聚丙烯是一種(zhǒng)綜合性能(néng)優異的通用塑料，在汽車、包裝、家電、電子産品、家具等領域應用廣泛。然而聚丙烯本身是一種(zhǒng)易燃材料，一旦發(fā)生火災，將(jiāng)嚴重危及人類生命财産安全，因此對(duì)聚丙烯進(jìn)行阻燃改性尤爲重要。目前，在綠色環保的背景下，無鹵、低煙、抗滴落的膨脹型阻燃劑仍是阻燃聚丙烯材料的主要添加劑。但是由于膨脹型阻燃劑和聚丙烯基體極性相反，相容性差，故而膨脹型阻燃劑在聚丙烯基體中團聚現象嚴重，大大損害了材料的阻燃性能(néng)和力學(xué)性能(néng)。因此如何有效地改善膨脹型阻燃劑在聚丙烯基體中的分散狀況一直是學(xué)術界和工業界的一大難題。此外，如何設計并且大規模制備一種(zhǒng)超輕、超強、高阻燃性能(néng)的聚丙烯泡沫具有重要意義。

　　中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所高分子事(shì)業部鄭文革研究員團隊在前期制備高阻燃性能(néng)聚丙烯材料(RSC Adv., 2016, 6, 112184)的基礎上通過(guò)超臨界二氧化碳發(fā)泡技術協同單向(xiàng)牽伸法實現了超輕、超強、高阻燃性能(néng)的聚丙烯泡沫制備（如圖1），并且其産量可高達約0.56m·s^-1。所制備的聚丙烯泡沫具有獨特的結構，如同甘蔗和骨頭等材料一般均表現出明顯的各向(xiàng)異性結構，從而可以撕成(chéng)一朵“泡沫花”。此外，所制備的聚丙烯泡沫的密度僅爲0.08g·cm^-3，但是卻可以舉起(qǐ)比自己重約30000倍的砝碼，其比強度（高達1813MPa/(g·cm^-3)）遠超過(guò)已知文獻報道(dào)的聚合物泡沫。不僅如此，所制備的聚丙烯泡沫在得益于分散均勻的膨脹型阻燃劑下，還(hái)表現出優異的阻燃性能(néng)，如在水平燃燒測試中可實現離焰2s内自熄滅。相關結果已經(jīng)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術期刊Composites Part A, 2019, 116, 180–186.

　　此外，在上述研究工作的基礎上，鄭文革研究員團隊還(hái)通過(guò)超臨界二氧化碳發(fā)泡技術進(jìn)一步研究了氣泡生長(cháng)過(guò)程中所産生的不同雙向(xiàng)拉伸作用力對(duì)阻燃劑在基體中的影響（如圖2）。研究結果表明，結合超臨界二氧化碳在聚合物熔體中的塑化、傳質作用和泡孔生長(cháng)過(guò)程中的雙向(xiàng)拉伸作用能(néng)夠有效改善難分散填料（/膨脹型阻燃劑）在聚合物基體（/聚丙烯）中的分散狀況。同時，在此研究結果的基礎上，鄭文革團隊通過(guò)熱壓消泡技術成(chéng)功制備出優異阻燃性能(néng)和力學(xué)性能(néng)的聚丙烯材料。相關結果已經(jīng)發(fā)表于國(guó)際學(xué)術期刊Compos. Sci. Technol., 2019, 171, 282–290.

　　上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（51603222，51603218，51473181）、浙江省公益性技術應用研究項目（LGG19E030003）和甯波市自然科學(xué)基金（2018A610033）的大力資助。

圖1 超輕、超強、高阻燃性能(néng)的聚丙烯泡沫及其性能(néng)展示

圖2 工藝流程及阻燃劑在基體中分散效果示意圖

　　(高分子事(shì)業部 黃朋科)