纳米纤维包覆的聚丙烯颗粒与注塑材料
塑料材料技术

Inno-Co Plas

聚丙烯颗粒用细菌纳米纤维表面包覆与再生增强技术

细菌纳米纤维经 ACC 水相对撞处理后包覆于聚丙烯颗粒表面。包覆颗粒用于注塑成型,并按目标树脂和加工条件评价冲击性能与循环再加工表现。

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ACC-CNF 直径
20-40 nm
ACC-CNF 长度
约 20 μm
技术评价含量
0.01-0.03 wt%
已验证树脂
PP
Inno-Co Plas

聚丙烯颗粒表面包覆技术

Inno-Co Plas 以细菌纳米纤维素为结构材料,通过水相对撞处理制备纳米纤维分散体,并将纳米纤维包覆于聚丙烯颗粒表面。

包覆后的颗粒可采用注塑工艺成型。纳米纤维在熔融与成型过程中发生接触和交织,在成型件内部形成相互连接的纤维结构。

产品导入需结合树脂牌号、再生料组成、颗粒状态、包覆均匀性、干燥条件和注塑参数确定处理方案。

细菌纳米纤维素

20-40 nm 微丝结构

细菌纤维素由葡萄糖单体通过 β-1,4 糖苷键连接而成。糖类经微生物发酵形成纤维素,纯化后得到细菌纤维素材料。微丝长度超过微米级,具有较高的长径比和比表面积。

细菌纳米纤维素微丝网络显微图
显微结构相互交织的微丝网络图中标尺为 1 μm
PPT 中的细菌纤维素分子链、纳米纤丝与纳米纤维结构图
PPT 原图:纤维素分子链、纳米纤丝与纳米纤维层级
主要成分
纤维素
微丝直径
约 20-40 nm
微丝长度
超过微米级
ACC 处理后长度
约 20 μm
Aqueous Counter Collision

ACC 水相对撞处理

相向高压水流在喷嘴处对撞,使细菌纤维素凝胶中的纤维束解离为分散于水中的纳米纤维。

PPT 中的 ACC 水相对撞循环、增压与双喷嘴处理流程
PPT 原图:ACC 循环、增压和相向高压水流对撞流程
  1. 01

    制备水分散体

    纯化后的细菌纤维素凝胶分散于水相。

  2. 02

    ACC 解离

    相向高压水流处理纤维束,获得纳米纤维分散体。

  3. 03

    颗粒表面包覆

    聚丙烯颗粒与 ACC-CNF 分散体接触,纤维附着于颗粒表面。

  4. 04

    材料状态控制

    完成包覆颗粒的后续处理,控制含水率与储存状态。

  5. 05

    注塑与评价

    按照目标加工条件制样,并完成力学与加工性能测试。

包覆与注塑成型

颗粒表面与成型件内部结构

聚丙烯颗粒加入 ACC-CNF 水分散体后,纳米纤维附着于颗粒表面。成型过程中,聚丙烯熔融并充模,颗粒表面的纳米纤维随材料流动发生接触和交织。

PPT 中的 ACC-CNF 包覆聚丙烯颗粒及注塑成型内部纤维结构图
PPT 原图:ACC-CNF 包覆颗粒与成型件内部连接结构
01

未包覆颗粒

确认树脂牌号、熔体流动速率与基础力学性能。

02

ACC-CNF 包覆

评价颗粒表面覆盖、团聚状态与实际固含量。

03

注塑成型件

按目标工艺评价制件内部结构及力学性能。

PPT 中的聚丙烯颗粒包覆、注塑、破碎和循环再包覆系统图
PPT 原图:聚丙烯注塑、破碎、再包覆与再次成型路径
再生聚丙烯

循环再包覆路径

回收部件破碎后,再生聚丙烯颗粒重新与 ACC-CNF 接触,然后进入下一次成型过程。该设计用于研究多次回收过程中纳米纤维结构的补充方式。

  1. 01

    注塑成型

    包覆颗粒按目标工艺制成聚丙烯部件。

  2. 02

    破碎回收

    回收部件经分选和破碎形成再生聚丙烯颗粒。

  3. 03

    再次包覆

    再生颗粒重新与 ACC-CNF 接触,补充表面纤维结构。

  4. 04

    再次成型

    记录各轮热历史、加工状态和制件性能。

4-5 次循环为技术路径的开发目标。循环次数和性能保持率需通过连续批次测试确认。

SGS / ISO 179-1:2023

聚丙烯无缺口 Charpy 冲击测试

未包覆原生聚丙烯颗粒与包覆 0.01 wt% ACC-BNC 的聚丙烯颗粒均采用注塑方式制备无缺口试样,并在 23 ℃下进行测试。

相对冲击指标1.00 → 1.60

包覆样达到对照样的 160%,对应约 60% 的相对增幅。

PPT 中的未包覆原生聚丙烯与 0.01 wt% ACC-BNC 包覆样 Charpy 冲击测试图
PPT 原始测试图 · 23 ℃ · ISO 179-1:2023 · 无缺口试样
测试机构
SGS
报告编号
SUZMR250800550601
报告日期
2025 年 9 月 5 日
测试温度
23 ℃
试样类型
无缺口注塑试样
测试标准
ISO 179-1:2023

ACC-BNC 指以细菌纳米纤维素膜为原料,经 ACC 处理制得的纤维素纳米纤丝。测试结果仅对应上述聚丙烯、包覆量、试样制备和无缺口 Charpy 条件。

再生聚丙烯

同组无缺口冲击对比

另一组 23 ℃无缺口 Charpy 测试比较原生聚丙烯与 ACC-BNC 包覆的再生聚丙烯。包覆再生聚丙烯的相对结果高于原生聚丙烯对照。

原始图表未标示绝对冲击强度单位,因此该结果只用于同组样品的方向性比较,不换算为材料的绝对 Charpy 冲击强度。

PPT 中的原生聚丙烯与 ACC-BNC 包覆再生聚丙烯无缺口冲击对比图
PPT 原始对比图 · 23 ℃ · 无缺口试样
应用方向

按树脂、工艺与部件要求验证

应用方向不等同于终端认证。交通及高性能部件需完成阻燃、耐热、疲劳、老化、挥发物、法规和整件可靠性验证。

01

聚丙烯改性

原生或再生聚丙烯颗粒的表面包覆与注塑成型研究。

冲击 · 流动 · 尺寸
02

再生聚丙烯

破碎料或再生颗粒的循环再包覆与性能保持评价。

回收 · 再包覆 · 再成型
03

轻量化部件

需要提高冲击性能并控制材料用量的聚丙烯部件开发。

壁厚 · 载荷 · 可靠性
04

交通与高性能材料

电动汽车、无人机及航空航天部件的潜在应用研究。

法规 · 老化 · 整件验证
项目验证

配方与工艺确认项目

  1. 01

    树脂与再生料

    确认树脂牌号、熔体流动速率、回收次数、杂质和基础力学性能。

  2. 02

    包覆状态

    确认 ACC-CNF 分散状态、颗粒表面覆盖、团聚和实际固含量。

  3. 03

    干燥与储存

    记录包覆颗粒含水率、干燥条件及注塑前材料状态。

  4. 04

    注塑窗口

    评价温度、螺杆剪切、背压、保压和冷却条件。

  5. 05

    完整性能

    测试缺口与无缺口冲击、拉伸、弯曲、流变、热性能和老化。

  6. 06

    循环保持率

    比较每次破碎、再包覆和再次成型后的材料与制件性能。

Technical data

Inno-Co Plas

现有定量结果集中于聚丙烯无缺口 Charpy 冲击测试。拉伸、弯曲、热变形、长期耐久性和多次回收后的性能保持率需按目标材料另行验证。

产品名称
Inno-Co Plas
产品类型
聚丙烯颗粒用细菌纳米纤维表面包覆与再生增强技术
纤维来源
细菌纤维素
纤维处理方式
水相对撞(ACC)
ACC-CNF 直径
约 20-40 nm
ACC-CNF 长度
约 20 μm
分散介质
已验证树脂
聚丙烯(PP)
技术评价含量
0.01-0.03 wt% ACC-CNF
SGS 测试含量
0.01 wt% ACC-BNC
SGS 测试方法
23 ℃、ISO 179-1:2023、无缺口 Charpy 冲击测试
已公开定量结果
相对冲击指标由 1.00 提高至 1.60