超临界co2发泡微孔塑料的研究进展_副本

超临界CO2 微孔发泡PE–LLD／PE–UHMW共混物徐久升摘要：研究了线型低密度聚乙烯(PE–LLD)／超高分子量聚乙烯(PE–UHMW) 共混物的超临界CO2 微孔发泡行为，探讨了PE–UHMW 含量、发泡温度和饱和压力对泡孔形貌的影响。

采用差示扫描量热仪和旋转流变仪对PE–LLD 及其共混物的热性质和流变性质进行了测试和表征，并通过扫描电子显微镜表征和分析了发泡样品的泡孔形貌。

结果表明，少量PE–UHMW的加入可以显著降低PE–LLD发泡样品的孔径，增加孔密度。

随着发泡温度的升高，PE–LLD 样品的泡孔结构会发生塌陷现象，而加入少量PE–UHMW 可以提高基体的黏度，起到支撑孔壁防止塌陷的作用，并最终得到均匀的开孔结构。

另一方面，当温度一定时，饱和压力升高可以降低孔径并且得到开孔形貌的泡孔结构。

关键词：线型低密度聚乙烯；超高分子量聚乙烯；超临界CO2 ；微孔发泡Microcellular Foaming of PE–LLD／PE–UHMW Blend by Using Supercritical Carbon DioxideXu JiushengAbstract ：Microcellular foaming of PE–LLD／PE–UHMW blend was studied by using supercritical carbon dioxide. The influence of the content of PE–UHMW，foaming temperature and saturation pressure on cell morphologies was investigated. Firstly，the thermal properties and rheology behavior were studied. Thereafter，SEM was employed to analyze the cell morphologies. The results shows that the addition of small content of PE–UHMW results in the decrease of cell size and increase of cell density. With the increase of foaming temperature，the cell collapse collapses in PE–LLD foams. The viscosity of blend increases with the addition of PE–UHMW，which prevents the cell collapse，and finally leads to the uniform open-cell morphology. On the other hand，for the same foaming temperature，the increase of saturation pressure may reduce the cell size and result in the open-cell morphology.Keywords ：PE–LLD ；PE–UHMW ；supercritical carbon dioxide ；microcellular foaming 聚合物发泡材料的泡孔形态在很大程度上决定了其性能及应用领域，开孔发泡材料的物相和气相都是连续的，基体材料以连续的泡孔壁存在，其独特的三维开孔结构具有优异的吸收和穿透性能，在吸音材料、生物医药材料、导电材料、光学材料、过滤薄膜材料和生物医学材料等领域有广泛的应用。

超临界CO2微孔发泡技术在生物医用材料中应用分析摘要：本文主要采用SCF制备工艺结合高压DSC系统，通过发泡温度调节PLA的结晶状态，获取仿生的复合三维连通多孔结构，对该多孔PLA材料微观结构和性能、生物相容性和安全性、装载药物能力进行评价。

采用超临界CO2发泡技术制备了PLA多微孔三维立体结构，该材料具有优良的生物相容性，且无毒无害，细胞在该三维连通结构中生长良好，并能成功装载抗肿瘤药物，可作为生物医用材料选择之一。

关键词：超临界CO2；微孔发泡技术；生物医用材料1引言PLA系列是一种典型的、分子链均呈线性结构的低熔体强度聚合物，因其具有良好的生物相容性、可降解成对生物体无毒的小分子并通过代谢排出体外等特点，因而被广发应用于组织工程领域。

然而，由于活组织因具有表面纳米或亚微米级的超细结构和良好的连通特点可以对生理负荷的改变和生物化学刺激产生应答，而原始的PLA材料则不具有此功能，因此，科学家们需要设计一种模拟生物体内环境特点的，以PLA为基体的亚微米和纳米复合三维连通多孔结构，通过对其泡孔形态和连通性的控制，实现合适的孔径、极好的孔连通性和优良机械性能等，为组织细胞的生长和养分的输送提供合适的空间和支撑，从而获取一种理想的安全无毒副作用的仿生材料。

聚合物发泡材料是以气泡尺寸划分为传统发泡材料(＞100μm)，微孔发泡材料(1-100μm)，超微孔材料(0．1-1μm)以及纳米孔发泡材料(0．1-100 nm)。

微孔发泡材料概念即孔密度＞109 cells/cm3，孔径＜10μm的材料。

常用的微孔发泡类型分为化学、物理发泡。

相当于常用的化学发泡剂而言，物理发泡剂具有易挥发特点，而传统物理发泡剂，如氟利昂、烷烃类以及醇类发泡剂、惰性气体类发泡剂等都有不同程度的危害。

近年来，环境友好、化学性质稳定、无毒无害且价格低廉的CO2成为人们广泛关注的新型绿色发泡剂。

CO2的临界温度为31．3℃，临界压力为7．37 MPa，可以实现在室温附近的超临界CO2发泡技术(SCF)。

超临界CO2技术在塑料垃圾处理中的应用研究本文主要探讨超临界CO2技术在塑料垃圾处理中的应用研究。

首先，我们来了解一下什么是超临界CO2技术。

超临界CO2技术是一种高效环保的工艺，在超临界条件下将CO2变为高压高温的流体，该流体同时具备气体和液体的部分特性。

超临界CO2技术广泛应用于制药、食品、化工等行业，其应用领域不断拓展，逐渐被引入到塑料垃圾处理中。

一般来说，塑料垃圾处理主要有三种方式：焚烧、填埋和回收利用。

然而，这三种方式均存在一定的问题。

焚烧会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，对环境造成巨大损害；填埋则会导致土地资源的浪费和垃圾中毒等问题；而回收利用则受到塑料组分、杂质以及回收效益等多种限制。

相比之下，超临界CO2技术被认为是一种高效、环保、物化多学的塑料垃圾处理方式。

那么，超临界CO2技术在塑料垃圾处理中的实际效果如何呢？一、超临界CO2技术处理塑料垃圾的优点1. 非常环保：超临界CO2技术不需加入额外的有害化学药剂，相比传统的化学法，它不会产生二次污染，处理后的废弃物也可以进行回收利用。

2. 处理效率高：超临界CO2技术的工作温度和压力很高，使得废塑料快速膨胀、分离，并且更容易被CO2吸附，处理效率非常高，完全可以满足大规模工业生产的需要。

3. 可以处理多种塑料垃圾：相比传统的处理方式，超临界CO2技术可以处理包括PVC、聚酰胺、聚碳酸酯等各种类型的塑料废物。

二、超临界CO2技术处理塑料垃圾的应用现状目前，许多研究人员已经开始对超临界CO2技术在塑料垃圾处理中的应用进行研究。

在一些小规模实验中，超临界CO2技术已经被证明可以优化塑料垃圾处理过程，使处理后的废弃物更容易被回收、利用。

由于超临界CO2技术本身在处理废弃物方面的优点，其应用前景被认为非常广阔。

三、超临界CO2技术处理塑料垃圾的挑战和问题尽管超临界CO2技术在塑料垃圾处理中表现出了很好的应用前景和优势，但它仍面临着一些挑战和问题。

超临界CO2发泡微孔塑料的研究进展微孔塑料一般是指泡孔直径为0 .1 ～ 10 μm 、泡孔密度为109 ～ 1015个/cm3 、材料密度相比发泡前可减少5 %～ 95 %的新型泡沫塑料。

经过近30 年的发展, 现已开发出以聚苯乙烯(PS) 、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE) 、聚氯乙烯(PVC) 、聚碳酸酯(PC) 、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 和聚乙烯醇缩丁醛(PVB) 等树脂为基体的微孔塑料。

与未发泡材料及普通泡沫塑料相比, 微孔聚合物材料具有缺口冲击强度高、韧性好、比强度高、疲劳寿命长、热稳定性高、介电常数低、热导率低等优异性能,因而可用于制造食品包装材料、轻质、高强、隔音的飞机和汽车部件、质量轻、缓冲性强的运动器材、高电压绝缘材料、保温性优异的纤维材料和低摩擦的表面改性材料等, 开孔结构的微孔塑料则适合用作分离、吸附材料、催化剂载体、生物医学材料和分子级的过滤器等。

这些独特优点是普通泡沫塑料所无法具有的, 因此微孔泡沫塑料是一种具有极大应用价值和开发潜力的新型材料。

1超临界CO2 的特性及其作用超临界CO2 是指温度高于31 .1 ℃、压力大于7 .38 MPa的CO2 , 它具有近似液体的溶解度和近似气体的扩散系数, 同时具有对多数有机物溶解性能好、黏度低、扩散系数大、无毒、不燃、化学惰性、无溶剂残留、价廉易得、使用安全、不污染环境等独特优点。

与其他超临界惰性气体(如N2)相比, 超临界CO2 更容易制备, 与聚合物也有更强的相互作用。

超临界CO2 可以降低聚合物体系的界面张力, 对聚合物熔体有很好的增塑作用, 因而可以降低聚合物的玻璃化转变温度(Tg ), 并能降低聚合物熔体的黏度和提高熔体的流动性, 降低挤出温度。

超临界CO2 还可以大幅提高其他气体或小分子化合物在被增塑后的聚合物中的扩散速度和溶解吸附程度。

超临界CO2 存在的诸多优点使其成为一种十分理想的微孔塑料物理发泡剂。

第36卷第10期高分子材料科学与工程Vol.36,No.lO 2020年10月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Oct.2020基于超临界流体发泡技术制备开孔型微孔塑料的研究进展余鹏，樊丽君，杨永潮，张杰，郭宇芳，陈绪煌(湖北工业大学材料与化学工程学院湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北工业大学绿色轻质材料与加工协同创新中心，湖北武汉430068)摘要：开孔型微孔塑料因其独特的三维互通结构而具有优异的吸收和穿透能力，作为功能高分子材料被广泛应用在吸音降噪、吸附过滤、催化载体、电磁屏蔽、组织工程等领域。

超临界流体(sc-CO2,sc-N2)作为物理发泡剂在塑料基体中溶解度大，同时具有无毒环保、价廉易得等优势，使得超临界流体发泡技术在制备开孔型微孔塑料方面有巨大笛应用前景，并成为当前研究热点。

文中首先总结了基于超临界流体发泡技术制备开孔型微孔塑料的几种开孔机理，然后综述了开孔型微孔塑料制备方法及其应用领域的最新研究进展，最后对目前基于超临界流体发泡技术制备开孔型微孔塑料面临的问题进行分析和展望。

关键词：微孔塑料;超临界流体;开孔机理;制备方法中图分类号:TQ328文献标识码：A文章编号:1000-7555(2020)10-0160-10开孔型微孔泡沫塑料是指泡孔之间相互连通，泡体中的气相和物相都是连续的微孔泡沫材料。

泡孔的形态在很大程度上决定了泡沫材料的性能及应用领域。

与闭孔微孔塑料相比，开孔型微孔塑料对水和气体具有更强的吸收和渗透性，对热和电有更低的绝缘性，还有更好地吸收和阻隔声音的能力。

同时, 开孔型微孔泡沫塑料由于开放的泡孔结构，能形成复杂的通道并让小分子气体或流体通过材料流动。

若精确地控制开孔型微孔塑料中泡孔的尺寸和形态，就可以确定穿过材料微粒的大小,从而起到分离作用。

此外，具有生物相容性的开孔型微孔材料在生物医学领域具有巨大的应用前景，如用作人造血管、组织工程支架等口O目前有关开孔型微孔材料的制备方法主要有气体发泡法、热致相分离法⑷、拉伸法⑷、热分解法⑭以及溶剂刻蚀法血等。

超临界CO2微发泡塑料新材料制备项目可行性研究报告方案一、项目背景及目标超临界CO2微发泡塑料是一种具有很高蓄能效率和环境友好性的塑料材料。

其制备过程利用超临界CO2流体在高温高压下与聚合物材料相溶并迅速膨胀形成微小气泡，使材料具有轻质、高强度、低密度等特点。

该材料的研究和应用在汽车、航天、建筑等行业具有广阔的市场前景。

本报告旨在对超临界CO2微发泡塑料制备项目进行可行性研究，评估其技术、经济、市场等方面的可行性，为项目的发改委立项和银行贷款提供依据。

二、研究方案1.技术可行性分析：对超临界CO2微发泡塑料的制备技术进行详细研究，包括原材料的选择、工艺流程、工艺参数等。

通过实验室试验和现有资料的搜集，评估该技术的可行性、稳定性和成本。

2.经济可行性分析：评估超临界CO2微发泡塑料制备项目的投资规模和经济效益。

包括预估投资金额、设备采购及维护费用、原材料成本、人力资源费用等。

并结合市场需求和预期销售额，编制项目投资回收期、财务指标等经济指标。

3.市场可行性分析：对超临界CO2微发泡塑料在汽车、航天和建筑等行业的应用市场进行调研和分析。

了解市场需求、竞争状况、发展趋势等，评估项目的市场前景和潜在风险。

4.风险评估及控制措施：针对项目可能面临的技术、市场、政策等风险进行全面评估，并提出相应的风险控制措施。

确保项目在实施过程中能够保持稳定运行。

5.社会影响评估：评估超临界CO2微发泡塑料制备项目对环境、能源和可持续发展的影响，并提出相应的环境保护措施。

6.结果分析与建议：基于以上研究，对超临界CO2微发泡塑料制备项目的可行性进行综合分析，提出项目实施时的建议和改进措施。

三、预期成果通过本报告的研究1.对超临界CO2微发泡塑料制备技术的可行性和稳定性进行评估，明确关键技术和工艺参数。

2.对项目的投资规模和经济效益进行合理预估，为发改委立项和银行贷款提供依据。

3.分析超临界CO2微发泡塑料在汽车、航天和建筑等行业的市场需求和竞争状况，评估项目的市场前景和风险。

超临界流体在塑料加工中的应用研究进展摘要：自1869年首次发现临界现象以来，SCF技术应用已涉及电池制造、制药、化学化工、食品、生物技术、能源等领域，其中SCF传热特性一直是能源领域的研究重点之一。

近年来，SCF以无毒无污染，传质性能好等优势得到广泛关注。

通过介绍SCF技术的原理及特性，归纳了我国塑料加工行业发展所面对的挑战，进而阐述了塑料加工如何引入SCF技术及SCF对塑料加工的影响，总结SCF技术在塑料加工中应用的不足之处，并对未来的发展方向做出展望。

关键词：超临界流体；塑料加工；应用引言超临界流体毛细管注射成型技术发展已久，但仍存在产品表面粗糙度、内部泡沫孔结构不均、气泡孔形状不规则等问题，也限制了微孔毛细管注射成型技术的推广及其产品的应用。

针对微孔型泡沫注射产品的表面质量问题，开发了微孔型泡沫通用注射技术，并通过调节微孔型铸造材料和微孔型铸造材料的注射量，获得了具有内孔型泡沫和表面状态的微孔型注射成型件；一种通过PEEK聚合物绝缘热喷涂去除表面涡迹的模具表面处理方法。

1SCFSCF指的是压力、温度都高于临界点的流体。

在CO2相图中，O为三相点，此时三相平衡态共存。

C点为气、液两相平衡线终点，称为临界点。

此时的温度、压力分别为临界温度、临界压力。

SCF保持着气体的性能，同时也有类似液态的性质。

其扩散系数为液体的10~100倍。

渗透、流动、传热、传质性能极佳，故对很多物质有很强的溶解能力，能在较低的温度下提取和分离难挥发物质和热敏性物质。

例如超临界二氧化碳（scCO2）就是温度和压力高于临界温度31.1℃和临界压力7.38MPa的CO2，此时CO2拥有气体和液体的双重特性，传质性能也得到提升。

基于SCF渗透能力强、传质性能高、性质稳定、绿色环保的优点，塑料加工正在逐步扩大引入SCF技术，目前在塑料微发泡、塑料降解、塑料增塑、辅助雾化、纤维染色等方面有广泛应用。

2超临界流体影响聚合反应的原理超临界流体在很大程度上促成了化学反应，尽管其表现形式各不相同，但最终影响了化学反应过程，因为其密度接近液体状态，扩散系数接近气体状态。

超临界CO2发泡微孔塑料的研究进展-副本超临界CO2发泡是一种常用的微孔塑料制备方法。

CO2作为发泡剂，可以在高压高温条件下被溶解到聚合物中，然后在减压过程中快速释放出来，形成微小的气泡，从而制备出微孔塑料材料。

超临界CO2发泡具有无污染、无毒性、易于操作等优点，越来越受到研究者的关注。

近年来，超临界CO2发泡微孔塑料的研究取得了一系列重要进展。

首先，在超临界CO2发泡微孔塑料的制备方法方面，研究者不断进行改进和优化。

目前常用的制备方法包括连续发泡法、批量发泡法、溶液浸渍法等。

其中，连续发泡法是一种高效的制备方法，可以实现大规模生产。

批量发泡法适用于小批量生产，具有操作简便的特点。

溶液浸渍法则是一种将聚合物溶液浸渍到模板材料上，再通过超临界CO2发泡的方法制备微孔塑料的方法。

研究者还通过调整超临界CO2的压力、温度、溶液浓度等条件，改变微孔塑料的孔径和孔隙度。

其次，在超临界CO2发泡微孔塑料的应用方面，也取得了一系列重要进展。

超临界CO2发泡微孔塑料具有优良的吸附性能、低密度和低热导率等特点，因此在催化剂载体、吸附剂、隔热材料、过滤器等领域有广泛的应用。

研究者通过改变聚合物的种类和含量，调控微孔塑料的吸附性能和孔隙结构，进一步拓展了其应用领域。

此外，还通过将功能添加剂引入到微孔塑料中，实现了对微孔塑料的功能化修饰，例如，在催化剂载体领域实现了催化剂修饰，提高了反应效率。

最后，超临界CO2发泡微孔塑料的研究仍然面临一些挑战。

聚合物的选择、超临界CO2的溶解度、发泡条件等因素仍需要进一步研究和优化。

此外，超临界CO2发泡微孔塑料的成本也是一个需要解决的问题，目前超临界CO2发泡装置的成本较高，限制了其在工业化生产中的应用。

综上所述，超临界CO2发泡微孔塑料在制备方法、应用领域和功能化修饰等方面都取得了一系列重要的进展。

随着相关技术的不断发展和完善，相信超临界CO2发泡微孔塑料将在更多领域展现其潜力，并为环境保护和工业生产带来更多的好处。