超临界流体辅助聚合物加工技术的研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.12.020

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (12): 127-134.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.12.020

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超临界流体辅助聚合物加工技术的研究进展

侯钦正¹(), 李好义¹, 罗燊¹, 李长金², 司道星¹, 杨卫民¹(), 丁玉梅¹, 迟斌³

^1.北京化工大学机电工程学院，生物医用材料北京实验室，北京 100029
^2.中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，北京 100029
^3.中国国际工程咨询有限公司，北京 100032

收稿日期:2024-12-19 出版日期:2025-12-26 发布日期:2025-12-22
通讯作者: 杨卫民，教授，主要研究方向为高分子材料先进制造， yangwm@mail.buct.edu.cn
E-mail:17864215873@163.com;yangwm@mail.buct.edu.cn
作者简介:侯钦正，博士研究生，主要研究方向为高分子材料先进制造，17864215873@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(U22B6012);中石化总部项目(223087)

Research progress in supercritical fluid⁃assisted polymer processing technology

HOU Qinzheng¹(), LI Haoyi¹, LUO Shen¹, LI Changjin², SI Daoxing¹, YANG Weimin¹(), DING Yumei¹, CHI Bin³

^1.Beijing Laboratory of Biomedical Materials，College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China
^2.Beijing Research Institute of Chemical Industry，SINOPEC，Beijing 100029，China
^3.China International Engineering Consulting Company Limited，Beijing 100032，China

Received:2024-12-19 Online:2025-12-26 Published:2025-12-22
Contact: YANG Weimin E-mail:17864215873@163.com;yangwm@mail.buct.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

对超临界流体辅助聚合物加工技术的研究情况进行综述，主要介绍超临界流体的原理及特性，并就目前主要的超临界辅助纺丝、发泡、共混改性加工技术，从技术概况、工艺原理、主要装置、研究进展以及未来方向进行综述，以期为超临界辅助加工技术的发展和应用提供参考。

关键词: 超临界流体, 聚合物加工, 纺丝, 发泡, 共混改性

Abstract:

This review comprehensively summarizes the current research status of supercritical fluid⁃assisted polymer processing technologies， and introduces the fundamental principles and unique characteristics of supercritical fluids. The review provides a critical analysis of major applications， including supercritical⁃assisted spinning， foaming， and blending modification. For each technology， the discussion covers a technical overview， process mechanisms， essential equipment， recent research advances， and future development directions. This work aims to serve as a valuable reference for researchers and engineers， facilitating the further development and industrial application of these promising polymer processing techniques.

Key words: supercritical fluid, polymer processing, spinning, foaming, blending modification

中图分类号:

TQ320.66

侯钦正, 李好义, 罗燊, 李长金, 司道星, 杨卫民, 丁玉梅, 迟斌. 超临界流体辅助聚合物加工技术的研究进展[J]. 中国塑料, 2025, 39(12): 127-134.

HOU Qinzheng, LI Haoyi, LUO Shen, LI Changjin, SI Daoxing, YANG Weimin, DING Yumei, CHI Bin. Research progress in supercritical fluid⁃assisted polymer processing technology[J]. China Plastics, 2025, 39(12): 127-134.

图/表 4

参考文献 71

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成型工艺及装置示意图	主要介绍	参考文献
	主要包括超临界注入釜、挤出机和熔喷模头3部分，物料在超临界注入釜内完成材料的超临界流体注入，输送到挤出机进行塑化均相化并通过熔喷模头喷丝固化成纤。优点：工艺操作简便，生产连续，纤维铺网较易。缺点：制备纤维的力学性能较差。适用性：适用于PP、PE、PLA等各类黏度适中的可熔性塑料纺丝加工。	—
	通过在挤出机熔融塑化段充入超临界气体形成均相体系，在机头模腔通过压力条件变化实现泡孔的成核、生长及定型。优点：周期短，效率高，可连续化生产。缺点：生产工艺较为复杂，设备成本高。适用性：适用于PP、PE、PLA等各类黏度适中的可熔性塑料纺丝加工。	［20］
	主要包括超临界釜、供料装置和静电纺丝模头3部分，物料在超临界注入釜内完成材料的超临界流体注入，通过供料装置输送到静电纺丝模头，在高压静电的作用下在接收电极板纺丝成纤。优点：不使用任何溶剂无污染，生产效率较高。缺点：控制工艺较复杂，无溶剂限制材料的适用范围。适用性：适用于PP、PLA等黏度较低的可熔性塑料纺丝加工。	［21］
	主要包括超临界发生器、超临界混合釜、相分离室、喷丝头四部分，超临界流体通过发生器注入到混合釜内，在高温高压下与物料、超临界流体、溶剂一起完成均相化混合，经过减压室进行预分相，输送到喷丝头，超临界流体与少量溶剂在常压条件下瞬间蒸发，纤维固化成纤。优点：纤维强度高，可连续制备，溶剂挥发彻底。缺点：控制工艺复杂，相关研究少。适用性：适用于PP、PLA、PET、UHMWPE等各类可溶解于有机溶剂的塑料纺丝加工。	［22］

成型工艺及装置示意图	主要介绍	参考文献
	主要包括超临界注入釜、挤出机和熔喷模头3部分，物料在超临界注入釜内完成材料的超临界流体注入，输送到挤出机进行塑化均相化并通过熔喷模头喷丝固化成纤。优点：工艺操作简便，生产连续，纤维铺网较易。缺点：制备纤维的力学性能较差。适用性：适用于PP、PE、PLA等各类黏度适中的可熔性塑料纺丝加工。	—
	通过在挤出机熔融塑化段充入超临界气体形成均相体系，在机头模腔通过压力条件变化实现泡孔的成核、生长及定型。优点：周期短，效率高，可连续化生产。缺点：生产工艺较为复杂，设备成本高。适用性：适用于PP、PE、PLA等各类黏度适中的可熔性塑料纺丝加工。	［20］
	主要包括超临界釜、供料装置和静电纺丝模头3部分，物料在超临界注入釜内完成材料的超临界流体注入，通过供料装置输送到静电纺丝模头，在高压静电的作用下在接收电极板纺丝成纤。优点：不使用任何溶剂无污染，生产效率较高。缺点：控制工艺较复杂，无溶剂限制材料的适用范围。适用性：适用于PP、PLA等黏度较低的可熔性塑料纺丝加工。	［21］
	主要包括超临界发生器、超临界混合釜、相分离室、喷丝头四部分，超临界流体通过发生器注入到混合釜内，在高温高压下与物料、超临界流体、溶剂一起完成均相化混合，经过减压室进行预分相，输送到喷丝头，超临界流体与少量溶剂在常压条件下瞬间蒸发，纤维固化成纤。优点：纤维强度高，可连续制备，溶剂挥发彻底。缺点：控制工艺复杂，相关研究少。适用性：适用于PP、PLA、PET、UHMWPE等各类可溶解于有机溶剂的塑料纺丝加工。	［22］

超临界流体辅助聚合物加工技术的研究进展

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