超臨界發(fā)泡是以超臨界二氧化碳和氮?dú)馓娲袡C(jī)發(fā)泡劑，在一定壓力、溫度下進(jìn)行發(fā)泡的工藝技術(shù)。作為一種物理發(fā)泡成型技術(shù)，超臨界發(fā)泡是制作微孔塑料最有效的方法之一，其制作而成的塑料孔徑通常在0.1-10μm之間。根據(jù)工藝不同，超臨界發(fā)泡工藝可分為超臨界珠粒發(fā)泡工藝、超臨界片材發(fā)泡工藝，其中超臨界珠粒發(fā)泡又分為擠出發(fā)泡、釜式發(fā)泡等。在發(fā)泡劑方面，超臨界發(fā)泡劑以二氧化碳、氮?dú)鉃橹?，這是由于二氧化碳和氮?dú)獾男再|(zhì)穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境友好、價(jià)格低廉，且反應(yīng)較溫和，易于控制。如今，隨著國(guó)家雙碳目標(biāo)的推進(jìn)，建筑、基建等所需板材向輕量化、綠色化、功能化發(fā)展，而作為實(shí)現(xiàn)聚合物材料輕量化的重要途徑，發(fā)泡技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。超臨界流體發(fā)泡聚合物是安全綠色工藝技術(shù)，其憑借著優(yōu)異的保溫、力學(xué)性能及低碳環(huán)保等特性，滿足快速發(fā)展的新興行業(yè)和高品質(zhì)生活需求，市場(chǎng)前景相當(dāng)可觀。

其中，林德公司作為專業(yè)生產(chǎn)發(fā)泡用氮?dú)?、二氧化碳等物理發(fā)泡劑的氣體公司，為物理發(fā)泡企業(yè)提供高純度發(fā)泡用氮?dú)?、二氧化碳及相關(guān)增壓穩(wěn)壓解決方案、流量控制設(shè)備、定制化氣體供應(yīng)的，并保證客戶氣體供應(yīng)的穩(wěn)定性及產(chǎn)品純度的可靠性。公司主營(yíng)產(chǎn)品PRESUS®C 高效液體二氧化碳增壓裝置，憑借多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)功能使其廣泛應(yīng)用于超臨界物理發(fā)泡、保溫材料、床墊、鞋材、廚房海綿等領(lǐng)域方向；可靠、連續(xù)供應(yīng)高壓過(guò)冷液體二氧化碳；自動(dòng)停機(jī)，停機(jī)時(shí)無(wú)能量消耗；氣體輔助驅(qū)動(dòng)，無(wú)需供電；質(zhì)量流量自動(dòng)適應(yīng)客戶需求；柔性備用設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最大可用性；二氧化碳來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)真空隔熱槽罐；獨(dú)立單管，比環(huán)形管道安裝成本更低；低噪音水平；選配裝置實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)。

圖：高壓釜發(fā)泡工藝流程

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利用高壓釜發(fā)泡好的片材隨后會(huì)被運(yùn)送到鞋材廠，使用激光切割機(jī)進(jìn)行初步的裁切，獲得中底的粗胚。再使用定制的打粗機(jī)，依靠上面的砂輪進(jìn)行精細(xì)打磨，獲得一個(gè)基本準(zhǔn)確的三維外形。最后進(jìn)行模壓定型，將大底的橡膠片放在底下，壓緊加熱，兩者軟化粘合，就可以得到一個(gè)完整的中底+大底。

3）射出成型+超臨界發(fā)泡+模壓定型

該方法也稱胚膜發(fā)泡，Lightstrike Pro、C202 GT的氮?dú)庵械拙捎么斯に嚒?strong>射出成型機(jī)的結(jié)構(gòu)和擠出機(jī)類似，原料經(jīng)過(guò)加熱軟化，像針筒擠壓一樣，通過(guò)孔道射入到中底模具中，進(jìn)行加熱成型。在化學(xué)發(fā)泡的情況下，原料中混合的發(fā)泡劑會(huì)在高溫下分解產(chǎn)生氣體，從而進(jìn)行發(fā)泡。但在超臨界發(fā)泡中，射出成型這一步?jīng)]有發(fā)泡劑，所以得到的是一個(gè)沒(méi)有發(fā)泡的冷胚，然后一次性將幾十個(gè)冷配置于托架上，送入高壓釜中進(jìn)行發(fā)泡。因此，這里的射出成型發(fā)泡和一步法Mucell發(fā)泡成型是不同的。

需要注意的是，在裝入高壓釜這個(gè)步驟中，有2個(gè)選擇：一是將射出的半成品暴露放置架子上，其相對(duì)自由度較大，需要精密計(jì)算，控制發(fā)泡倍率，以確保成品尺寸與設(shè)計(jì)值相符，提高良品率；二是將半成品放入中底模具中，發(fā)泡膨脹時(shí)受到模具的限制基本就是成品的尺寸，但如果受限過(guò)度，則會(huì)導(dǎo)致中底過(guò)度壓縮，彈性降低。

• 超臨界流體發(fā)泡應(yīng)用于食品領(lǐng)域

超臨界CO2能通過(guò)調(diào)整溫度和壓強(qiáng)，針對(duì)不同分子進(jìn)行量身定制式萃取，并且其芳香成分不易被氧化破壞。得益于此，超臨界流體技術(shù)在啤酒花有效成分萃取、從果蔬中提取天然香精、從動(dòng)植物中提取動(dòng)植物油脂、從茶葉中脫除咖啡因、從乳脂中脫除膽固醇等方面的研究和應(yīng)用都取得了長(zhǎng)足發(fā)展。

早在1993 年，國(guó)內(nèi)就建成沙棘油工業(yè)萃取裝置, 成功填補(bǔ)SFE 技術(shù)的工業(yè)化空白。1996年，清華大學(xué)建成啤酒花浸膏SFE中試裝置，將啤酒花利用率從25%提高到90%左右。目前，國(guó)內(nèi)已有不少企業(yè)利用超臨界技術(shù)萃取天然香辛料、油脂等，且具有脫重金屬、可復(fù)配、可量化、味道釋放快等優(yōu)點(diǎn)，很受消費(fèi)者歡迎。

圖：江蘇越升工廠車(chē)間內(nèi)景圖源：公眾號(hào)@專塑視界常州金緯化工成套設(shè)備有限公司是一家致力于塑料擠出成型設(shè)備的研發(fā)、制造的高科技廠家，公司生產(chǎn)的產(chǎn)品有生物降解塑料改性成套設(shè)備，其典型應(yīng)用為PLA、PBAT、PBS、PPC、PCL、TPS和PHA等全降解塑料的合金共混，淀粉填充改性，竹木粉填充改性，礦物粉填充改性等。圖：生物降解塑料改性成套設(shè)備圖源：公眾號(hào)@生物降解材料研究院/侵刪泰安實(shí)力機(jī)械裝備有限公司是專業(yè)從事高壓設(shè)備研發(fā)和制造的生產(chǎn)型企業(yè)。主要設(shè)備為超臨界發(fā)泡設(shè)備、新型粉體材料裝備等各種新材料用設(shè)備。SL1000型超臨界發(fā)泡設(shè)備-量產(chǎn)機(jī)臺(tái)是其明星產(chǎn)品，主要用于工廠進(jìn)行規(guī)模性量產(chǎn)使用，該設(shè)備優(yōu)勢(shì)為可采用氮?dú)狻⒍趸及l(fā)泡；溫度均勻性可達(dá)±1.5℃以內(nèi)；其可發(fā)泡材料有EVA、TPU、PE、TPEE、PP、ABS、PEBAX等各種高分子彈性體，主要應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)鞋材、板材、片材及新材料的超臨界氮?dú)?、二氧化碳發(fā)泡等領(lǐng)域。當(dāng)前，由于超臨界發(fā)泡技術(shù)制備的超臨界發(fā)泡材料性能優(yōu)良，在鞋材、包裝、風(fēng)電、5G通信等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，而隨著超臨界發(fā)泡材料應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，超臨界發(fā)泡技術(shù)應(yīng)用需求將持續(xù)釋放，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。但仍需注意，由于超臨界發(fā)泡技術(shù)具備清潔環(huán)保、性能穩(wěn)定、泡孔結(jié)構(gòu)精細(xì)等特性，使其與傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)泡技術(shù)相比，其在配方、設(shè)備、發(fā)泡劑方面難度更高。未來(lái)，超臨界物理發(fā)泡有望作為一種平臺(tái)型技術(shù)，連接上游高性能材料與下游應(yīng)用場(chǎng)景，未來(lái)市場(chǎng)空間廣闊，發(fā)展速度可期。