近年來綜合性能優異、可回收（shōu）易降解的聚丙烯發泡材（cái）料已成為泡沫塑（sù）料家族中（zhōng）的“新寵”，是聚合物（wù）泡沫（mò）材料中增長速度最快（kuài）的品種。超臨界二氧化碳(CO2)發泡聚合物技術是製（zhì）備（bèi）聚丙烯微孔發泡材料的關鍵核心技術，近日華東理工大學化工學院趙玲教授團隊在該技術領域取得了實質性突破，成功開（kāi）發（fā）了高性能聚丙（bǐng）烯（xī）微（wēi）孔發（fā）泡材料（liào）綠色製備過程的優化和強化技術。

聚（jù）合物發泡有物理發泡劑和化學發泡劑兩大（dà）類。化學發泡劑（jì）存在化學殘留、發泡過程難控製（zhì）和不易獲得高（gāo）發（fā）泡倍率（lǜ）等缺點;物（wù）理發泡劑中的氟氯烴類則對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和限製使用（yòng）;而一些新型氟碳（tàn）氫化合物的全球變暖潛能值仍相對較高，烷烴類發泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統（tǒng）的（de）發泡劑，超臨界CO2發泡聚（jù）合物技（jì）術作為綠色製造技術，已被（bèi）工信部列入我國優先發展的產（chǎn）業關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物後（hòu）會引起熔點、表麵張力（lì）和黏度下降、結晶行（háng）為改變等一係列變化，可以製備微孔甚至納米泡孔材料。

聚丙烯是結晶聚合物，低溫固態發（fā）泡受結晶（jīng）限製，很難製備高發泡倍率產品;高溫發泡聚（jù）合（hé）物熔（róng）體強度不夠（gòu）無法保持（chí）完（wán）整泡孔，可操作（zuò）窗口窄。因此，大規模（mó）製造具有穩定均勻泡孔形貌和外（wài）形尺（chǐ）寸的高發泡倍率微孔材料難度大。

為了攻克（kè）這一難題，趙玲團隊聯合（hé）無錫會通、中石化北化（huà）院、浙江新恒泰、鎮海（hǎi）煉化（huà）等單位（wèi），在合適物料體係、可控工藝過程和高效工業裝備等方麵開展（zhǎn）了超臨界CO2發泡（pào）聚丙烯的優化、強化和工程化等係列工作，形成了“適合超臨界CO2發泡的聚丙烯（xī）專用料”“分步/分段發泡新工藝”“優化構建（jiàn）流（liú）場結（jié）構實現高效規模製備”三（sān）大技術創新。

趙玲介紹，在低於流動溫度的可變形區發泡，既可突破結晶（jīng）的製約，又能保證發泡（pào）材料（liào）微孔結構（gòu）和外形尺寸穩定成型。基於這（zhè）一發泡機製，他們（men）開（kāi）發了兼具（jù）較寬發泡溫度窗口和較（jiào）強的CO2溶解（jiě）擴散能力（lì）的聚丙烯發泡（pào）專用料，以及能改善泡孔結構和（hé）表觀形態的新型功能助（zhù）劑（jì）/添加劑。CO2變壓（yā）飽和提高了過程效率和發泡倍率，氣泡成核和生長的分段實施減（jiǎn）小了高壓設備體積;同時釜壓發泡、模壓發（fā）泡等高壓（yā）設備和聚合物（wù）預成型體的結構（gòu）優化設計，保證了均（jun1）勻的壓力場、溫度場和速度場，實（shí）現了低密度聚丙烯微孔發泡材料的規模（mó）製造（zào）和柔性（xìng）生產。

利用上述（shù）創新技術，項目團隊建設了2套年產3萬立方米模壓發泡裝置，實現了低密度聚丙烯（xī）微孔厚（hòu）板的世界領先製造;新建了4套、優化改造了（le）3套年產4萬~6萬立方米的釜壓發泡裝置，生產效率提高25%，成（chéng）品率提高到99%以上（shàng），發泡專用料已在鎮海煉化生產，2016~2018年（nián）新（xīn）增產值3.31億元、利稅1.09億元。此外，該團隊已獲得授權發明專利8件、實用（yòng）新型專利8件;相關研究成果發表了46篇SCI/EI收錄論文。

趙玲表示，超臨界CO2模壓發泡技術通用性強，除聚（jù）丙烯外，還可用於聚氨酯彈性體微孔發泡材料的生產，多種熱塑性聚（jù）合物及其複合材料的中試已經完成。采用該（gāi）技術生產的聚丙烯發泡專用料，除可（kě）應用於汽（qì）車零部件和（hé）內飾、緩衝包裝等傳統領域，還可滿足（zú）兒童玩具、食品、醫療、家居用品等領域對綠色材料（liào）的（de）需求。由於微孔賦予了聚丙烯獨特的性能，聚丙烯微孔發泡材料還可應用於更多的新興領域，如新能源汽車動力電池墊片、5G通信微波中繼天線罩、高檔汽車音響振膜、防彈衣背板等。

資料來源：富寶資（zī）訊、中國化工報

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