塑料部件在国内汽车上占重量的10%左右，在国外汽车上达到了15%至20%。微孔发泡技术能使塑料部件的重量降低15%至30%，广泛应用于仪表板、电机支架、座位板、空调风罩、门嵌饰板等内外饰。聚丙烯使用量占比塑料部件50%以上。让汽车用上更多的塑料部件，还有很多功课可以开展。

全球微孔发泡相关的专利申请，前三位为：美国、日本、德国。Trexel9170金沙登录入口的MuCell技术是目前最为成熟、商品化最为广泛的微孔发泡技术，该技术来源于麻省理工学院在20世纪80年代提出的发明专利。Trexel9170金沙登录入口在1995年通过专利权转让获得这项技术的全球开发和商品化推广，并在此基础上开发出连续微孔成型技术--MuCell。MuCell技术的核心即采用超临界流体为发泡剂，发泡剂在聚合物中形成均匀分布的微小气孔，通过压力控制气泡的生长使树脂形成泡孔均匀的微孔结构。

微孔发泡技术让汽车驶向轻量化——在汽车非金属部件的轻量化领域，微孔发泡材料是行业竞相研究的主要课题之一。2018年，中石化就将聚丙烯微孔发泡材料应用技术开发列为重点课题。

国内微孔发泡材料注重原料技术研发。在高校方面，北京化工大学在微孔发泡工艺的专利申请量上占有主要地位，主要发明人为杨卫民课题组和何亚东课题组。杨卫民课题组的研究方向主要是微孔发泡专用注射机的结构改进，在专利申请方向上侧重于改进螺杆结构和设置渗透釜来获得聚合物熔体/超临界气体均相体系。

近期，华东理工大学化工学院赵玲教授领衔的“高性能聚丙烯微孔发泡材料绿色制备过程的优化和强化”项目斩获上海市科技进步奖一等奖。

北京化工大学教授、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授杨卫民，华东理工大学化工学院院长、联合化学反应工程研究所所长、教育部“长江学者奖励计划”特聘教授赵玲，两位教授将出席“2020中国聚烯烃大会”，并介绍聚烯烃发泡技术与材料开发。

国内汽车产业节能减排发展趋势愈加显著，对汽车轻量化提出了更高要求。特别是在车市持续萎靡、新能源汽车竞争愈发激烈的情况下，轻量化成为汽车产业从困境中突围的重要方向。整车厂、改性塑料企业都在加大轻量化材料领域的布局。

汽车轻量化要求更高，对聚丙烯微孔发泡材料的需求正在进一步放大！在这个领域有哪些的进展和要求？有哪些的技术研发？赵玲教授将在“2020中国聚烯烃大会”开讲。

口罩领域，聚烯烃生产企业可以调整身份，从种小麦摇身到卖面包，这种新业态是不是也可以分分钟复制到其他领域呢？

日常生活中，当人们购买儿童玩具、家具用品等塑料制品时，都会十分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已成为泡沫塑料家族中的“新宠”，日益受到热捧，是聚合物泡沫材料中增长速度最快的品种。

超临界CO2（二氧化碳）发泡聚合物技术是制备聚丙烯微孔发泡材料的关键核心技术。

在5月19日召开的上海市科技奖励大会上，华东理工大学化工学院赵玲教授领衔的“高性能聚丙烯微孔发泡材料绿色制备过程的优化和强化”项目斩获科技进步奖一等奖。

锁定新材料发展重点领域

布局绿色制造新技术

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轻量化材料已是我国新材料发展重点领域，发泡则是实现聚合物轻量化的最直接手段。随着航天航空、国防、能源、交通、包装、电器、运动器械等行业的快速发展，对具有优异机械性能和绝热、隔音、绝缘、缓冲等特性的聚合物发泡材料需求越来越迫切。聚丙烯作为产量大、增长量快、应用领域广泛的五大通用热塑性树脂之一，其高品质发泡材料的绿色制备一直是聚合物发泡领域的热点与难点。

2016年，由华东理工大学牵头申报的国家重点研发计划“重点基础材料技术提升与产业化”重点专项项目——“聚合物材料的轻量化技术”获准立项。该项目所聚焦的正是运用绿色高效发泡工艺，开展聚合物轻量化的应用基础—共性技术—产业化示范的“一条链式”研发工作。

据赵玲介绍，聚合物发泡有物理发泡剂和化学发泡剂两大类。化学发泡剂常常存在化学残留、发泡过程难控制和不易获得高发泡倍率等缺点；物理发泡剂中的氟氯烃类则对臭氧层有破坏作用，已逐渐被禁止和限制使用；一些新型氟碳氢化合物的全球变暖潜能值仍相对较高或价格昂贵，烷烃类发泡剂则易燃烧不安全。

相比传统发泡剂影响气候、火灾危险、有害残留以及VOC排放等问题和弊端，超临界流体，特别是超临界CO2发泡聚合物是绿色制造技术，被工信部列入我国优先发展的产业关键共性技术，而且CO2进入聚合物后会引起熔点、表面张力和粘度下降、结晶行为改变等一系列变化，可以制备微孔甚至纳米泡孔材料。

聚丙烯是结晶聚合物，低温固态发泡受结晶限制，很难制备高发泡倍率产品；高温发泡聚合物熔体强度不够无法保持完整泡孔，可操作窗口窄。因此，大规模制造具有稳定均匀泡孔形貌和外形尺寸的高发泡倍率微孔材料难度大。

为了攻克这一难题，近年来，华理赵玲团队联合无锡会通、中石化北化院、浙江新恒泰、镇海炼化等单位，在合适物料体系、可控工艺过程和高效工业装备等方面开展了超临界CO2发泡聚丙烯的优化、强化和工程化等系列工作，形成了“适合超临界CO2发泡的聚丙烯专用料”“分步/分段发泡新工艺”“优化构建流场结构实现高效规模制备”等三大技术创新优势：

根据在低于其流动温度的可变形区发泡既可以突破结晶的制约又能保证发泡材料微孔结构和外形尺寸的稳定成型这一发泡机制，开发了兼具较宽发泡温度窗口和较强的CO2溶解扩散能力的聚丙烯发泡专用料，以及能有效改善泡孔结构和表观形态的新型功能助剂/添加剂；CO2变压饱和提高了过程效率和发泡倍率，气泡成核和生长的分段实施大幅减小了高压设备体积；釜压发泡、模压发泡等高压设备和聚合物预成型体的结构优化设计保证了均匀的压力场、温度场和速度场，成功实现了低密度聚丙烯微孔发泡材料的规模制造和柔性生产。

核心技术落地提升市场竞争力

瞄准新兴领域拓展高端应用