具是否允許使用？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)于進一步加強塑料污染治理的意見》中，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；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；地級以上城市建成區(qū)、景區(qū)景點的餐飲堂食服務(wù)，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。到2022年底，縣城建成區(qū)、景區(qū)景點餐飲堂食服務(wù)，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。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度下降30%。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，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，制成各種餐飲具如快餐盒、湯碗、方便面碗、生鮮托盤等。這些材料構(gòu)成了嚴重的環(huán)境問題。中國曾于1999年、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。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，再配一定量的滑石粉，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，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；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、苯乙烯單體、二聚體、三聚體、二噁英等毒性單體析出存在爭議；在生產(chǎn)過程中使用的發(fā)泡劑，有的會破壞大氣臭氧層，有的存在嚴重安全隱患。2013年2月26日，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)條目進行局部調(diào)整，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）。終，2020年1月16日發(fā)布的《關(guān)于進一步加強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。一次性塑料餐具：一次性餐具按原材料來源、生產(chǎn)工藝、降解方式、回收水平分為以下三大類：1、生物降解類：如紙制品（含紙漿模塑型、紙板涂膜型）、食用粉模塑型、植物纖維模塑型等；2、光/生物降解性材料類：光/生物降解塑料（非發(fā)泡）型，如光生物降解PP類；3、易于回收利用材料類：如聚丙烯類(PP)、高抗沖聚苯乙烯類(HIPS)、雙向拉伸聚苯乙烯(BOPS)、天然無機礦物填充聚丙烯復(fù)合材料制品等。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種類。禁止的是一次性發(fā)泡餐具，而不是完全禁止一次性塑料餐具，可降解的一次性塑料餐具是允許生產(chǎn)和銷售的。2、可生物降解的一次性塑料餐具是否需要“發(fā)泡成型”？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。幾乎所有的熱固性和熱塑性塑料都能制成泡沫塑料，常的樹脂有：聚苯乙烯樹脂、聚氨酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂、脲甲醛樹脂、酚醛樹脂等。發(fā)泡劑：CFC發(fā)泡劑封閉于發(fā)泡材料中，它終將散逸、進入同溫層并參與消耗臭氧層的循環(huán)。再者，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。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。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，如紙制品、秸稈、淀粉等，可降解，也稱之為環(huán)保產(chǎn)品；另一種是以塑料為主要成分的可降解塑料餐盒，加入淀粉、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，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、淀粉等原料。這樣，可降解塑料制品在使用完，并廢棄在大自然中暴露三個月后，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。但這項技術(shù)的缺陷是，這些碎片不能繼續(xù)降解，只不過是由大片變成小片塑料，不能從根本上勝任消除白色污染的任務(wù)。發(fā)泡劑：CFC發(fā)泡劑封閉于發(fā)泡材料中，它終將散逸、進入同溫層并參與消耗臭氧層的循環(huán)。再者，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。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。目前，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，發(fā)泡劑是否污染環(huán)境，還需要更專業(yè)的解答，請在下方留言或掃描二維碼，分享您的觀點：按【姓名+公司名+職務(wù)】格式，發(fā)送備注3、如果《關(guān)于進一步加強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，一次性塑料棉簽，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？目前還沒有明確的答案，您怎么看？4、可降解塑料真的環(huán)保嗎？可降解塑料中也會使用發(fā)泡劑破壞環(huán)境，此外花費大量成本和時間使用可降解塑料，但可降解塑料混雜在傳統(tǒng)塑料中，無法回收利用，只能用傳統(tǒng)方法掩埋焚燒處理，究竟該使用可降解塑料還是建設(shè)塑料閉環(huán)，采用可回收性設(shè)計，這是一個值得思索的問題。
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由于光降解材料的局限，以及廣泛的生物來源，目前的研究熱點更多地放在生物降解材料上，相對于光降解材料，生物降解材料的原料來源更加綠色，降解的產(chǎn)物對環(huán)境的污染性也更加小。生物可降解材料是一類在酶或微生物的作用下，使維持自身結(jié)構(gòu)的分子鏈逐漸斷裂，形成對環(huán)境無害的小分子化合物的材料。 生物降解的方式有生物的物理、化學(xué)作用和酶的直接作用。根據(jù)來源的不同可以分為微生物降解型的生物材料、合成高分子型的生物降解材料、天然高分子型的生物降解材料。微生物降解材料是以有機物為碳源，微生物進行發(fā)酵轉(zhuǎn)化為高分子聚酯，利用這種高分子聚酯制作為塑料的材料。合成高分子型的生物降解材料是利用化學(xué)方法合成在自然界中與原本存在的利于降解的高分子化合物。天然高分子型的生物降解材料是在合成時以淀粉、纖維素、木質(zhì)素等多糖化合物為原料，在必要的條件下加入生物降解添加劑或經(jīng)氧化、改性而加工制成的塑料。其中，淀粉基構(gòu)成的可降解材料和PLA構(gòu)成的可降解材料是當(dāng)今研究的熱點，PHB作為可降解材料也有較為廣泛的應(yīng)用。 淀粉通過植物光合作用而形成的，易得，降解后仍以二氧化碳和水的形式回歸到生態(tài)環(huán)境中，是完全無污染的非常優(yōu)良的生物降解材料。針對淀粉作為原料來源的淀粉基塑料是目前可降解材料領(lǐng)域研究的—大熱點。 PLA(聚乳酸）是多糖經(jīng)過降解發(fā)酵制得、純化、聚合而成的環(huán)境友好型樹脂。PLA是由乳酸分子在一定條件下脫水縮合而成。PLA在土壤掩埋條件下，在溫度、氧氣、弱堿性的共同作用下，6~12個月降解為乳酸,最終經(jīng)微生物代謝，形成二氧化碳和水。PLA因其優(yōu)良的生物相容性和機械強度，被廣泛應(yīng)用于新興功能型醫(yī)用高分子材料如醫(yī)用手術(shù)縫合線、骨科用固定材料等。 PHB(聚β-羥基丁酸酯）是細菌體內(nèi)碳源和能源的以顆粒狀儲存的酯類積累物。PHB對氣體有阻擋性，能用于未添加抗氧化劑的食品的包裝袋;PHB有良好的生物相容性，可用于手術(shù)縫合線、骨折固定材料;因PHB能夠降解，可用于與農(nóng)藥或貴重藥品的包埋處理。因為PHB用細菌發(fā)酵法進行生產(chǎn)，所以PHB的生產(chǎn)重點放在基因工程等技術(shù)。針對其易結(jié)晶、較脆、降解速度較慢的缺點，如何通過物理或化學(xué)的方法改善PHB的性能成為研究的重點對象。