在可持续发展的驱动下，低效和高能耗的加工方式正面临逐渐被淘汰，绿色、高效、先进的加工技术已成为当前发展的必然选择。超临界流体具有类似液体的密度和类似气体的粘度、扩散系数大等特点，近年来被广泛应用于萃取、干燥、微细颗粒制备和聚合物发泡等技术。其中，超临界二氧化碳（scCO₂）具有来源广泛、绿色环保、超临界状态温和易实现等优势，因而应用最为广泛。近期，宁波材料所高分子先进加工团队以超临界二氧化碳为绿色加工介质，利用连续挤出设备，在探索聚合物加工的新方法方面进行了创新性尝试，取得了系列研究成果，为聚合物新的加工方法的建立提供了新启示。

　　1. 通过调节分散从而调控增韧体系的断裂方式

　　脆韧转变无论在基础研究还是在应用研究方面都是一个重要的概念。改变弹性体含量、测试速率、测试环境温度是调控增韧体系脆韧转变的常用方法。科研人员在保持以上因素固定的情况下，通过超临界二氧化碳调节共混体系两相的粘度比，实现了调控聚丙烯/聚烯烃弹性体（PP/POE）共混体系的分散形貌，从而改变材料断裂方式的目的（图1）。该方法不光可以将脆性断裂调节为韧性断裂，也可以将韧性断裂调节为脆性断裂，这为通过加工过程控制调控材料的脆韧转变提供了新思路。（专利申请号: 201610117411.8; RSC Adv., 2016, 6: 106347-106354）

　　图1. 通过超临界二氧化碳调节粘度比调控分散形貌从而调控断裂方式

　　2. 通过改善阻燃剂的分散从而改善复合材料的阻燃性能

　　引入阻燃协效剂是常用的提高阻燃剂阻燃效率、改善复合材料阻燃性能的方法。科研人员在未引入阻燃协效剂的情况下，通过超临界二氧化碳改善膨胀型阻燃剂在聚丙烯基体中的分散，从而显著地提高了阻燃剂的阻燃效率，在23wt%添加量下，即可使聚丙烯复合材料通过UL-94 V-0阻燃级别（常规加工方法通常需要不低于30wt%的添加量）。该研究创新性地将超临界二氧化碳引入到阻燃复合材料的加工过程，为高分子材料阻燃改性提供了新方法。该方法不光可以节省阻燃剂用量、节约成本，而且可以连续化制备，过程绿色环保，因此具有潜在的应用优势。（专利申请号: 201610252554.X, 201610254837.8; RSC Adv., 2016, 6: 112184-112192）

　　3. 通过促进界面相容剂的生成从而显著改善不相容体系的原位增容

　　反应挤出原位生成界面相容剂是改善不相容体系相容性的一种有效手段。科研人员通过超临界二氧化碳作为反应介质，可以显著促进界面相容剂的生成，从而更有利于界面增容（图2）。相比于现有加工方法（熔融共混、以超临界二氧化碳为介质的熔融共混、原位增容），通过新方法（以超临界二氧化碳为介质的原位增容）制备的聚丙烯/聚苯乙烯（PP/PS）复合材料具有更好的分散形态、更强的界面结合力和更好的力学性能。（专利申请号: 201510560530.6; J. Supercrit. Fluids, 2016, 118: 203-209）

　　图 2. 以超临界二氧化碳为介质的原位增容相对于其它方法的优势

(高分子事业部 庞永艳)