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最火聚丙烯发泡材料的应用现状

发布时间:2021-09-21 20:45:34 阅读: 来源:三角龙骨厂家

聚丙烯发泡材料的应用现状

泡沫塑料具有质轻、隔热、隔音、缓冲、比强度高、价格低廉等优点,因此在包装业、工业、农业、交通运输业、军事工业、航天工业及日用品等领域得到广泛应用。近年来,美国市场对泡沫塑料的需求量以每年4.2%的速度持续增长。我国自20世纪90年代以来泡沫塑料的发展也十分迅速,主要品种有聚氨酯(PUR)软、硬质泡沫塑料,聚苯乙烯(PS)和聚乙烯(PE)挤出发泡三大类。

然而发泡PS制品在成型过程中使用的氟氯碳化物会破坏大气臭氧层。其制品废弃物由于体积大、不腐烂、难回收,对周围环境造成"白色污染"。1991年欧洲共同体制定了强制性的"包装规则",将发泡PS列入"避免使用"范围。联合国环保组织已决定到2005年全世界范围内停止生产和使用发泡PS。于是,人们积极地寻找能取代发泡PS的无氟、轻量化的环境适应性包装材料,如采用发泡聚丙烯(PP)作包装材料,用于食电子式丈量轻松准确地实现各种测试条件下的实验品、化妆品及电子产品等的包装。

与传统的发泡PS、发泡PE相比,发泡PP以其优良的耐热性、力学性能和良好的环境适应性等优点而倍受人们的青睐,而且从挤出发泡到热成型总的加工成本低于发泡PS。目前美国、日本、德国等一些发达国家正大力发展发泡PP以替代发泡PS。

1性能

PP密度较低的特性有助于制品的轻型化,有利于降低成本和保护环境,加之其优良的加工性能,使PP近年来一直是增长最快的通用塑料。目前,世界上PP产量已超过了2400万t/a,是仅次于PE、聚氯乙烯(PVC)的第三大通用塑料。发泡PP具有如下特性:

(1)优良的耐热性。发泡PS通常在80℃下使用,发泡PE仅能耐℃,而发泡PP能耐120℃。发泡PP在120℃下放置22h,尺寸收缩小于2%,在相同条件下发泡PE则约收缩40%。因此、发泡PP可用于使用温度超过100℃的场合。

(2)优良的力学性能。以日本古河电气公司的Ace型PP发泡材料为例,其力学性能如拉伸强度和撕裂强度处于泡沫塑料的最高等级;其压缩强度低于硬质PUR和发泡PS,但比软质PUR高,即具有中等的压缩强度。

(3)显著的隔热性。发泡PP与发泡PE一样是封闭式泡孔结构,因此,其热导率不会因潮湿而受影响。由于其热导率比发泡PE低,具有显著的隔热性,因此可用作高级保温材料。

(4)良好的回弹性,且有高冲击能吸收能力。

(5)耐化学腐蚀性比其它所有的泡沫塑料好;耐食用油,满足油腻食品包装的需要。

(6)良好的耐应力开裂性能。

(7)与发泡PS相比,燃烧时无毒气放出。

(8)可回收再生。

(9)降解性能明显优于发泡PS和发泡PE。

2应用与市场

发泡PP的用途十分广泛,从小到杯子大到船体都有应用。发泡PP利用其优良的耐热性、卫生性、隔热性和良好的环境效应,可在包装、汽车、建筑等领域发挥重要作用。

2.1包装

目前全世界已有JSP、BASF、GE-

FINEX等公司生产PP泡沫塑料。据不完全统计,美国1999年PP泡沫塑料的消耗量为35万t,欧洲为17万t,日本为1万t。欧洲将JSP公司40%的PP泡沫塑料用于包装行业。

2.1.1食品包装

PP泡沫塑料是理想的食品包装材料。PP发泡片材因其特殊的热稳定性和热绝缘性而成为发泡PS在高级食品包装中的替代品。与发泡PS和发泡PE相比,发泡PP可在微波炉中使用,而且耐沸水。热成型的盘子在低温下有足够高的冲击强度,可在深冷环境中使用,手感舒适、柔软。

密度0..7g/cm3、厚度0..5mm的发泡PP片材是生产高刚延长保质期的包装性和良好热绝缘性餐具(盘子、碗)、饮料杯等的原材料;密度0..5g/cm3、厚度1..5mm的发泡PP板材用于肉类、食品的包装材料(如加工成盆、碟,用于苹果酱、乳酸酪等低酸度食品的包装)和瓶用密封垫。德国采用共挤出方法,制得密度0..5g/cm3、厚度.5mm的发泡PP片材。这些片材可以用于食品或肉品包装,还可以用于制作薄壳制品和各种器皿(盘、碟、碗、盒等)。日本劳宋公司为了减少使用对人体有害的PS,改用发泡PP制作各种餐盒,用透明PP片材和挤出PP单层发泡片材制作包装材料和容器。PP单层发泡片材从1999年5月起正式应用于微波炉加热的各式餐具,并由于安全性好和不易受热的影响,从1998年明确规定了食品企业和食品接触材料生产企业(食品安全法中为食品相干产品生产企业)对食品接触材料合规性的主体责任开始广泛用于制造食品包装容器。美国CSI公司也已建成用可发性PP(PP-E)珠粒生产发泡PP制品的生产线,用于生产食品包装盒和微波炉用托盘和容器。据称,欧洲包装商非常需要PP-E。

2.1.2缓冲包装

缓冲包装要求最重要的性能是能量吸收性。PP泡沫模塑制品可用来承受高载荷,其对重复冲击的防护能力比可发性聚苯乙烯(PS-E)模塑制品或发泡PUR更优越。所以,发泡PP可用于计算机、高级医疗器具、精密仪器、声像材料、照相机、玻璃陶瓷、工艺品、各种家用电器等的防震缓冲包装,以免在运输过程中遭受损伤及破坏。另外,发泡PP还具有可直接回收、质地柔软不会损伤被包装物表面的优点。据统计,我国1997年仅彩色电视机和彩色显象管这两个产品就使用PS泡沫塑料2万多t。德国Ofotec Folien公司认为,PP发泡盘有代替PS-E模塑盘的趋势,用户感兴趣的是PP发泡片材可以从卷取辊上直接加到成型-罐装-封口装置上,而且该发泡盘可以做得较陡,因而占货架较少,很受商家欢迎.可回收利用的发泡PP托盘对水果和其它农产品的处理和运输很方便。

2.1.3一次性包装

目前美国、日本、德国等国家大力发展发泡PP作为绿色包装材料,如德国用发泡PP片材生产的包装盒等制品使用了绿色标志。近年来随着经济的发展和人们生活水平的提高,发泡PS在我国的应用增长迅猛。据市场调查,目前我国快餐用餐具年需求量为100亿只(约合12万t,体积约200万m3),其中京、沪、穗三市日需求量为万只。国家统计局的统计数字显示,快餐用具的用量每年以6%的速度递增。

此外,全国方便面生产厂家有数十家,预计总量为50亿只。但近年来发泡PS引起的"白色污染"问题已引起人们的高度重视。据统计,从1995年起至今,我国已有近40个大中城市陆续发文禁止用PS发泡塑料快餐盒。1999年2月,国家经贸委公布了第一批《淘汰落后生产能力、工艺和产品目录》的第6号令,规定将PS发泡餐具限期于2000年前淘汰。2001年月,国家经贸委先后发布了《关于立即停止生产一次性发泡塑料餐具的紧急通知》、《关于餐饮业停止使用一次性发泡塑料餐具的通知》,要求餐饮业使用环保餐具。

国家质量技术监督局于1999年发布的国家标准《一次性可降解餐饮具通用技术条件》将一次性餐具的新型替代品分为两类五型,①生物降解性材料类:纸制型(纸板涂膜型、纸浆模塑型)、植物纤维模塑型(冷压、热压及发泡型)、食用粉模塑型;②光生物降解材料类:光-生物降解塑料(非发泡)型。北京凯发环保中心根据调查和使用情况认为,就目前标准规定的产品而言,较理想的产品是光-生物降解PP餐具,原料可全部国产化,生产边角料易于回收、可再生利用,产品具有传统(普通)发泡PS餐具耐水、耐油、强度好、感观清洁的优点,成本较低,用后易于回收利用,不易回收的在野外个月降解,视觉污染易于解决。自1999年5月1日北京部分地区禁用一次性发泡餐具后,PP类环保餐具每月大约使用70万只。目前全国已有光-生物双降解PP餐盒生产线十几条,年生产能力10余亿只。

PP餐盒因价格仍然高于传统的PS泡沫餐具,且保温性差,易烫手,这些缺点影响了其推广应用。如果采用可降解的发泡PP制作餐盒,则可使其成本显著降低,提高隔热保温性能,从而成为发泡PS餐具的理想替代品。而且根据中餐的特点,耐油性好的发泡PP餐具也无疑是较佳的选择。

2.2热绝缘材料

发泡PP的热导率比发泡PE低,热绝热性好,因此将作为高级保温材料应用。日本古河电气公司正使用发泡PP作为太阳能水加热器上的铜管和橡胶软管的保温材料,这些保温管是用来连接太阳热收集器、热水池和其它装置的,管道中的热水温度有时可达100℃,而屋顶周围的温度有时可达120℃。在这种情况下,除了发泡PP外,其它材料都不能胜任。

此外,蒸汽管的保温材料开始使用发泡PP,而作为空调管的保温材料也在研究之中。据统计,我国2000年国产空调机产量达到1826万台,耐热性好的发泡PP作为空调保温管有着巨大的市场。发泡PP还可用作石油化工管道的保温材料、自来水管防冻保温套,以及热水管、暖房、贮槽的热绝缘材料等。

由于发泡PP的高耐热性,国外广泛将其用于PS发泡片材耐热性达不到要求的场合,如用于℃热载体循环蓄电池的隔热材料、发动机室和车间的在60多个国家具有子公司隔热材料、暖气管的保温套。总之,在所有使用发泡PS、发泡PE时存在耐热问题的部位,都可以使用发泡PP材料。

据报道,今后我国绝热材料的年增长率将在10%以上,预计到2010年用于隔热的泡沫塑料将达15万t。

2.3汽车零部件

PP泡沫塑料除具有高耐热性、高冲击能吸收能力、良好的回弹性和热成型性外,还有可回收再生的优点,用于制造汽车零部件,例如,用滑石增强PP制造仪表托架,用PP泡沫塑料制作柔软的弹性中间层,用软质密封膜作外皮等。这些零部件在汽车报废后可以回收再用,经拆卸、清洗和重新造粒,

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