在全球倡导绿色发展的大背景下,传统的加工、生产方式正面临转型升级的严峻考验,发展以减少能源消耗和减少有害污染物排放的先进加工技术已成为绿色、健康和可持续发展的必由之路。近几十年来,超临界二氧化碳（scCO₂）由于其优异的物理特性而受到了极大关注,广泛应用于萃取分离、化学反应及生物工程等领域。然而,在如何将scCO₂应用于传统的聚合物加工领域,如何发挥出scCO₂的最大效能等方面仍存在诸多有待解决的问题。因此,本论文针对如何将scCO₂与聚合物挤出加工技术有效结合而进行了一系列研究,内容主要包括以下几个方面:1.利用scCO₂制备聚合物共混物发泡材料鉴于CO₂在PP（聚丙烯）和PS（聚苯乙烯）熔体中的溶解度差异,制备了含双峰泡孔结构的PP/PS共混物泡沫材料。通过对比刻蚀前后共混物泡沫的泡孔形态,发现大泡孔主要形成于PS相,而小泡孔主要形成于PP相。我们提出了一个机理来解释双峰泡孔结构的形成原因,认为共混物中两相泡孔成核能力的差异是形成双峰泡孔结构的决定性因素。进一步的实验结果也验证了此机理,即通过改变CO₂含量、压力降、螺杆转速或添加异相成核剂来改变PP和PS的泡孔成核能力,能够调控共混物泡沫的双峰泡孔结构。通过熔融退火过程控制聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯（PS/PMMA）共混体系相形态的演化,进而研究了相分离对样品发泡性能的影响。随着退火时间的延长,共混物的分散相尺寸逐渐增大,相界面不断减少;并且分散相的含量越高,相分离过程对样品发泡性能的影响越显著。随着共混物组成的变化,共混物泡沫的泡孔结构呈现出截然不同的形貌,这主要归因于PMMA对CO₂的溶解度较高,发泡时两相间的CO₂压力差会诱使CO₂从PMMA相向PS相中扩散。2.利用scCO₂辅助聚合物共混在熔融挤出过程中,注入scCO₂辅助制备了PP/PS和PP/乙烯-辛烯共聚物（POE）共混物。scCO₂溶入聚合物熔体中能够降低聚合物熔体的黏度,改变聚合物共混物熔体中两相的黏度比;当两相的黏度比趋近于1时,共混物中分散相的分散尺寸最小。结果表明,scCO₂的加入显著降低了PP/PS共混物的分散相尺寸,进而改善了共混物的力学性能和发泡性能;scCO₂的加入对PP/POE共混体系的相分散也有显著影响,相分散越好,共混物样品的力学性能越优;在不同的测试温度下,经scCO₂辅助加工前后的PP/POE共混物会呈现出脆韧转变现象。3.利用scCO₂辅助聚合物反应挤出利用scCO₂辅助反应挤出制备了发泡性能优异的长链支化聚丙烯（LCBPP）。傅里叶红外光谱和高温GPC确定了单体成功接枝到PP分子链上,并且scCO₂的存在促进了接枝和枝化反应的进行,抑制了聚合物的降解。流变结果表明长链支化结构增强了LCBPP的熔体黏度和强度,进而改善了PP的发泡性能,拓宽了PP的发泡温度窗口。在反应挤出过程中,利用scCO₂辅助原位增容了PP/PS共混物。傅里叶红外光谱确定了PP-b-PS和/或PP-g-PS增容共聚物的形成,且其产率随scCO₂含量的增加而增加。与其它方法制备的PP/PS共混物相比,经scCO₂辅助原位增容的PP/PS共混物的分散相尺寸较小,界面结合力较强,因此有较为优异的力学性能。