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im体育网页版:改性塑料产业关键词:法规、配混工艺、检测、降碳、填充

发布时间:2022-07-11 19:52:56 来源:im体育网站 作者:im体育下载

  智能家居、新能源汽车等的兴起,催生了更多的高品质改性塑料需求;加之三年来疫情的不断反复,医疗器械及耗材、医用包装等领域对改性材料性能要求不断提升,改性塑料行业创新发展的力度持续增加。此外,国家对于“双碳政策”的布局也加速了生物可降解材料的应用,为了能适配到更多行业,改性塑料产业也在积极研发新的改性技术和材料配方,由此推动了改性技术的快速发展。

  近十年来,全球医疗器械市场平均年复合增长率为5.2%,增长率超过同期GDP增幅。中国医疗器械市场表现更出色,近十年来的平均年复合增长率高达20-25%。与此同时,中国医疗器械与医药市场规模的比例只有0.2左右,远低于全球平均水平(0.7),可以说,我国医疗器械市场还有巨大的发展潜力。

  医疗器械行业政策法规、标准规范很多,对塑料材料供应商来说,必须要符合相关的规范才能进入某些市场。丁友江对此提出了一些建议:

  为满足配方要求保证产品质量,在连续的配混挤出过程中,各种原料都需要根据预设的速度,通过高精度失重秤连续、均匀地加入。目前,随着对产品品质、工况环境、自动化越来越高的需求,塑料改性厂配备失重秤的比例正在逐步提高。

  从最初的食品行业到后来的塑料、化工行业再到更多的新能源、医药等行业,海川智能从未停止对计量配料系统的钻研和新技术的创新与开发。海川失重秤品种类丰富,涵盖面广,可满足不同流量,不同物料的喂料需求。目前海川失重秤各类机型共计28种,分为单螺杆、双螺杆、振动式、拍打式、液体五大种类。根据不同的物料特性,可选择不同的机型达到最佳的计量喂料效果。根据不同的产能需求,从最小机型(最小喂料能力为0.05L/h),到最大机型(最大喂料能力20000L/h),都有合适的机型满足生产需求。

  工业CT作为新兴的无损检测方式,目前应用于不同行业的各个阶段。在研发阶段,工业CT可以看到产品内部的情况,便于我们改进工艺,优化产品,提升产品性能;在生产阶段,工业CT目前的检测效率相对以前来说已经大大得到提升,根据不同的检测需求,可以快速到几秒钟到几分钟的检测效率,而且目前瑞埃德已经有将工业CT应用于生产现场的实际案例;失效件分析阶段,针对于失效件,传统的解决方案是接触式的或者破坏式的检测手段,比如拆卸、磨损或者拆卸下来,但是这种方式效率较慢,且有时候会找不到问题原因所在,通过工业CT可以进行无损检测,找到失效原因。

  那么,工业CT在扫描塑料件的时候可以一次扫描多个塑料件吗?有没有扫描死角?贲彬彬这样说:“根据不同的检测需求以及零件大小,如果零件尺寸较小,且检测要求不高的话,那么我们可以一次性进行批量扫描,同时分析软件可以将批量扫描的零件区分成单个零件,然后进行批量分析。扫描死角也是根据零件尺寸以及检测要求的,因为工业CT的射线是成锥束发射的,因此存在视野范围,如果在视野范围之内,则不存在扫描死角的问题。”

  贲彬彬介绍,工业CT的原理是通过X射线穿透不同密度的物质,不同密度的物质对X射线的吸收率不一样,从而得到成像,因此扫描跟颜色无关,只跟密度有关,拿吸头举例,吸头密度较低且产品尺寸比较小,因此只需要选择合适的电压(较小的电压)进行扫描就可以。

  由于工业CT扫描后得到的是含有内部及外部的三维数据,因此工业CT可以应用于正向及逆向的工程开发。“如果是正向开发的话,我们可以将设计的三维模型导入到软件中与实物进行比对。如果是逆向开发的线是可以将扫描后的数据转换成stl或stp等通用的三维模型,将三维模型可以导入到常见的三维软件(例如UG,ProE,SolidWorks)中;二是可以将扫描完成后的数据转换成有限元分析软件中进行模拟分析,比如流体渗透模拟,导电导热模拟;三是可以直接用软件进行尺寸测量,得到内部及外部的尺寸数据。”贲彬彬说道。

  家电材料主要使用金属和高分子材料,而高分材料由于轻质、价廉、易加工、表面处理工艺多,在家电行业中应用广泛,使用比例呈现逐年上升趋势。塑料生命周期的每个阶段都会排放温室气体:1) 化石燃料的开采和运输,2) 塑料的精炼和生产制造,3) 塑料废弃物的管理,4) 塑料进入海洋、水体和陆地环境后产生的持续影响。

  目前,家电行业已经开始采用一些绿色低碳的塑料,如2020年伊莱克斯开发的一款由100%回收和再利用的材料制成的真空吸尘器,松下开发出的被称为“纤维素纤维(Cellulose fiber)”的树脂材料、微软的一款在产品外壳使用了20%海洋中回收的塑料的环保无线鼠标Microsoft Ocean Plastic Mouse,等等。

  那么,再生塑料、生物基塑料、生物可降解塑料之间有优劣之分吗?谷洋给出了他的看法:“从材料本身的角度来讲,没有优劣之分,它们各自都有其适用的场合。就目前的政策、法规和趋势而言,再生塑料应该会在越来越多的产品上使用,且其使用量也会不断增加;生物可降解塑料,在家电领域的应用,目前还有待性能的提升以及相关标准的完善,就目前而言,生物可降解的防尘包装袋应该是其率先应用的场景之一;生物基塑料,相对而言,没有性能方面的缺陷,阻碍其广泛应用的原因,主要还是价格,生物基PP的价格目前是传统石油基PP的2倍以上,待价格下降,其应用会得到逐渐推广。”

  无机矿物材料(如,碳酸钙、滑石粉、云母、硅灰石、粉煤灰等)已成为塑料填充、改性、增强、降本的重要材料,与不同树脂、不同制品共混改性后,发挥了特殊效能,得到了塑料行业的大量应用。以汽车制造业为例,塑料制品是汽车轻量化、节能化的重要措施,而无机材料是塑料制品绿色、低碳功能改性新材料。

  碳酸钙是塑料中使用的无机材料中用量最多、用途最广的重要一类,在每年使用的各种无机粉体材料中,碳酸钙的用量达到70%以上。它不仅能降低生产成本,还可以在应用中发挥填充、增强、降解、改性等特性,功能价值已远超应用价值,已成为塑料、橡胶、汽车、航空、风电、日化、食品、药品、医护用品等不同行业中不可或缺的功能改性新材料。

  滑石粉在塑料中也开始了大范围的推广应用,由于滑石的片状结构,耐化学稳定性及改善塑料制品的物理性能而得到广泛应用。聚丙烯/滑石粉最早由日本用于汽车塑料保险杠而替代金属保险杠,目前已广泛用于支撑框架、板、片材等方面。

  徐同考教授也介绍了硅灰石、云母、沸石等无机填料在塑料产品中的应用。综上,无机矿物材料已成为改性塑料中的重要组成部分,其无毒、无味、无污染、热稳定、可循环再利用的特性,将在塑料产业长期科学发展中发挥着重要作用。


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