POLYOLEFINS INNOVATION
治 明 编译
在近期举办的美国塑料工程师协会（S PE ）聚烯烃会议上，参会者探 讨了注塑、吹塑、挤出、混配和热成型等领域的新材料和工艺。
2014 年 2 月 下 旬 , SPE 国 际 聚 烯烃 2014 年会议在美国休斯敦举办， 会议探讨了很多有发展前景的新材料 和工艺。今年的出席会议人数达 650 人，会议分为 19 个场次，技术报告 84 篇。会议报告突出介绍的新材料
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Ryntz 研究发现烯烃材料由于比 重小，具有韧性、强度、审美和加工 性能相互结合的综合性能，因此在汽 车内饰领域的需求不断增长。她说实 际上现在汽车上的每一个内饰部件都 可以用烯烃树脂加工。她的报告重点 是 IAC 公 司 的 新 型 S ma rt Fo il TP O 技术，它使用高压注塑成型技术在隐 藏 地图袋熔接线的同时加工出“可调 节的触觉 ”（手感可调 ）表面。新技 术被首先应用于通用汽车公司的 2014 款 C orv et t e 车 门 板。 如 今 TPO 外 饰 的产品通常可以使用低压注塑、真空 成型或两步法层压技术获得。
Ryntz 说新门板技术相比于传统的
模内粒化技术具有更佳的性能，而且成 本更低，同时减重 5%，直接费用降低 7%， 间接费用降低 3%。位于美国俄亥俄州 的先进复合材料公司针对该领域开发的
专用 TPO 材料与 IAC 公司的模内工艺 专利技术相结合，在注射模具内嵌入一 层表皮（该情况下，采用加通汽车内饰 公 司（Canadian General Tower ） 的 TPO 衬片），在其后注射基材，从而形 成内饰门板。此工艺不需要黏合剂、辅 助工艺步骤和固定设备，因此降低了费 用。
SmartFoil 技术还全面解决了低温 条件下侧面碰撞产生的弹射物问题。最 终获得的门板表皮 / 衬片拥有更低的摩 擦性能和更少的刮擦损伤情况，同时还 通过不使用黏合剂的方法降低了 VOC 排放物。据报道，相比于模内层压或低 压模制品，该技术可获得更好的粒纹效 果。
Jakub Oliverius 是奥地利北欧化工 聚烯烃公司的应用市场经理，他的主要 研究领域是汽车外饰件表面外观，在会 议上他作了关于最新进展的报告。公司
IAC 公司的 Rose Ryntz 表示汽车的每个部件现在几乎都可以用烯烃 材料制造。
进展应用领域涉及汽 车、硬包 装、地板材
料、管材和薄膜 等。 本文详细介绍的具体 新进展包括：汽车门 饰件用 TPO 技术；抗 应力发白的聚丙烯混 配专用料；反应器级 高抗冲柔性 T PO 共聚
物，性能达到了新的高度，可用于低 温条件下的硬质食品包装材料；性能 特别是低温性能优于 P P -T P O 的新 型 H D P E-T P O ； 可 用 于 汽 车 涂 装 和 未涂装内饰件的高性能聚丙烯复合材 料。
备受关注的还有可用于硬质包装 材料的茂金属 LL D PE ，它拥有优异 的耐环境应力开裂性能（E SC R ）， 可实现材料的轻量化；另一种材料是 H D P E ，它使吹塑级硬包装材料的轻 量化达到了新的行业基准。
此外，还有用于管道铺设技术的 新一代 PE100 级材 料；可替代碳酸
钙 /PV C 复合材料用于地板和标识等 应用领域的火山灰填充聚丙烯复合材 料；体积密度极低、可加工出能热 拉 伸成超高拉伸强度和拉伸模量薄膜和 带条的新型超高分子量聚乙烯。新产 品还有可兼容 PE 和 PP 的 PP 嵌段共 聚物，可用于加工多层薄膜包装、注 塑透明耐用品和滚塑制品。
汽车内外饰件
R ose Ryntz 是一位知名的汽车 塑料专家，她也是美国国际汽车零部 件集团（IA C ）北美公司负责先进工 程和材料发展的资深总监，会议上她 作了名为烯烃材料在汽车内饰领域发 展机遇的报告。Ryn t z 获得聚合物 / 有机化学博士学位和 MB A ，发表论 文 100 多 篇，拥有 25 项专 利，署名 出版四本书，也是多项大奖的获得者， 例如在福特汽车公司以其对公司的杰 出技术贡献获得福特汽车公司的亨利 福特科技奖。在加入 IAC 集团现任职 位前，她曾就职于陶氏化学、杜邦 汽
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进行了大量的研发工作，开发出无底漆、 双层、可涂装的聚丙烯复合材料，可用
于保险杆和能承受很强的蒸汽喷射试验 条件的车身面板。
该成果需要设备投资（自动化涂装 机械手）和仿真软件。其目标是帮助原 始设备制造商（OEM ）克服越来越流行 的两步法无底漆工艺所带来的挑战。
虽然在经济上比较有吸引力，但是 这些系统在工艺波动方面较为苛刻。这 一趋势也必须面对越来越
严格的油漆和 黏合剂性能标准。这些因素需要聚合物 和油漆系统相互之间能很好的调制，生 产工艺必须可靠稳定。北欧化工公司重
新设计了一些能承受严格的涂料 - 黏合 剂 实 验（DIN 55662， 方 法 C ）， 并 且 具备降低系统费用和可持续发展要求的 高端聚丙烯复合材料。
Oliverius 还介绍了使用北欧化工 最新的 Borstar 工艺技术开发出的新一 代聚丙烯复合材料，在汽车内外饰件领 域未涂装领域所取得的重要进展。已经 表明它们可以在很宽的加工窗口阻止流 痕（常指虎斑条纹）的外观，降低了成 本并达到非常好的表面外观。还证明高 的树脂黏度比和窄的分子量分布可减少 虎斑条纹的出现。
此外，聚合物的出口膨胀越大，开
始出现虎纹状长条的时间越滞后。目前 正在进行试验装置放大，之后是根据实 际产品的配方选择进行确认。
旭化成塑料北美公司公开了可替代 PP 基 TPO 材料并且应用领域广泛的新 型 HDPE-TPO 系列材料信
息。根据从 事聚烯烃研发的经理 Vaibhav （Vive ） Apte 介绍，这些 TPO 复合材料将于今 年推向市场。他说这些 HDPE 基材料含 有 PP 组分，PP 可以是均聚合物，也可 以是共聚物，用作冲击改性剂的弹性体 的是“最好是乙烯 /1- 辛烯共聚物”。 H DPE -T PO 复合材料的最突出特 点是它们在 -40℃和 -47℃条件下表现 出延性冲击破坏。A p t e 认为“使用 PP 基 TPO 是很难做到的”。在汽车和重 卡行业，公司将防溅板、防护罩、保险 杠和轮舱等视为应用领域。他们还在制 冷设备内、紫外稳定型防护罩内看到这 些材料的实际用途以及冷藏库内的潜在 应用领域。 同时，美国英力士科技公司
介绍了
新型 Innovene 反应器级高橡胶含量聚 丙烯抗冲共聚物，据介绍它使汽车内饰 用柔性 TPO 到耐低温硬包装材料范围 的产品性能达到了新的高度。聚丙烯产 品经理 Genaro Gutierrez 介绍说：“反 应器级 TPO 的高橡胶含量替代了必须 通过混配步骤加入的价格昂贵的冲击改 性剂。”
新型 HD PE -T P O 是哪一个？答案是耐寒性更好的那个，可通过 -40℃和 -47℃条件 的冲击韧性得到展示。 硬质包装、管材和家具
英力士介绍了 Innovene G 先进气 相法茂金属 LLDPE 工艺帄台的最新进 展，其中有 HPLL （高性能线性低密度） 薄膜，一系列用于中小尺寸消费类瓶坯 的通用型吹塑新牌号等。据 G u t ie rr ez 介绍，这些材料“类似浆液法”产品， 表现出更高的出口膨胀效应和更高的冲 击强度。此外，它们的耐环境应力开裂 性能与对应的浆液法工艺产品相比几乎
英力士公司的新型 PE100RC 产品的耐环境应力开裂性能优于传统的 PE100 HDPE 管
材料，主要用于无沙化管道铺设和加衬。
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铝酸钙粉
要高出两倍，这使其可用于产品的轻量化。
通过 Innovene S 双峰 HDPE 帄台，英力士重点推出油类和润滑油等产品用的大尺寸吹塑瓶坯用新牌号 ZBM58-30HS。据说该产品达到了新的行业标准，表现出更高的出口膨胀特点，更高密度条件下的优异耐环境应力开裂性能，这也是轻量化的一种途径。
同时，上述英力士公司的I nn o v e n e 反应器级聚丙烯抗冲共聚物也有宽的熔体流动速率范围，从零点几MFR 的热成型用产品到高达100MFR 的薄壁注塑级产品。它们不是用过氧化物提高抗冲共聚物流动性的常规方法，材料拥有极低的挥发性成分和优异的感官性能。
Gutierrez 解释说这和食品包装和医用领域有很大关系，“宽的 MFR 范围也引起了一些加工企业的关注，它们希望设计出能够通过注塑或吹塑、热成型、ISBM 等不同加工技术加工的容器。”
新一代增强型PE100 管材树脂也是英力士公司的Innovene S HDPE 帄台产品。牌号为E100RC的管材料表现出优于普通 PE100 级树脂的 ESCR 性能，这使之适用于新型管道铺设技术，如无沙化铺设和加衬等，而不是使用普通的沙床，据介绍总的安装费用最高可降低50%。旭化成在会议上报告了
Thermy lene
SWP（应力发白预防预防）的商业化进展，该材料是一种专利的聚丙烯混配料，据报道它在受到压力、磨损和撕裂作用下，随着时间变化不出现应力发白现象。该材料最早出现在 2010 年，主要用于之前使用价格较高的尼龙的应用领域，例如家具和座椅以及汽车内饰件等。
新的第二代Thermylene SWP 产品进一步提高了耐压和抗冲性能。据报道冲击实验几乎不出现材料发白现象。材料具有的独特应力痕迹隐藏能力给家具等行业提供了一种能承受贯穿其使用
寿命周期磨损的材料。为了提高耐应力
发白性能，该材料
还通过聚丙烯的经济成本获得尼龙的优
异物理性能，为因结构和外观设计问题
黑苦瓜种子而认为聚丙烯不合适的应用领域提供了
机会。由于聚丙烯的密度低，家具设计
企业发现替代尼龙后制品重量可以减低
10-15%。
缠绕，相互之间不能完全地熔融，得到
性能相对较弱的产品。使用专利技术的
催化剂，信诚工业公司的研究人员分析
出超高分子量聚乙烯具有高度有序、解
缠结的分子形态（D-UHMWPE）。这
种“缚结链加强”使分子之间相互连接，
确保了合适的熔融并使产品更强。
D-UHMWPE 粉末经过设计可在
130℃熔体温度以下通过传统的压缩成
型/ 辊炼工艺连续加工得到片材，而且
不会改变结晶度。通过此工艺加工成的
薄膜和带材样品密度大于0.95g/cm3，
而且光透射率较高（>90%）。
用此方法加工出来的薄膜、片材、
带材和纤维可以通过热拉伸加工成拥有
超高拉伸强度和拉伸模量的取向产品。
潜在应用领域有防弹复合材料、超高强
度绳索、防气/ 潮/ 油渗透的产品。
研究人员还认为由于此类聚合物的
取向薄膜及注塑级超高分子量聚
乙烯
印度信诚工业公司报告的内容
是新型“差异化”超高分子量聚乙烯
（UHMWPE），与普通的超高分子
量聚乙烯粉末相比，它的结晶度高达
94%（相应的普通超高分子量聚乙烯为
60%），同时还有 88-90% 的较低体积
密度。一般的超高分子量聚乙烯分子链
英力士公司开发的新型Innovene 反应级高橡胶含量 PP 抗冲共聚物在汽车内饰用柔
性 TPO 和低温硬质食品包装等领域的应用领域达到了新的高度。
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品应用，如医学植入材料、机械配件、 防护罩和头盔。
通用型农业和运输领域产品。
Magma 公 司 可 以 生 产 1-12mm 厚 的片材。片材经过处理后可直接粘接和
数字印刷。铺地片材的售价与其相应的 乙烯基产品相当，但是据报道，在其它 应用领域使用该聚丙烯片材的费用显著 降低。
火山灰在聚丙烯铺地和标识材料 中应用
Jeffrey Cernohous 是美国 Interfacial Solutions 公司的首席技术官，也是一项 负责专业材料开发和广泛混配合加工能 力的合同研发合同，他谈讨了火山灰填 充聚丙烯复合材料的最新市场进展。这 一开发目标已经获得高耐用的材料，耐 钉性、耐刮擦性和耐热膨胀和收缩性能 更好。
这些新型聚丙烯复合材料含有
LDPE 再生料、专利技术的去湿剂和偶 联剂。使用火山灰的复合材料以及增加 火山灰的含量也说明在减重和尺寸稳定 性方面具有优异的帄衡。它们的优势是 相比于碳酸钙填充的聚丙烯，比重和热 膨胀都较小。
新型火山灰填充聚丙烯复合材料 可以通过传统的熔融加工技术生产，同 时也可以使用连续式双带式帄板硫化机 （CDB P ）加工成片材。公司在目前还 在使用碳酸钙填充 PVC 的铺地和标识 等领域到了这些新型材料的发展机 遇，同时还有机会应用于需要防潮、耐 用的片材产品的通用型农业和交
通运输 领域。
C ernohous 介绍说，通过一家名为 Magma Flooring 的剥离公司，于三月 份在新建的年产 8000 万磅 / 年的工厂 进行了这种片材的商用批量生产。最初， 许多片材卖来替代在欧洲销售的豪华级 PVC 地板 砖，在 这个领 域人们 在寻 PVC 的替代品，虽然公司也开始在和美 国的公司进行合作。
使用新型的火山灰填充聚丙烯材 料，Magma Flooring 公司现在生产出 厚度从 1mm 到 12mm 的片材，可用于 地板、标识和需要耐用性和防潮性能的
PP 共聚物增容剂
人工挖孔桩机械
陶氏化学的弹性体部门对 Intune 聚 丙烯基烯烃嵌段共聚物（OB C ）有更详 细的介绍，它可以提高聚丙烯和聚乙烯、 聚烯烃弹性体（POE ）EVOH 和尼龙等 极性材料的相容性。I n t un e 首次亮相时 在 2013 年的 K 展上。陶氏化学的研究 人员透露，新型 OBC 材料是以专利技 术的链穿梭型催化技术为基础，能产生 有结晶等规聚丙烯链端和结晶聚乙烯链 端的新型 OBC 。当这些 OBC 材料作为 混合组分用于注塑和挤出成型聚乙烯、 聚丙烯及其共聚物的多层结构，最终得 到的相容性 PE /PP 体系能够得到独特 的刚性、韧性、透明性、耐化学性能、 耐高温性能和加工性能组合。
陶氏化学的研究人员示范了新型 OBC 材料是如何展示优异的相容行为， 在聚乙烯和聚丙烯共混材料
中产生出 的分散性能，减少熔体慢速冷却出现的 相粗化程度，提高多层薄膜中不相容层 之间的界面黏附性能，或在热老化条件 下稳定的层粘附性能。
此外，少量的这些 PP 基 OBC （<10% 重量）可提高 PE 、PP 多层体系及混合 物的力学性能。多层薄膜结构具有更好 的粘合性、耐高温性能和透明性，以及 经济效益更好的蒸煮包装选择材料。注 塑成型用共混材料表现出更好的刚韧帄 衡和优异的透明性，适用于透明和韧性 要求的耐用消费品，例如储藏容器。滚 塑领域用共混材料具有更好的耐环境应 力开裂性能和良好的刚韧帄衡。
体积密度低，碳黑等助剂可以很均匀的 分散开，并且此类助剂不影响成型带材 的热拉伸性能。碳黑 /D-UHMWPE 可 用作电子电气领域的抗静电产品、高强 度导电材料以及阻燃材料。
零点在线信诚公司的研究人员还深入探 讨 了 D-UHMWPE 作 为 HDPE 的 助 剂用于增强后者缚结链浓度的应用。 D-UHMWPE 拥 有 和 HDPE 良 好 的 相 容性，能大大增强其耐环境应力开裂性 能（ESC R ）和刚韧帄衡，可以达到降 低壁厚的目的。目标应用领域有绳索和 机械部件。
最 后， 由 于 D-UHMWPE 具 有 优 异的熔融性能，正在研究注塑领域的产
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c型钢是怎么做成的
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