近年來綜合性能優異、可回收易降解的聚丙烯發泡材料已成（chéng）為泡沫塑料家族中的“新寵（chǒng）”，是聚合物泡沫材（cái）料中增長速度最快的品種。超臨界（jiè）二氧（yǎng）化碳(CO2)發泡聚合物技術是製（zhì）備聚丙烯微（wēi）孔（kǒng）發泡材料的關鍵核心技術，近日華東（dōng）理工大學化工學院趙玲教授（shòu）團隊在該技（jì）術（shù）領域取得了實質性突（tū）破，成功開發了高性能聚丙烯微孔發泡材料綠色製備過程的優化和強化技術。

聚合（hé）物發泡有物理發泡劑和化學發泡劑兩大類。化學發泡劑存在化學殘留、發泡過（guò）程（chéng）難控製（zhì）和不易獲得高發泡（pào）倍率等缺點;物（wù）理（lǐ）發泡劑（jì）中的氟氯烴類（lèi）則（zé）對臭氧層有破壞作用，已逐漸被禁止和（hé）限製使用;而一些新型氟碳氫化（huà）合物的（de）全（quán）球變（biàn）暖潛（qián）能值（zhí）仍相對較高，烷烴類發泡劑則易燃燒不安全。相比這些傳統的發泡（pào）劑，超臨界CO2發泡聚合物技術作為綠色製造技（jì）術，已被工信部列入我國優先發展的產業關鍵共性技術，而且CO2進入聚合物後會引起熔點、表麵張力和黏度下降、結晶行為改變等（děng）一係列變化，可以製備微孔甚至納米泡孔（kǒng）材料。

聚丙烯是結晶聚合物，低溫固態發泡受結晶限製，很難製備高發泡倍率產品;高（gāo）溫發泡（pào）聚合物熔體強度不夠無（wú）法保持（chí）完整泡孔，可操作窗口窄（zhǎi）。因此，大規（guī）模製造具有穩定均勻泡孔形貌（mào）和外形尺寸的高發泡倍率微孔材料難度大。

為了（le）攻克這一難題，趙玲團隊聯合無錫會通、中石化北化院（yuàn）、浙江（jiāng）新恒泰、鎮海煉化等單位，在合適物料（liào）體係、可控工藝過程和高（gāo）效工業裝備等方麵開展了超臨界（jiè）CO2發泡聚丙烯的優化、強化（huà）和工程化等係列（liè）工（gōng）作，形成了“適合超臨界CO2發泡的聚丙烯專用料”“分步/分段發泡新工藝”“優化構建流場結構實現高效規模製備”三大技術創新。

趙玲介（jiè）紹，在低於流動溫度的可變形區發泡，既可突破（pò）結晶的製約，又能（néng）保證發泡材料微孔結（jié）構和外形（xíng）尺寸（cùn）穩定成型。基於這一發泡機製，他們開發了兼具（jù）較寬發泡（pào）溫度窗口和較強的CO2溶解擴散（sàn）能力的聚丙烯發泡（pào）專用料，以及能改善泡孔結構和表觀形態的新型功（gōng）能助劑/添加劑。CO2變壓飽和提（tí）高了過程效率和發泡（pào）倍（bèi）率，氣（qì）泡成核（hé）和生長的分段實施減小了高壓設（shè）備（bèi）體積（jī）;同時釜壓發泡、模壓發泡等高壓設（shè）備和聚合物預成型體的結構優化（huà）設計，保（bǎo）證了均勻的壓力場、溫度場和速度場，實現（xiàn）了低密度聚丙烯微孔發（fā）泡材料的規模製造和柔性生產。

利用上述創新技術，項目團隊建設了2套（tào）年產3萬立方米模壓發泡裝置，實現了低密（mì）度聚丙烯微孔厚板的世界領先製造;新建了（le）4套、優化改造了3套年（nián）產4萬~6萬立方米（mǐ）的釜壓發泡裝置，生產效率提高25%，成品率提高到99%以上，發泡（pào）專用料已在鎮海煉化生產，2016~2018年新增產（chǎn）值3.31億元、利稅1.09億元。此（cǐ）外，該團隊已獲得授權發（fā）明專（zhuān）利8件、實用新型（xíng）專利8件;相關研究成果發表了46篇SCI/EI收錄論（lùn）文。

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

資料來源：富寶資訊、中國化工報

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