近年来综合性能（néng）优异、可回收易降解（jiě）的（de）聚丙烯发泡材料已成为泡沫塑料家（jiā）族中的“新宠”，是（shì）聚合物泡（pào）沫材料中增长速度最快的品种。超临界二氧化碳(CO2)发泡聚合物技术是制备聚丙烯微孔发（fā）泡材料的关键（jiàn）核心技术，近日华东理工大学化工学（xué）院赵玲教授团队在该技（jì）术领域取（qǔ）得了实质（zhì）性（xìng）突破，成功开发了高性能聚丙烯微孔（kǒng）发泡材料绿色制备过程的优化和强化技术。

聚合物发泡有物理发泡剂和化学发泡（pào）剂两大类。化学发泡剂存在化学残留、发泡过程难控制和（hé）不易（yì）获得高发泡倍率等缺点;物理发泡剂中（zhōng）的氟氯烃类则对臭氧层有破坏作用，已逐渐被禁止和限制使用;而一些新（xīn）型氟碳氢化合物的全球变暖潜能值仍相对较高，烷烃类发泡剂则易燃烧不安全。相比这些（xiē）传统的发泡剂，超临界CO2发泡聚合物技术作为（wéi）绿色（sè）制造技术，已被工信部列入我国优先发展的产业关键共性技术，而且CO2进入聚合物（wù）后会引起熔点（diǎn）、表面张力和黏度下降、结晶行为（wéi）改（gǎi）变等一系列变化，可以制备微（wēi）孔甚（shèn）至纳米泡孔材料。

聚丙烯是结晶聚合物，低（dī）温固态发泡受结晶限制（zhì），很难制备高发泡倍率产品;高温发泡聚合物熔体强（qiáng）度不够无法保持完整泡孔，可操作窗口窄。因（yīn）此（cǐ），大规模制造具有稳定均匀泡孔形貌和外形尺（chǐ）寸的高发泡倍率微孔材料难度大。

为（wéi）了攻克这一难题，赵（zhào）玲团队（duì）联合无锡会通、中石化北化院、浙江（jiāng）新恒泰、镇海炼化等单（dān）位，在合适物料体系、可控工艺过程和高效工（gōng）业装备等方面开展了超临界CO2发泡聚丙烯的优化、强化和工程化等系列工作，形（xíng）成了“适合超临界CO2发泡的聚（jù）丙烯专用（yòng）料（liào）”“分步（bù）/分段发泡（pào）新工（gōng）艺”“优化构建流（liú）场结构实现高效规模制备（bèi）”三大技（jì）术创新。

赵玲介绍，在低于流动温度的可变形（xíng）区发泡，既可突破结晶的制约，又能保证发泡材料微孔结构和外形尺寸稳定成型。基于这一发泡（pào）机制，他们开发了（le）兼具较宽发泡温度窗口（kǒu）和较（jiào）强的CO2溶解（jiě）扩散能力的聚丙烯发（fā）泡专（zhuān）用料，以及能改善泡孔结构和表观形态的新型功能助剂/添（tiān）加剂。CO2变压饱（bǎo）和提高了过程效率和发泡倍率，气泡成核和生长的（de）分（fèn）段实（shí）施减小了高压设备体积;同时釜压发泡、模压发泡等高压设（shè）备和聚合物预成型体的结构优化设计，保证了（le）均匀的压力场、温度场和速（sù）度场，实（shí）现了低密度聚丙烯微孔（kǒng）发泡材料的规模制造和柔性（xìng）生产。

利用上述创（chuàng）新（xīn）技术（shù），项目团队建设了2套年产3万立方（fāng）米模压发泡装置，实现了低密度聚丙烯微孔厚板的世（shì）界领先制造;新建了4套、优化改造了3套年产4万~6万立方米的釜压发泡装置，生产效率提高25%，成品率提高到99%以（yǐ）上，发泡专用（yòng）料已在镇海炼化生产，2016~2018年新增产值3.31亿元、利（lì）税1.09亿元。此外，该团队已获（huò）得授权发明专利8件、实用新（xīn）型专利8件;相关研究成果发表了46篇SCI/EI收（shōu）录论文。

赵玲表示，超临（lín）界CO2模压发泡（pào）技术通用（yòng）性强，除聚丙烯外，还可用于聚氨（ān）酯弹性体微孔发泡（pào）材料的生（shēng）产，多种热塑性聚合物及其复合材料的中试已经（jīng）完成（chéng）。采用（yòng）该技术生产的聚丙烯发泡专用料，除可应用于汽车（chē）零部件和内（nèi）饰、缓冲包装等传统领（lǐng）域（yù），还可满足儿童玩（wán）具、食品、医疗、家居用品等领域对绿色（sè）材料的需求。由于微（wēi）孔赋予了聚丙烯独特的性能，聚（jù）丙烯微孔发泡（pào）材料（liào）还可应用于更（gèng）多的新兴领域，如新能源（yuán）汽车动力电池垫片（piàn）、5G通信微波中继天线罩、高档汽车音响振膜、防弹衣（yī）背板等。

资料来源：富（fù）宝资讯、中国化工报

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