聚丙烯发泡塑料性能突显研究开发大有可为

肖 军

泡沫塑料中，聚丙烯PP发泡材料有很多优点：聚丙烯刚性优于聚乙烯PE，PP弯曲模量大约为1.52GPa，PE仅为207MPa，耐化学性与PE相似；聚丙烯的玻璃化温度低于室温，抗冲击性能优于PS，而且相比PS泡沫的难回收性，聚丙烯泡沫是一种环境友好的材料；聚丙烯有较高的热变形温度，可以在一些高温领域中应用。聚丙烯是一种结晶聚合物，其发泡只能在结晶熔点附近进行，超过熔点熔体粘度迅速下降。通用聚丙烯树脂的熔体强度很低，发泡成型非常困难。但和其他聚烯烃材料相比，聚丙烯具有较高的刚性、优良的力学性能、良好的热和化学稳定性。因此，聚丙烯无疑是制备发泡制品的首选材料，但聚丙烯发泡技术的起步则相对较晚，加速对聚丙烯发泡技术，尤其是聚丙烯环境友善发泡技术的研究、开发和推广应用，已成为各国关注的焦点，新技术不断推出，部分已商业化。

一、研究开发聚丙烯发泡材料成为创新热点

泡沫塑料种类很多，我们日常生活中经常接触的有：聚丙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、环氧树脂泡沫塑料等等。其中应用最为广泛的要属聚苯乙烯泡沫塑料和酚醛泡沫塑料。泡沫塑料也叫多孔塑料。以树脂为主要原料制成的内部具有无数微孔的塑料。质轻、绝热、吸音、防震、耐腐蚀。广泛用做绝热、隔音、包装材料及制车船壳体等。泡沫塑料的分类方法较多，常见的有三种。按硬度分类分为软质泡沫塑料、硬质泡沫塑料和半硬质泡沫塑料三类。软质泡沫塑料弹性模量小于70MPa；硬质泡沫塑料弹性模量大于700MPa；半硬质泡沫塑料弹性模量70～700MPa。按密度分类分为低发泡、中发泡和高发泡泡沫塑料三类。低发泡泡沫塑料密度大于400kg/m3；中发泡泡沫塑料密度100～400kg/m3；高发泡泡沫塑料密度小于100kg/m3。按泡孔结构分类微孔间互相连通的称为开孔型泡沫塑料，互相封闭的称为闭孔型泡沫塑料。

聚苯乙烯泡沫塑料曾经是应用最为广泛泡沫塑料品种。但由于聚苯乙烯制品废弃物体积大、不腐烂、难回收，对周围环境造成“白色污染”，所以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，联合国环保组织也决定在全世界范围内停止生产和使用发泡PS。聚氨脂泡沫片材在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸脂残留物，而且发泡材料无法回收。聚乙烯泡沫塑料具有优异的抗化学腐蚀性、吸震性、燃烧无毒性和易于回收性，人们对聚乙烯泡沫塑料的性能及其发泡性能、发泡过程进行了大量的研究，但是聚乙烯泡沫塑料存在力学性能比较低，耐热性不高，不易于降解的缺点，限制了其广泛应用。聚丙烯泡沫塑料就是人们近年来寻找到的一种新型的泡沫塑料，与其它泡沫塑料相比，聚丙烯泡沫塑料不但具有优异的力学性能和热性能，而且具有可回收、可降解等优异的环保性能，引起了各国研究者、生产商和消费者的极大兴趣，各国投入了大量的人力、物力进行研究开发，目前几乎所有的世界著名的聚合物生产商都在进行研究开发。

与其他发泡材料制品相比，聚丙烯发泡材料是一种性能卓越的高结晶型聚合物/气体复合材料，以其独特而优越的性能成为目前增长最快的新型的环保、抗压、缓冲、隔热材料。聚丙烯发泡制品具有良好的热稳定性，其热变形温度远高于聚乙烯发泡材料，其最高使用温度可达130℃，并且高温下制品的尺寸稳定性好。同时由于聚丙烯的玻璃化温度低于室温，这使其具有比PS更高的抗冲击性能，所以聚丙烯发泡材料具有十分优异的抗震吸能性能以及高的形变后回复率。聚丙烯泡沫塑料还具有很好的耐热性、耐化学品、耐油性和隔热性，具有较高的拉伸强度和抗冲击强度以及较高的韧性、适宜和柔顺的表面、优异的微波适应性、良好的环境效应和易于回收等优点。这些优越性使PP发泡材料广泛应用在包装、汽车缓冲和隔热材料等各个领域。发泡PP是一种环保材料，其主要成分为热塑性树脂聚丙烯，不仅可回收再利用，而且由于聚丙烯分子链上具有活泼的甲基氢原子，在光照作用下容易产生分子链降解反应，这使材料具备自然光降解的特性，如果对其进行生物改性还可以使其具备生物降解特性，从而制得光/生物双降解材料，这样在作一次性包装材料使用时就不会造成白色污染，大大减轻对环境的压力。所以发泡聚丙烯也是制备环保型发泡包装制品的首选材料。聚丙烯发泡材料可以借助于现有的挤出设备及二次成型设备进行生产，固定资产的投资远远低于PS和聚氨酷泡沫塑料，其生产工艺也比较简单，可以采用挤出发泡成型片材，再进行热成型，发泡PP片材总的加工成本低于现有的其他发泡材料。因此聚丙烯发泡材料的研制成功具有重大的实际意义，它必将带来发泡材料生产与应用领域的革命，从根本上改变国内外泡沫塑料市场格局，所以聚丙烯发泡材料的生产已经成为新的创新热点，我国也将其列为十二五塑料发展的重点。

二、聚丙烯发泡材料的性能特点及应用领域

聚丙烯泡沫塑料是以聚丙烯树脂为主体，加入发泡剂及其它添加剂制成。它机械强度较好，有优良的抗拉强度、柔韧性和弹性摩擦系数大，耐磨性能好，有助于制止与其相接触的光滑表面的滑动密度小，绝热性优良；无毒、无味等，但它对光的稳定性差。

工业上用的聚丙烯塑料发泡材料（EPP），由固体和气体两个相组成，呈黑色、粉红色或白色的颗粒状，直径大小一般在2～7mm之间。EPP颗粒的外壁是闭合的，内部充满了气体。通常，其固相成分只占总重量的2%～10%，其余部分均为气体。该发泡材料具有如下特性：比重轻，其密度一般为17～100kg/m3。客户可根据不同模制品的需求，选用不同密度大小的预发泡原料；耐温能力强，通常可承受-40℃～110℃的温度，在短时间内可承受的温度范围甚至更大；缓冲性能好，即使在垫层不厚的情况下也能起到很好的缓冲作用；可以100%的回收利用。与其他泡沫材料相比，EPP是一种纯粹的碳氢化合物，不含增塑剂或发泡剂等其它任何不利于再循环的化学物质，因此加热后即可消解，燃烧后留下的只是水和二氧化碳。即使是在100℃下进行雾测试，也能满足环保法规的要求。此外，当EPP与其他聚丙烯如PP薄膜、注塑骨架、TPO面料等结合在一起时，还可实现所谓的“材料一体化系统”，即该系统在被回收利用时不需要进行分解。

聚丙烯（PP）刚性优于聚乙烯（PE），PP弯曲模量大约为1.52GPa，PE仅为207MPa，耐化学性与PE相似。其压缩强度略低于硬质PUR和发泡PS，但比软质PUR和PE高。聚丙烯的玻璃化温度低于室温，抗冲击性能优于PS，而且相比PS泡沫的难回收性，聚丙烯泡沫是一种环境友好的材料。聚丙烯有较高的热变形温度，可以在一些高温领域中应用。发泡聚丙烯通常能耐130℃的高温，比聚乙烯泡沫的最高使用温度80℃高得多。封闭式泡孔结构使其热导率不会因潮湿而受影响，因此可用作保温材料，制品即使在-30℃时也表现出很好的性能；由于PP发泡制品具有很好的吸收能量特性，具有优异的抗压吸能性能，广泛应用于汽车保险杠能量处理系统及其他防冲撞吸能部件；PP发泡制品受多次连续撞击和挠曲变形后会很快恢复原始形状，而不产生永久形变；PP发泡制品的密度能够达到很低水平，因此能大幅度降低重量，同时PP发泡制品柔韧性好，可反复使用，不易破碎；易回收再利用，易分解，制品不含对人体有毒有害的成分，燃烧不产生有毒物质；PP发泡制品是半硬质成形，具有适度的硬度、柔软性，不会擦伤、碰伤与其接触的物体，具有较好的表面保护性。

发泡聚丙烯通常能耐130℃的高温，比聚乙烯泡沫的最高使用温度80℃高得多。封闭式泡孔结构使其热导率不会因潮湿而受影响，因此可用作保温材料；良好的低温特性：制品即使在-30℃时也表现出很好的性能；能量吸收：由于PP发泡制品具有很好的吸收能量特性，具有优异的抗压吸能性能。广泛应用于汽车保险杠能量处理系统及其他防冲撞吸能部件；尺寸形状恢复稳定性：PP发泡制品受多次连续撞击和挠曲变形后会很快恢复原始形状，而不产生永久形变；质量轻且能够反复使用；PP发泡制品的密度能够达到很低水平，因此能大幅度降低重量，同时PP发泡制品柔韧性好，可反复使用，不易破碎；易回收再利用，易分解，制品不含对人体有毒有害的成分，燃烧不产生有毒物质；具有良好的表面保护性和隔音性能：PP发泡制品是半硬质成形，具有适度的硬度、柔软性，不会擦伤、碰伤与其接触的物体，具有较好的表面保护性。聚丙烯树脂具有质轻、原料来源丰富、性能价格比优越以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易于回收等特点，是世界上产量增长量最快的通用热塑性树脂，目前，我国PP树脂已成为产量最大的树脂品种。然而应用主要是编织产品和农用薄膜，PP树脂行业面临消费结构单一，需求不旺且产品档次低的问题。各树脂生产企业都在积极调整生产思路，开发生产适销对路、高质量、高附加值的专用料，以使PP具有更大的应用价值和经济效益。近年来聚丙烯泡沫的研究开发也成为热点，尽管聚丙烯发泡产品具有良好的性能和应用前景，但聚丙烯泡沫的开发难度很大，目前国内尚未有其相关的、可工业化的核心技术。目前一些发达国家正在大力发展并作为替代发泡聚苯乙烯的绿色包装材料。

发泡塑料模板（PP发泡板）耐摩擦，易清洗，阻燃性好，使用寿命长，能承受巨大的负荷。而且这种模板周转次数多，可反复利用，与木模板、竹胶板相比，可降低工程造价。此外，这种模板还可以根据工程需要灵活调整规格，减少接缝数量，大大提高支模效率。现今，该生产技术已成功的应用在市场；并给企业带来了很好的经济效益和社会效益。该技术在国内处于技术领先地位，完全可以与发达国家制造的塑料模板相媲美。现在各地有生产基地。这些生产基地的建立，对再生聚烯烃塑料带来了广阔的市场，特别是为PP再生塑料的低发泡改性带来了可喜的市场前景。

复合发泡塑料模板为塑料合金类，属高科技产品，技术已达到国际领先水平。塑料模板的整体性好，表面硬度高，耐磨擦，易清洗，施工温度适应范围大，耐热耐寒，抗老化，能承受各种施工负荷、重量轻、使用寿命长、施工轻便，省工40%以上，有效降低人工成本，省时40%以上，大幅提高施工效率，广泛适用于高层建筑及桥梁施工；周转率高，可周转使用50次以上。可进行回收再加工，充分利用废旧原料。

无烟绿色环保，无任何有毒有害气体排放；幅面大，最大宽度为2000mm，长度不限；宽度，长度都可以根据工程需要任意调节，减少接缝数量，可大大提高支模工作效率。

有足够的机械强度，不翘曲、不开裂、不变形；耐水性能好，在水中长期浸泡不分层，不起泡，板材尺寸稳定；韧性好，可做变曲面的模板；脱模容易，除去下方支撑，基本自动脱落。

塑料模板属高分子材料，表面光洁度高，做清水混凝土，浇注物件表面光滑美观，混凝土浇注后能够达到清水墙要求，减去墙壁二次抹灰工艺，可直接贴面装饰，减缩工期30%。产品耐酸、耐碱，防腐性能好，非常适合在沿海地区、地下工程、矿井、海堤坝等工程中应用。使用和存放均不需要做任何防腐处理，不污染混凝土表面。施工性能好，可锯，可钻，纵、横向可以任意连接组合，钉、锯、钻孔等性能优于竹木胶合板、小钢模；可以根据施工需要加工成各种形状的钢框模板；安装拆卸施工方便、快捷、安全，支撑操作方便，有利于组织施工，可有效提高施工进度。

随着时代科技的进步，聚丙烯塑料发泡材料因其环保性，耐用性等优良性能，在现代许多行业有着广泛的应用，聚丙烯塑料发泡材料（EPP产品）的应用领域有：包装行业（如：计算机、高级医疗器具、精密仪器、声像材料、照相机、液晶玻璃、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）；汽车行业如：汽车保险杠、汽车侧面防震芯、汽车车门防震芯、高级安全汽车座椅、工具箱、后备箱、扶手、底垫板、遮阳板、仪表盘等。据统计数据反映：目前每辆汽车平均用塑料100～130kg，其中应用EPP塑料约4～6kg；电子行业结构件（如：冰箱空调内衬、太阳能热水器上下尾托、通信设备内衬板等等）；物流运输行业（如：EPP保护隔材、EPP栈板、EPP托盘、EPP周转箱等）；玩具模型及体育用品（如玩具模型：飞机模型，船只模型；体育用品：运动头盔，冲浪板，浮桶，运动垫；建筑行业可作为保温、隔音效果好的建筑材料。由于EPP材料的低热传导性、低水蒸气透过性、高能量吸收性及压缩性，使其适于填充不平坦表面的空隙，如作为屋顶、墙壁、混凝土板、公路的伸缩缝中的填料、密封剂保持物、密封条等。EPP发泡板通过减小热和湿气的损失可以促进混凝土的凝固。利用其低热传导性，EPP泡沫塑料可用于普通建筑的屋面衬垫材料，通过EPP泡沫衬垫可以减小多层建筑的声音传播。

三、聚丙烯材料的发泡制备技术

根据泡沫塑料发泡成型中发泡动力的来源，一般可分为机械发泡、物理发泡、化学发泡三种类型。机械发泡是借助于机械的强力搅拌，使气体均匀地混入树脂中形成气泡。

物理发泡则是借助于发泡剂在树脂中物理状态的改变，形成大量气泡。化学发泡是依靠发泡剂发生化学变化时产生气体使树脂发泡。PP发泡大多采用化学发泡，使用的发泡剂有偶氮二甲酰胺、偶氮二甲酸二异丙酯等；亦可使用氮气作物理发泡剂进行物理发泡。

泡沫塑料的发泡过程一般可以分为二个阶段：首先是在塑料熔体或液体中形成大量均匀、细密的气泡核，然后再膨胀成为所要求的泡体结构，最后固化定型将泡体结构固定下来，得到泡沫塑料。化学发泡聚丙烯泡沫可以按类似聚乙烯的发泡工艺，采用普通的挤出法制造，而物理发泡法一般需要设置专用的发泡剂计量、加压和注入系统，发泡剂通常是在聚丙烯完全熔融的挤出机相应位置处直接加入。随着对环境保护、消费后塑料回收和制品性能价格比等要求的提高，以CO2、N2、丁烷和戊烷等物理发泡剂为主的物理发泡法得到了广泛的重视。以往的CO2物理发泡法所需施加的气体压力在7MPa以下，所得发泡制品大多数为开孔或者是大直径泡孔结构。为了得到更高泡孔密度的闭孔结构发泡制品，通常将发泡剂在超临界状态下注入聚合物基体。实质上，聚合物在成型加工的过程中，要承受高温高压的作用。这个高温高压的加工区与这些发泡剂的超临界相态区常常也是一致的。

流体在其临界温度和临界压力以上所处的状态，称为超临界状态。处于超临界状态的流体也称为超临界流体。超临界流体具有相对较大的、与液体相近的密度，因而有很高的溶解度，同时又具有与气体相近的粘度，流动性比液体好得多，传质系数也比液体大得多。采用超临界流体制备微孔结构聚合物材料的基本方法，是将超临界流体高度饱和的聚合物熔体/气体混和体系，在其冷却过程中诱导极大的热力学不稳定性，通过控制或改变共混体系的压力和温度等工艺参数，从而在聚合物基体中形成大量的以超临界介质为泡核的微孔结构材料。其主要步骤为：形成聚合物/气体饱和体系。在一定温度下，采用适当方法，使高压非反应性气体（CO2或N2）溶解在聚合物中，形成浓度均匀的聚合物/气体饱和体系。体系的气体浓度一般可达到5%～20%（质量分数，下同）。气体在聚合物中的溶解过程为扩散控制，速度慢、耗时长，可采用提高温度和压力的方法加快扩散速度；气核引发通过降低压力和/或升高温度，使聚合物/气体饱和体系进入热力学不稳定状态，成为过饱和体系，此时体系内的气体需要达到低自由能状态，因而通过均相成核和异相成核，几乎同时形成大量气核；气泡增长，体系内的过饱和气体，扩散入气核，使气泡增长，体系的自由能持续降低。气泡增长由允许增长时间、体系温度、过饱和状态、体系应力状态和粘弹性控制；微孔结构定型通过淬火等方法使得到的泡体结构固定。上述各个步骤中，得到均匀的高浓度聚合物/气体体系、气核引发以及气体溢出控制是工艺的关键所在。这个过程牵涉到复杂的物理化学过程。采用该工艺制备的聚丙烯发泡材料的泡孔很细小，一般为5～30mm。与传统技术生产的泡沫片材相比，这种微孔泡沫的拉伸强度和压缩强度比同样密度的发泡片材高30%～40%，而且可以在现有生产线上生产。

超临界流体技术为微孔结构聚合物材料的制备提供了广阔的前景。微孔结构聚合物的定义是，气泡密度在109～1012孔/cm3、气泡直径在1～10μm、相对密度（发泡制品的密度与纯塑料密度之比）为0.05～0.95的闭孔泡沫塑料。微孔结构材料不但能减轻重量，降低材料消耗，而且其力学和热学性能都有更明显的改善。由于微孔结构材料具有更高的冲击强度，能吸收更多的能量，其疲劳寿命可以数倍甚至数十倍地提高，同时其绝缘绝热、隔音、保温性能也会大幅度地增加。因此，优良的微孔结构材料既可以用做隔热、过滤、包装和建筑材料，也可以广泛用作日用品和工程结构材料。

最近几年，一些公司还采用了交联工艺路线来制备聚丙烯发泡制品，如采用PP和PE的混和物，将PE交联等。但是这种工艺更复杂，投资更高。英国的Zote公司推出了一种微交联的热成型PP泡沫塑料，采用了两阶工艺，即首先挤出3mm厚的不发泡片，然后用过氧化物将其交联或者采用辐照交联，之后将其切成一定的长度，再将其置于高压釜中，使其受热受压，同时使N2溶入其中。一定时间后将片材移到一个低压釜中，使气体从体系中逸出，这时片材膨胀到原来的22倍左右，其中有10%的闭孔结构，密度为0.3g/cm3。最后，根据需要切成所需要的厚度。该公司欲将其产品应用到汽车和运动器材上。

众所周知，纯聚丙烯是难以进行发泡加工的，但是采用共混改性的方法却能提高体系的发泡性能。共混的方法很多，可以将聚丙烯与其他聚合物进行共混改性以获得利于发泡加工的形态结构，也可以在聚丙烯基体中混入适当的助剂或填料，来改进体系的发泡性能。

四、聚丙烯泡沫塑料的成型工艺

聚丙烯PP泡沫塑料常用的成型方法有挤出、注塑及模压成型等。

挤出成型是泡沫塑料成型加工的主要方法之一，一般的异型材、板材、管材、膜片、电缆绝缘层等发泡制品都采用挤出成型。挤出成型过程中可以采用物理发泡或化学发泡两种发泡方法。物理发泡主要采用一些碳氟化合物及其混合物，以及其它的低沸点液体，另外，直接注入气体的物理发泡法也在PP泡沫塑料的挤出成型过程中得到应用。影响挤出成型发泡的工艺参数主要包括：挤出压力、挤出温度、物料在挤出机中的滞留时间、口模轴向压力等。一般来说，随着挤出压力的增加，泡孔尺寸减小，泡孔数量增加；高质量的发泡体只是在较窄的温度范围内才可能获得。熔体温度越高，聚合物熔体强度越低，泡内的发泡压力就可能超过泡沫表面张力从而使泡体破裂。必须根据特定的聚合物体系进行优化，确定一个适宜的发泡温度。延长物料在挤出机内的滞留时间，会使气泡的数目增加。

注射发泡成型法属于一次成型法，可简化泡沫塑料制品的制造工序，其特点是产量高、质量好，特别适用于形状比较复杂、尺寸精度要求较高的制品。影响注射成型泡沫塑料制品质量的主要有材料配方、成型设备及工艺条件三个因素。在材料配方和成型设备确定后，决定制品性能的主要因素是工艺条件。压力、温度和时间是最重要的工艺条件。聚合物熔体中所溶解的气体能否游离出来形成气泡，熔体中已形成的气泡能否稳定，这两点与熔体压力密切相关，因为熔体的压力直接影响气体在熔体中的溶解度。当熔体所受外界压力增加，气体在熔体中溶解度增加，熔体中过饱和气体量减少，气泡的半径减小。压力的改变对熔体中气泡的增长或塌陷的影响非常敏感，通过控制压力来调节发泡过程是非常有效的。

聚合物的物理状态是温度的函数，确定适宜的温度，对发泡成型非常重要，与温度相关的主要工艺参数为料筒温度、模具温度。一般来说，提高熔体的出口温度有利于气泡的增长，但如果熔体温度过高，不仅会导致聚合物降解，还会引起熔体粘度下降。总的来说，熔体温度高，气泡直径增大，气泡数量减少。制品的发泡倍数一般随模温的降低而下降，提高模温可以改善熔体在模具中的流动条件，还可以改善制品的表面质量，提高制品的发泡倍数。但是冷却定型的时间将延长，不利于提高劳动生产效率。注射速率对发泡制品的泡孔均匀性、发泡倍数及表面质量都有较大的影响。聚合物熔体高速充模，可以获得大小均匀的泡孔，提高注射速率可以明显增大制品的发泡倍数。

PP泡沫塑料还可以通过模压成型工艺成型制品，泡沫塑料的模压成型工艺可分为一步法和二步法。一步法的发泡过程是一次性完成的，物料经配料混合后，模压成型坯，然后加热加压发泡制得泡沫塑料制品。二步法的基本程序与一步法相似，一次发泡后，一部分发泡剂分解使物料部分发泡，随之冷却，趁热在常压下进行第二次发泡。由于二步法发泡时物料的膨胀速率大大降低，发泡倍数可以加大。具体的模压成型方法有多种，可视原材料的形成、制品的情况而定。比较典型的一种方法是PP发泡粒子的模压熔结成型，先将闭孔的发泡PP加入模具中，压入气体，然后通入水蒸气，使粒子熔融，形成制品。

BASP公司的Neopolen P系列PP泡沫塑料典型的成型工艺包括五个步骤：一是充模。将多孔的泡沫PP粒子输入模腔中，通过加压使多孔粒子压缩；二成型。模腔中的泡沫PP粒子经水蒸气加热，胀大并熔融。根据泡沫PP粒子的品种来选择水蒸气的入口压力，一般控制在0.25～0.42MPa范围内；三冷却定型。为了保证制品脱模后不至于胀大或裂开，应冷却至适当的温度方能开模，脱模时间取决于PP泡沫塑料的密度及制品的壁厚；四脱模。制品通过机械方法或压缩空气脱模；五是后处理。制品在80℃的环境中放置6h以上，进行热处理并除去所吸水分。

五、聚丙烯材料发泡制品的应用与市场发展前景

我国属于严重缺林少材的国家，森林资源十分匮乏，人均森林面积只有世界平均水平的五分之一，人均森林蓄积量仅为世界平均水平的八分之一。随着经济的发展，人民生活水平的提高，木材的消费需求在不断增长，而资源供应的不足，使得木材供需矛盾十分尖锐。木材产量大幅缩减，使得这种矛盾日渐加剧，不仅总量不足，结构性矛盾更显突出。

据有关资料统计，建筑业为我国工业部门木材消耗的第一大用户，占工业部门木材消耗量的70%以上，随着我国城市化程度越来越高，木材市场供需矛盾已成制肘行业发展的突出问题。例如，我国房屋建筑施工面积达48.2亿m2，按照施工面积与模板面积之比为10∶1计算，这48.2亿m2房屋要使用4.82亿m2建筑模板。如果这些模板全部为木模板，那么要消耗482万m3木材。也就是说，为了制造这些模板要砍伐1446万棵直径为30cm的大树。这仅仅是房屋建筑，若将桥梁、码头、堤坝等建筑物计算在内，这个数字将更令人吃惊。如何解决供需矛盾？从可持续发展角度看，木材节约和代用已成为政府提高木材利用效率，优化木材消费结构，实现我国木材资源的可持续利用的一项重要举措。

另一方面，目前我国塑料生产企业已达3万多家，年产量超过2000多万t，居世界第二位。我国每年产生的废旧塑料在240万t～480万t左右，塑料废弃物已占垃圾的1/4～1/3。由于缺乏系统的塑料回收再利用渠道以及成熟可靠的技术，再加上环保意识的淡薄，中国城市及农村地区因塑料废弃制品处理不当而造成的白色污染问题，已成为中国环保事业中的一个棘手难题。而我国人均塑料的消费量不到10kg/a，低于世界人均25kg/a的水平，更低于西方发达国家人均近90kg/a的水平。随着经济的持续高速发展，所产生的塑料垃圾必将成倍增长，因此我们迫切需要找到一条经济有效，能够规模化地对废旧塑料合理回收利用，大大提高塑料制品的回收率，降低并消除塑料制品对环境的潜在危害的方法和途径。

从全球范围看，塑料废弃物形成的“白色污染”已成为困扰整个人类生存环境与人类自身发展的问题之一，如何将塑料垃圾变废为宝，减少木材的大量使用，实现经济的可持续发展？绿色、环保节能产品已经成为21世纪建材工业的发展方向和出路。而且，人们在选择建筑材料时，一方面，不但希望其具备成本低廉、环保、耐用、易维护、施工简便等功能于一身，而且对于建材的节能性和可重复使用性也提出了更高的要求，而现在市场上的大部分建材产品功能单一，远远不能满足消费者的综合需求；另一方面，随着森林资源的减少和国家产业政策的调整，使用不可再生资源的成本越来越高，限制了生产的盈利空间，所以追求科技含量高的替代品成为各厂家的必然选择。

复合发泡塑料模板正好解决了上述难题，它正是以再生塑料为主要原料而开发出的，可完全替代原有建材产品的新型高科技环保型建材产品。因其可以100%采用再生塑料为原料，故原材料价格低廉，制造时生产效率高，劳动强度低，能耗低，生产成本低。同时产品可以反复使用，无需维修，施工使用报废后100%可重复回收，经处理后可以再生塑料模板或其他产品。对生产厂家而言可以降低生产成本，对施工企业而言无需支付处理报废竹（木）模板的高额费用，还可以得到塑料模板一定的残值，大大降低了建筑工程造价。因此本技术可大大提高废弃资源的综合回收利用率，大大降低因废弃资源处理不当对环境造成的严重损害，对国家的环境综合整治工程具有十分明显的促进作用。

通常，密度在0.5g/cm3以下的发泡制品称为低密度泡沫制品，密度在0.5～0.7g/cm3之间的为中密度制品，而密度在0.7g/cm3以上的则称为高密度制品。对于聚丙烯发泡而言，不同的工艺方法会得到不同密度的制品。不发泡的聚丙烯热成型制品的密度大约是0.9g/cm3，化学发泡片材的密度在0.5～0.7g/cm3之间，而物理发泡片材则在0.1～0.5g/cm3之间。除了一般发泡制品已知的特点外，聚丙烯发泡制品还有一些独特的性能。聚丙烯发泡制品具有良好的热稳定性（最高使用温度达130℃，而聚苯乙烯仅为80℃）和高温下制品的尺寸稳定性、较高的韧性以及较高的拉伸强度和抗冲击强度、适宜和柔顺的表面、优异的微波适应性、良好的环境效应和易于回收等。这些特点使得发泡聚丙烯比传统聚丙烯和发泡聚苯乙烯等制品在包装、日用和结构材料等各个领域都具有更大的优越性。

目前国内在硬脂酸钡对聚丙烯发泡过程的影响及其机理等方面曾有过一定的研究，但总体上，在聚丙烯发泡技术方面的研究和应用与实际需要的水平仍相差很远。由于聚丙烯具有良好的耐应力开裂性能，而且从挤出到热成型PP总的加工成本低于PS，因此PP的发泡制品备受人们的青睐。聚丙烯发泡材料，尤其是发泡片材在我国有着广泛的应用前景。人们看好发泡聚丙烯的原因除了上述优点以外，其中一个更主要的原因是聚丙烯分子上存在一个甲基，其化学性质决定了发泡聚丙烯本身的降解性能将明显优于聚乙烯和聚苯乙烯，这就为其代替原有的聚乙烯和聚苯乙烯等一次性包装材料提供了优势，因此有关部门应强化聚丙烯发泡技术和应用的研究与推广，同时也应避免大量和重复的引进。

塑料模板是一种节能型和绿色环保的产品，推广应用塑料模板，以塑代木正是节约资源保护环境的十分重要且有效的举措，利国利民。发展塑料模板就是发展循环经济，就是参与建设节约型社会，就是以实际行动贯彻落实党中央提出的科学发展观，对国家及全球的可持续发展都具有重大的意义。塑料产业的发展前景不但在中国看好，在全世界都是看好的，这不仅是因为产品本身的优良特性，更为重要的是由其资源循环利用的意义和对环境保护的重要贡献所决定的。

六、结束语

鉴于我国森林资源匮乏，绿色屏障遭到破坏，因此政府十分重视资源循环利用和对生态环境的保护，这为塑料模板产品的发展提供了一个良好的大环境。而复合发泡塑料模板的开发，真正意义上响应了国家可持续发展绿色经济的号召，取代钢、木模板。

积极开发并推广应用聚丙烯发泡材料，对国内合成树脂工业的发展、扩大聚丙烯发泡材料的应用领域和市场消费及汽车、包装、食品、环保事业的发展都将具有极为重要的意义，我国建筑市场之大、用量之多，市场前景十分广阔。发泡聚丙烯制品具有广泛的应用前景和实用价值。超临界流体技术的应用、高熔体强度聚丙烯的推广、聚丙烯交联技术和共混技术的深化都使得聚丙烯发泡的推广应用更为现实和可行。在发展环境友善材料和微孔结构材料方面，以CO2等物理发泡剂为主的PP发泡技术具有独特的优势。用CO2作发泡剂的聚丙烯物理发泡技术是聚丙烯发泡技术研究开发的一个重要方向。目前该产品已在一些大型建筑工程和桥梁工程中得到应用，取得了很好的效果。该项技术的应用也从根本上改变了环保产业社会效益高、经济效益低的弊端，既有极大社会效益，又有巨大的经济效益。