在可持續發展的驅動下，低效和高能耗的加工方式正面臨逐漸被淘汰，綠色、高效、先進的加工技術已成為當前發展的必然選擇。超臨界流體具有類似液體的密度和類似氣體的粘度、擴散系數大等特點，近年來被廣泛應用于萃取、干燥、微細顆粒制備和聚合物發泡等技術。其中，超臨界二氧化碳（scCO2）具有來源廣泛、綠色環保、超臨界狀態溫和易實現等優勢，因而應用最為廣泛。
近期，中國科學院寧波材料所高分子先進加工團隊龐永艷副研究員等以超臨界二氧化碳為綠色加工介質，利用連續擠出設備，在探索聚合物加工的新方法方面進行了創新性嘗試，取得了系列研究成果，為聚合物新的加工方法的建立提供了新啟示。
1. 通過調節分散從而調控增韌體系的斷裂方式
脆韌轉變無論在基礎研究還是在應用研究方面都是一個重要的概念。改變彈性體含量、測試速率、測試環境溫度是調控增韌體系脆韌轉變的常用方法。科研人員在保持以上因素固定的情況下，通過超臨界二氧化碳調節共混體系兩相的粘度比，實現了調控聚丙烯/聚烯烴彈性體（PP/POE）共混體系的分散形貌，從而改變材料斷裂方式的目的（圖1）。該方法不光可以將脆性斷裂調節為韌性斷裂，也可以將韌性斷裂調節為脆性斷裂，這為通過加工過程控制調控材料的脆韌轉變提供了新思路。（專利申請號: 201610117411.8; RSC Adv., 2016, 6: 106347-106354）
圖1. 通過超臨界二氧化碳調節粘度比調控分散形貌從而調控斷裂方式
2. 通過改善阻燃劑的分散從而改善復合材料的阻燃性能
引入阻燃協效劑是常用的提高阻燃劑阻燃效率、改善復合材料阻燃性能的方法。科研人員在未引入阻燃協效劑的情況下，通過超臨界二氧化碳改善膨脹型阻燃劑在聚丙烯基體中的分散，從而顯著地提高了阻燃劑的阻燃效率，在23wt%添加量下，即可使聚丙烯復合材料通過UL-94 V-0阻燃級別（常規加工方法通常需要不低于30wt%的添加量）。該研究創新性地將超臨界二氧化碳引入到阻燃復合材料的加工過程，為高分子材料阻燃改性提供了新方法。該方法不光可以節省阻燃劑用量、節約成本，而且可以連續化制備，過程綠色環保，因此具有潛在的應用優勢。（專利申請號: 201610252554.X, 201610254837.8; RSC Adv., 2016, 6: 112184-112192）
3. 通過促進界面相容劑的生成從而顯著改善不相容體系的原位增容
反應擠出原位生成界面相容劑是改善不相容體系相容性的一種有效手段。科研人員通過超臨界二氧化碳作為反應介質，可以顯著促進界面相容劑的生成，從而更有利于界面增容（圖2）。相比于現有加工方法（熔融共混、以超臨界二氧化碳為介質的熔融共混、原位增容），通過新方法（以超臨界二氧化碳為介質的原位增容）制備的聚丙烯/聚苯乙烯（PP/PS）復合材料具有更好的分散形態、更強的界面結合力和更好的力學性能。（專利申請號: 201510560530.6; J. Supercrit. Fluids, 2016, 118: 203-209）
圖 2. 以超臨界二氧化碳為介質的原位增容相對于其它方法的優勢
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