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在日常生活中，人们购买儿童玩具、家具用品等塑料制品时，非常在意其材质是否无毒无味、绿色环保，近年来，综合性能优异、可回收的聚丙烯发泡材料在发泡塑料家族中“新
超临界co2 (二氧化碳)发泡聚合物技术是制造聚丙烯微孔发泡材料的重要核心技术。 在5月19日召开的上海市科学技术奖励大会上，华东理工大学化学工业学院教授赵玲领导的“优化和加强高性能聚丙烯微孔发泡材料绿色制造过程”项目获得了科学技术进步奖一等奖。
锁定作为新材料快速发展重点的行业。
布局绿色制造新技术
01
轻量化材料已经是我国新材料快速发展的重点行业，发泡是实现聚合物轻量化的最直接手段。 随着宇宙航空、国防、能源、交通、包装、电气设备、运动设备等领域的高速发展，对具有优良机械性能和隔热、隔音、绝缘、缓冲等特征的聚合物发泡材料的要求越来越迫切。 聚丙烯作为产量多、增长快、应用行业广泛的五种通用热塑性树脂之一，其高质量发泡材料的绿色制造一直是聚合物发泡行业的热点和难点。
年，以华东理工大学为中心申报的国家要点研究开发计划“要点基础材料技术的提高和产业化”的要点专业项目“聚合物材料的轻量化技术”获得了立项许可。 这个项目聚焦于利用绿色高效发泡技术开展作为聚合物轻量化应用基础的共性技术——产业化示范的“单链式”研究开发事业。
赵玲说，聚合物发泡有物理发泡剂和化学发泡剂两种。 化学发泡剂多有化学残留、发泡过程难以控制、难以得到高发泡倍率等缺点。 物理发泡剂中的氟利昂类对臭氧层有破坏作用，逐渐被禁止，被限制采用的有点新的氟代烃的全球变暖潜力值依然相对较高或昂贵，烷烃类发泡剂容易燃烧，不安全。 以前传来的发泡剂影响气候、火灾危险、有害残留及voc排放等问题和缺点，超临界流体特别是超临界co2发泡聚合物是绿色制造技术，被工业部纳入中国优先快速发展产业的重要共性技术，而且是co2
聚丙烯是结晶性聚合物，低温固体发泡受结晶限制，不容易制造高发泡倍率的产品。 高温发泡聚合物的熔融强度不充分，不能完全保持电池，可操作的窗户很窄。 因此，难以大规模制造具有稳定均匀的电池形态和外形尺寸的高发泡倍率的微细孔材料。
为了克服这个难题，近年来华理赵玲团队与无锡会通、中石化北化院、浙江新恒泰、镇海精炼等单位合作，在合适的材料体系、控制工艺和高效的工业装备等方面优化、强化和工程化超临界co2发泡聚丙烯等系列 形成了“适合超临界co2发泡的聚丙烯专用材料”、“分步发泡新工艺”、“优化流场结构实现高效规模制造”三大技术创新特征:在低于其流动温度的可变形区域发泡突破了结晶限制， 基于能够保证发泡材料微细孔结构和外形尺寸的稳定成形的发泡机理，开发了兼具宽发泡温度窗和强co2溶解扩散能力的聚丙烯发泡专用材料，能够比较有效地改善发泡结构和表观形态的co2变压饱和与工艺效率一致 气泡成核和生长的逐步实施使高压设备体积大幅减少的釜压发泡、冲压发泡等高压设备和聚合物预成形体的结构优化设计保证了均匀的压力场、温度场和速度场，成功地实现了低密度聚丙烯微孔发泡材料的规模制造和灵活生产。
核心技术落地提高市场竞争力。
以新兴行业为目标扩大高端应用。
02
利用上述创新技术，项目成功建设了两套每年3万立方米的发泡装置，实现了低密度聚丙烯微孔厚板的全球领先制造。 新建、优化改造了4套年产4-6万立方釜压发泡装置，使生产效率提高了25%，成品率提高了99%以上。 发泡专用材料已在镇海精炼生产-年产值3.31亿，利税1.09亿。 随着市场的迅速开拓，年新设了13套装置，宣传市场占有率高，竞争力强。
项目小组获得了8项授权发明专利，8项实用新型专利。 相关研究成果发表了46篇sci/ei收录论文，“海外同行认为全面系统地研究了co2间歇发泡聚丙烯的行为。 ”。 赵玲说，科学技术新发现，冲压发泡工程化技术达到国际领先水平，釜压发泡优化和强化技术具有国内外新奇性。
“我们的项目可以说是领先于高性能聚丙烯微孔发泡材料的绿色制造和高端应用。 ”团队的底气是“硬核”的技术和不断开拓的应用行业:新的超临界co2压制发泡技术通用性高，除了聚丙烯以外，聚氨酯弹性体微孔发泡材料的生产也成功，已经试制了多种热塑性聚合物及其复合材料 釜压发泡的各技术指标与日本企业相当开发的聚丙烯发泡专用材料除了广泛应用于打破海外企业垄断的汽车零部件、装修、缓冲包装等以前流传的行业外，为了co2发泡产品的环保健康，儿童玩具、食品、医疗、缓冲包装等 特别是细孔赋予聚丙烯独特的点能量，因此聚丙烯细孔发泡材料相继应用于新能源汽车动力电池隔板、5g通信微波中继天线罩、高级汽车音响振动板、防弹背心等新兴行业，产品的附加值
领导“十三五”研发项目，推进国家和领域标准制定，担任国际发泡塑料期刊副主编，培养聚合物发泡研发和生产高层次人才，赵玲教授领导的项目团队已经是国内顶尖
“这是刚刚开始的，利用超临界co2发泡制造轻质高强度的聚合物材料很好地满足了塑料的轻量化、材料的轻量化和绿色化的要求，迅速发展的前景广阔。 ”赵玲对团队和轻量化聚合物的研发事业的未来充满信心。
作者张婷
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原标题:“领导轻量化聚丙烯发泡材料的研究开发，获得上海市科学技术进步奖一等奖！ 』
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