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“相貌”平平無(wú)奇的白色顆粒，卻擁有高回彈性、耐化學(xué)性、隔熱性、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)，這就是EPP——高熔體強(qiáng)度的釜壓發(fā)泡聚丙烯。

前不久，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局會(huì)同公安部、工業(yè)和信息化部制定、發(fā)布的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《摩托車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)乘員頭盔》（GB811-2022，以下簡(jiǎn)稱“新國(guó)標(biāo)”）正式實(shí)施?！靶聡?guó)標(biāo)”對(duì)摩托車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)乘員頭盔的固定裝置穩(wěn)定性、吸收碰撞能量等方面都做了明確規(guī)定。應(yīng)用釜壓發(fā)泡聚丙烯不僅可以起到很好的緩沖減震作用，而且能減輕頭盔自重。除了應(yīng)用在頭盔領(lǐng)域，釜壓發(fā)泡聚丙烯還是食品包裝、冷鏈運(yùn)輸、兒童玩具等多個(gè)領(lǐng)域的“新寵”。本版推出專(zhuān)題，介紹中國(guó)石化在發(fā)展釜壓發(fā)泡聚丙烯方面的努力。

本版文圖由 潘亞男 王佳麟 翁向斌 虞光財(cái) 胡學(xué)群 趙書(shū)萱 杜洋 徐耀輝 柳翼 提供

產(chǎn)品名片

什么是釜壓發(fā)泡聚丙烯EPP專(zhuān)用料？

釜壓發(fā)泡聚丙烯EPP專(zhuān)用料（Expanded Polypropylene）是一種性能卓越的高強(qiáng)度輕量化泡沫材料，通過(guò)改變發(fā)泡溫度和壓力可以制備密度不同的EPP材料，成型過(guò)程為物理成型，以其獨(dú)特而優(yōu)越的性能成為新型環(huán)?？箟壕彌_隔熱材料。

聚丙烯是如何發(fā)泡成型的？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是用二氧化碳將聚丙烯微?！按怠背梢活w顆光滑飽滿的發(fā)泡珠粒，再將它們填入設(shè)計(jì)好的模具中，充入飽和蒸汽使珠粒表面熔化從而互相粘連成型。

EPP專(zhuān)用料制品有什么特點(diǎn)？

EPP專(zhuān)用料制品具有優(yōu)異的抗震吸能性能、形變后恢復(fù)率高，還有很好的耐熱性（最高使用溫度可達(dá)130攝氏度）、耐化學(xué)品、耐油性和隔熱性；質(zhì)量輕，可大幅減輕物品重量。EPP專(zhuān)用料還是一種環(huán)保材料，易于降解，其制品環(huán)境友好性優(yōu)于其他發(fā)泡材料。

生產(chǎn)工藝

石油開(kāi)采后運(yùn)輸?shù)綗捰蛷S，經(jīng)過(guò)加工制成聚合級(jí)丙烯、乙烯、1-丁烯等原料，接著，進(jìn)入裝置精制單元進(jìn)一步脫除雜質(zhì)，精制后的丙烯、乙烯、1-丁烯等原料送入環(huán)管反應(yīng)器中，在催化劑作用下，聚合反應(yīng)得到聚丙烯粉料。粉料經(jīng)過(guò)擠壓機(jī)熔融擠出、水下切粒、離心干燥等步驟，最終生產(chǎn)出干凈光潔的粒料產(chǎn)品，并送入成品料倉(cāng)，粒子再通過(guò)包裝設(shè)備包裝碼垛整齊，最終運(yùn)輸至客戶手中。

發(fā)泡聚丙烯生產(chǎn)簡(jiǎn)易流程

應(yīng)用領(lǐng)域

汽車(chē)領(lǐng)域

汽車(chē)領(lǐng)域大約占EPP專(zhuān)用料制品市場(chǎng)50%左右的份額。在傳統(tǒng)汽車(chē)及新能源汽車(chē)中，EPP專(zhuān)用料主要用于制造保險(xiǎn)杠、儀表盤(pán)、工具箱、遮陽(yáng)板及緩沖塊等汽車(chē)關(guān)鍵零部件，是汽車(chē)輕量化核心材料之一。

EPP汽車(chē)保險(xiǎn)杠：

由EPP專(zhuān)用料制造的保險(xiǎn)杠緩沖塊，具有彈性好、抗沖擊力強(qiáng)的特點(diǎn)。同時(shí)，泡沫材料還減輕了汽車(chē)的自重，在受到撞擊時(shí)，可以更好地吸收沖擊能，減輕對(duì)車(chē)內(nèi)人員的傷害。

EPP坐墊：

由于EPP專(zhuān)用料具有較好的能量吸收性能和抗沖擊性能，同時(shí)可以滿足汽車(chē)輕量化和空氣質(zhì)量的要求，也成為內(nèi)飾墊塊的優(yōu)選材料。

EPP遮陽(yáng)板：

EPP的最高使用溫度可達(dá)130攝氏度，在溫度較高的工況條件下，EPP泡沫比其他泡沫材料更有優(yōu)勢(shì)。因此，EPP專(zhuān)用料也常用于遮陽(yáng)板、儀表板保溫層等受陽(yáng)光直射的部件。

包裝領(lǐng)域

在我國(guó)，EPP專(zhuān)用料在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用僅次于汽車(chē)，大約占35%的市場(chǎng)份額，主要用于電子產(chǎn)品包裝、食品包裝及物流包裝，具有優(yōu)異的緩沖性能、保溫隔熱及可重復(fù)使用等優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，包裝材料和新型包裝設(shè)計(jì)的輕量化發(fā)展趨勢(shì)日益明顯。

日用品領(lǐng)域

EPP專(zhuān)用料制品保溫性能好、無(wú)發(fā)泡劑殘留異味、制品柔韌性好，可反復(fù)使用，不易破碎產(chǎn)生污染食物外表的渣屑，適用于海產(chǎn)、水果、乳制品、冰點(diǎn)等高檔食品的冷鏈運(yùn)輸快遞。因其軟硬適中，不會(huì)接觸物體表面，可用于高價(jià)值易碎物品和需要防震防靜電的精密儀器包裝，使其在顛簸的運(yùn)輸過(guò)程中免遭損傷及破壞。因其可以生產(chǎn)具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)及高維尺寸精度的制品，且不含危害人體或環(huán)境的發(fā)泡劑殘留，適用于頭盔內(nèi)襯、沖浪板、便攜小桌椅、航模船模、兒童玩具等。

工業(yè)制造領(lǐng)域

當(dāng)前，越來(lái)越多的工業(yè)制造領(lǐng)域開(kāi)始使用EPP專(zhuān)用料制品進(jìn)行輕量化替代。如新風(fēng)系統(tǒng)的EPP成型電機(jī)外殼，與傳統(tǒng)的鈑金外殼相比具有很好的隔音效果；具有非常好的保溫效果，可有效防止機(jī)器內(nèi)部出現(xiàn)冷凝水或結(jié)冰情況，且不需要額外增加保溫材料，可縮小機(jī)器體積；具有較強(qiáng)的抗震效果，在運(yùn)輸過(guò)程中能夠有效避免電機(jī)和其他內(nèi)部組件的損壞；由于EPP是模內(nèi)成型，電機(jī)風(fēng)道可設(shè)計(jì)成尺寸精密的流線型，減小空氣流通的阻力。

研發(fā)攻關(guān)

北化院：綜合創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)EPP專(zhuān)用料工業(yè)開(kāi)發(fā)

為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，國(guó)內(nèi)諸多發(fā)泡企業(yè)想方設(shè)法降低釜壓發(fā)泡聚丙烯制品成型時(shí)的蒸汽壓，但通過(guò)優(yōu)化調(diào)整工藝參數(shù)和設(shè)備條件，依然很難得到合格的釜壓發(fā)泡成型材料，即便勉強(qiáng)成型，也無(wú)法滿足客戶對(duì)制件力學(xué)性能的要求。

為解決這一問(wèn)題，滿足汽車(chē)輕量化產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)釜壓發(fā)泡聚丙烯專(zhuān)用料高剛性、低熔點(diǎn)的需求，北化院多部門(mén)集智攻關(guān)開(kāi)展釜壓、模壓發(fā)泡聚丙烯專(zhuān)用料的開(kāi)發(fā)，并牽頭承擔(dān)中國(guó)石化汽車(chē)輕量化重大項(xiàng)目，依托中國(guó)石化聚烯烴研究開(kāi)發(fā)的深厚積累和豐富資源，通過(guò)對(duì)聚丙烯樹(shù)脂共聚單體種類(lèi)、含量等微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)整，改善樹(shù)脂的宏觀性能。

攻關(guān)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，北化院科研團(tuán)隊(duì)完成了 EPP 專(zhuān)用料分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，并在鎮(zhèn)海煉化等企業(yè)的協(xié)助下，在工業(yè)化裝置上，通過(guò)選擇催化劑體系、優(yōu)化聚合工藝、篩選助劑配方及綜合創(chuàng)新工程技術(shù)，完成 EPP 專(zhuān)用料的工業(yè)開(kāi)發(fā)，解決了一系列生產(chǎn)難點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)了多牌號(hào)“高剛、低溫”EPP專(zhuān)用料的工業(yè)化生產(chǎn)。

在此基礎(chǔ)上，北化院科研團(tuán)隊(duì)還就 EPP 專(zhuān)用料的釜式制備工藝展開(kāi)研究，開(kāi)發(fā)出適用于系列牌號(hào)的成套釜式發(fā)泡技術(shù)，推進(jìn)進(jìn)口專(zhuān)用料的國(guó)產(chǎn)化替代。短短兩三年，中國(guó)石化EPP專(zhuān)用料年產(chǎn)銷(xiāo)量從零增至占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)半壁江山。

目前，中國(guó)石化EPP專(zhuān)用料已在國(guó)內(nèi)外多家EPP珠粒生產(chǎn)廠家應(yīng)用。使用其制備得到的EPP珠粒成型蒸汽壓力低，可降低汽車(chē)零件廠的設(shè)備折舊和能源消耗成本；制備過(guò)程中不易粘連，還具有力學(xué)性能優(yōu)異、珠粒成型制品尺寸穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。該專(zhuān)用料已通過(guò)諸多合資品牌和自主品牌主機(jī)廠的原料認(rèn)證，在眾多車(chē)型的車(chē)內(nèi)外飾部件生產(chǎn)中應(yīng)用。

鎮(zhèn)海煉化：產(chǎn)品供應(yīng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈

模壓發(fā)泡聚丙烯是發(fā)泡聚丙烯家族中的重要成員。鎮(zhèn)海煉化與北化院、中國(guó)石化寧波新材料研究院科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的E02ES，是國(guó)內(nèi)唯一可用于模壓發(fā)泡的聚丙烯產(chǎn)品，可用于新型動(dòng)力電池緩沖絕緣材料、輕質(zhì)高強(qiáng)汽車(chē)備胎蓋板材料等新能源汽車(chē)領(lǐng)域，性能全球領(lǐng)先。

作為新能源汽車(chē)的“心臟”，動(dòng)力電池為車(chē)輛提供了前行動(dòng)能，由發(fā)泡聚丙烯E02ES制成的底護(hù)板泡棉可吸能、抗沖擊，能夠更好地保護(hù)新能源汽車(chē)的刀片式電池?？蒲袌F(tuán)隊(duì)運(yùn)用先進(jìn)聚合控制技術(shù)生產(chǎn)寬分子量分布產(chǎn)品，增強(qiáng)產(chǎn)品熔體強(qiáng)度，并進(jìn)一步降低結(jié)晶能力和結(jié)晶度，有力支撐批量化生產(chǎn)。截至目前，鎮(zhèn)海煉化已生產(chǎn)聚丙烯E02ES逾萬(wàn)噸，供應(yīng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈。

生產(chǎn)銷(xiāo)售

上海石化：產(chǎn)品滿足高端B級(jí)車(chē)應(yīng)用需求

EPP專(zhuān)用料是一種環(huán)?？箾_新材料。長(zhǎng)期以來(lái)，該產(chǎn)品市場(chǎng)被國(guó)外企業(yè)占據(jù)，國(guó)內(nèi)企業(yè)只能跟在后面“跑龍?zhí)住薄?/p>

2013年，上海石化開(kāi)始進(jìn)行EPP專(zhuān)用料開(kāi)發(fā)。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)這款產(chǎn)品全部依賴進(jìn)口，下游制品售價(jià)很高，產(chǎn)品附加值高。上海石化與北化院合作，從催化劑出發(fā)，通過(guò)對(duì)不同單體組成分布、相對(duì)分子質(zhì)量及分布、熔融結(jié)晶性能進(jìn)行分析，最終確定產(chǎn)品分子結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、釜壓發(fā)泡能力及發(fā)泡體宏觀力學(xué)性能間的構(gòu)效關(guān)系，于2016年成功開(kāi)發(fā)第一款EPP專(zhuān)用料制品，得到用戶認(rèn)可。

通過(guò)連續(xù)攻關(guān)，上海石化首次實(shí)現(xiàn)EPP專(zhuān)用料系列制品的工業(yè)化生產(chǎn)，打破了國(guó)外壟斷，逐步替代進(jìn)口。疫情防控期間，進(jìn)口原料不確定性增加，EPP專(zhuān)用料產(chǎn)品性能已能媲美進(jìn)口產(chǎn)品的上海石化抓住市場(chǎng)機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)EPP專(zhuān)用料銷(xiāo)量大幅增長(zhǎng)。

2020年下半年，上海石化在第三代EPP專(zhuān)用料的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出第四代高剛EPP專(zhuān)用料。試用這批產(chǎn)品的客戶反映，第四代EPP專(zhuān)用料的某項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)較上一代產(chǎn)品有明顯提升，能夠滿足汽車(chē)市場(chǎng)較為高端的B級(jí)車(chē)應(yīng)用需求。

如今，上海石化已相繼開(kāi)發(fā)出可以應(yīng)用于不同領(lǐng)域的產(chǎn)品E680E、E800B和E800E，實(shí)現(xiàn)EPP專(zhuān)用料產(chǎn)品的系列化，產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占比逾50%，成為國(guó)內(nèi)聚丙烯發(fā)泡料的“銷(xiāo)冠王”。原料國(guó)產(chǎn)化使EPP專(zhuān)用料制品的售價(jià)大幅降低，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。

燕山石化：高性能原料加高水平工藝

EPP專(zhuān)用料必須擁有熔體強(qiáng)度較高的特性，即在熔融狀態(tài)下具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，才能在氣體注入過(guò)程中確保發(fā)泡成功。否則，超過(guò)熔點(diǎn)后熔體強(qiáng)度下降，所發(fā)泡孔難以承受膨脹時(shí)的拉伸力，易導(dǎo)致泡孔塌陷，影響發(fā)泡質(zhì)量。

燕山石化EPP專(zhuān)用料的生產(chǎn)過(guò)程可謂高性能原料和高水平工藝的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手。該公司強(qiáng)化源頭把關(guān)，采用自身熔體強(qiáng)度較高的三元共聚聚丙烯產(chǎn)品為原料。2010年，燕山石化自主研發(fā)出三元共聚聚丙烯成套工業(yè)技術(shù)，一舉填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，成為世界首家在非三元工藝裝置上生產(chǎn)出三元共聚聚丙烯的企業(yè)。三元共聚聚丙烯是由丙烯、乙烯、丁烯聚合而成，與普通單一結(jié)構(gòu)的聚丙烯相比，復(fù)雜的分子鏈結(jié)構(gòu)使其本身具有較高的熔體強(qiáng)度。

同時(shí)，燕山石化強(qiáng)化過(guò)程管控，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)不斷探索最佳反應(yīng)條件，持續(xù)優(yōu)化聚合單元、造粒單元生產(chǎn)工藝，確保裝置生產(chǎn)出品質(zhì)更加優(yōu)異的三元共聚聚丙烯，使之擁有更高的熔體強(qiáng)度，以及更優(yōu)的剛韌平衡性和加工性能，從而更好地滿足發(fā)泡工藝需求，達(dá)到發(fā)泡率高、泡孔尺寸均一的生產(chǎn)要求。

截至目前，燕山石化已與下游企業(yè)建立起良好的合作關(guān)系，實(shí)現(xiàn)EPP專(zhuān)用料的批量銷(xiāo)售。

新聞會(huì)客廳

一條龍服務(wù)為用戶提供最合適產(chǎn)品

嘉賓：上海石化合成樹(shù)脂部總工程師、合成材料研究所所長(zhǎng) 周浩

問(wèn)：EPP專(zhuān)用料的研發(fā)生產(chǎn)如何更好地滿足客戶需求？

答：上海石化進(jìn)行發(fā)泡用聚丙烯專(zhuān)用料的研發(fā)近10年，發(fā)展成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)聚丙烯發(fā)泡料的“銷(xiāo)冠王”，得益于多年的技術(shù)積累及“MPRC產(chǎn)銷(xiāo)研用”一體化優(yōu)勢(shì)。

以客戶需求為導(dǎo)向，上海石化產(chǎn)銷(xiāo)研用團(tuán)隊(duì)為客戶提供銷(xiāo)售、研發(fā)、生產(chǎn)一條龍服務(wù)，并及時(shí)根據(jù)客戶、市場(chǎng)需求提供“一企一策”個(gè)性化定制服務(wù)。這是生產(chǎn)型企業(yè)在科研開(kāi)發(fā)上拓展出來(lái)的新思路，是對(duì)產(chǎn)品研發(fā)體制的積極探索，我們也取得了不錯(cuò)的成果，積累了一些相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

問(wèn)：在生產(chǎn)過(guò)程中遇到的最大困難是什么？

答：目前，EPP專(zhuān)用料的生產(chǎn)瓶頸主要是共聚單體加入量及在分子結(jié)構(gòu)中的分布。由于發(fā)泡料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求非?？量?，因此對(duì)工藝控制要求同樣嚴(yán)苛。在生產(chǎn)過(guò)程中，溫度、壓力、流量、密度等參數(shù)必須嚴(yán)格控制，一旦出現(xiàn)工藝波動(dòng)，超過(guò)控制范圍，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)泡僵硬、發(fā)泡過(guò)度等狀況。我們?cè)诰郾┭b置生產(chǎn)過(guò)程中采用了先進(jìn)過(guò)程控制，保證生產(chǎn)全過(guò)程可控，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

問(wèn)：EPP專(zhuān)用料未來(lái)市場(chǎng)前景如何？

答：目前上海石化的EPP專(zhuān)用料在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率近50%。與常用發(fā)泡材料相比，發(fā)泡聚丙烯具有諸多優(yōu)點(diǎn)，可替代現(xiàn)有的聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等發(fā)泡材料，能廣泛用于包裝、汽車(chē)、建筑等行業(yè)，是未來(lái)發(fā)展的方向和趨勢(shì)。

國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行發(fā)泡聚丙烯的相關(guān)研發(fā)，開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，這會(huì)對(duì)市場(chǎng)造成沖擊，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。

未來(lái)，我們將進(jìn)一步細(xì)分市場(chǎng)，針對(duì)客戶不同的應(yīng)用方向，通過(guò)技術(shù)研發(fā)和工藝調(diào)整，細(xì)分EPP專(zhuān)用料品種，為用戶提供最合適的產(chǎn)品，以“一個(gè)用途一個(gè)服務(wù)”滿足客戶開(kāi)拓市場(chǎng)的個(gè)性化需求，進(jìn)而吸引更多客戶，不斷提高產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)占有率。