隨著時代的高速進步,人類的生活日新月異。在各種新事物不斷涌現的今天,我們最離不開的東西是什么呢?手機?外賣?快遞?實際上,我們最離不開的,還有另外一種東西,那就是塑料。
從建筑起居到飲食娛樂,從辦公出行到醫療制藥,從海洋工程到航天航空……塑料,已經滲透到了人類生活的每一個領域之中,并為我們帶來了極大的便利。
這些小小的顆粒,正是塑料家族中的明星產品——聚丙烯,它憑借易成型且廉價的特點,成為不可替代的新材料之一。然而,每當提起塑料,人們總會將它與污染聯系在一起。特別是在雙碳目標下,作為世界上產量最大、應用最廣的塑料之一,聚丙烯的環保性能與材料性能也成了人們關注的話題。
環保性與材料性的雙重優勢
中國科學院大連化學物理研究所能源材料研究部部長、高性能高分子材料研究中心主任、科技部重點研發計劃材料領域專家周光遠對于聚丙烯有著這樣的認知:“我個人認為聚丙烯并不是個有污染的材料。我們追求能夠多次回收重復利用的材料。而聚丙烯具備這樣的條件,它可以不斷循環利用,這才是對低碳最大的貢獻。”
正因其無可比擬的優勢和廣泛的應用,聚丙烯一度受到了新材料行業和下游市場的熱烈追捧,使得聚丙烯工業常常被視為衡量一個國家產業發展的重要標志。中國作為聚丙烯最大的生產和消費國,卻一直面臨著低端結構性過剩與高端供應不足的雙重矛盾。
對此,周光遠認為:“國內聚丙烯有一個典型的結構性矛盾,低端的聚丙烯量太大,高端的卻需依靠進口。從根上講,我們應該開發高端的聚丙烯,從催化劑入手去做新型的聚丙烯,同步要開發改性的聚丙烯。力求做到用低端的材料通過改性的方式在高端的場景下得到應用。”
如何打破這種現狀,并讓我國的高端聚丙烯產品不再受國外技術制約,成為我國科研工作者和相關企業面臨的巨大難題。在華東理工大學化學工程聯合國家重點實驗室內,一場關于聚丙烯發泡材料的實驗正在緊張進行之中。
獨特的優勢讓應用更廣泛
華東理工大學發展規劃處處長、中國塑協專家委員會副主任、SAMPE中國大陸總會聚合物發泡與多孔材料專委會副主委趙玲從專業的角度這樣說:“其實聚合物的發泡材料總體上來說,它就是在聚合物的基體里面引入了大量的氣泡,這樣的話它可以實現聚合物的輕量化。對于聚丙烯發泡材料來說,近年來,在新能源汽車、5G天線罩等領域得到了廣泛應用。”
京博聚烯烴公司的生產車間,機器中不斷生產的白色顆粒正是其主力產品之一聚丙烯發泡專用料,它雖然看著不起眼,卻對技術要求極高,所以國內掌握這項技術的機構少之又少,并且大多數都不具備對外銷售的條件。
山東京博聚烯烴新材料有限公司聚烯烴研究所所長袁文博對于聚丙烯產品展開了介紹,她說道:“聚丙烯發泡專用料適用于超臨界二氧化碳的物理發泡的綠色發泡工藝。其產品具有質量較輕、緩沖、隔熱,并且具有高性價比的特點。我們先后完成了在實驗室階段、模試階段、間歇中試以及連續法中試的產品開發以及工藝驗證。并于今年的6月份,在聚丙烯的大裝置上實現了工業化的試產。”
通過采用獨特的二氧化碳發泡技術,京博聚烯烴所生產的聚丙烯發泡專用料無毒、無害、易于回收降解,且具有比重輕、彈性好、抗震抗壓、變形恢復率高、耐熱性好等諸多優點,被廣泛應用于汽車、建筑、包裝、冷藏等領域之中。
無錫會通輕質材料股份有限公司副總經理曾佳介紹道:“在細分的功能領域中,我們有不同等級的阻燃,比如汽車的阻燃、高鐵座椅的高阻燃、飛機座椅的特種阻燃。目前,我們也做了一些特殊應用,在包括新能源汽車包裝、海外可循環材料、回用材料等的使用上有很大的應用場景。”
由于環保和節能的需要,汽車輕量化、資源化、再利用成為汽車工業發展的必然趨勢,聚丙烯發泡材料作為制造汽車零部件的主流材料,在新能源汽車方面得到了大量應用。以比亞迪、小鵬、理想等國產車為代表,其無論是座椅、儀表盤、防撞緩沖塊,還是發動機配件、保險杠、車內飾件,都遍布聚丙烯發泡材料的身影。
聚丙烯發泡材料,具有可循環、可回收的優勢,能夠助力國家雙碳戰略。伴隨新能源汽車的蓬勃發展,發泡聚丙烯因其具有氣味較低、低VOC以及高耐溫性的優勢,能夠應用到汽車內飾領域,并在建筑的保溫隔聲等新興領域都存在廣闊的發展空間。
技術突破提升產品性能,科研創新加速高端國產化進程
如果說聚丙烯發泡專用料的成功開發對京博聚烯烴公司而言,只是打破國外高端聚丙烯產品長期依賴進口的第一步,那么,原位成核技術的突破,不僅讓京博聚烯烴向國際先進水平更近了一步,更使得這項核心關鍵技術覆蓋到薄壁注塑、高結晶PP、中高熔共聚PP、透明PP等需要增剛、增透的聚丙烯全系列產品上成為可能,在降低生產成本的同時,也大幅提升了產品的性能。
原位成核聚丙烯技術是將成核的性能,前置賦予到聚合反應階段。通過成核劑有效的分散能夠提升其分布的均勻性,在很大程度上,解決了產品易翹曲、易變形關鍵問題。
N.P聚合物公司副總裁Lars H.Evensen對聚乙烯和聚丙烯適應循環經濟的發展趨勢表示了極大的認可。
如今,高端化發展成為石化工業提升產品競爭力的必由之路,也成為聚烯烴相關企業耕耘的長期課題,不過可以預見的是:在未來,隨著化工產業的轉型升級,高端聚丙烯國產化進程將會加速推進,屆時其依賴進口的局面也將徹底被打破。
閃電新聞記者 周迎春 報道