超临界CO2(SCCO2)作为环境友好型流体,具有优良的溶解、扩散能力、价格低廉等优点,当C02溶解于聚合物时将改变聚合物的物理性质,因此,SCCO2被广泛用于聚合物的合成、加工和改性等。在CO2-聚合物二元体系中,CO2在聚合物中溶解度以及CO2塑化诱导聚合物玻璃化转变温度(Tg)退化是最为重要的两个热力学性质,随着研究工作的不断深入,上述两个基础数据已不是最终目标。在实际应用中,更多的是需要将第三组分(渗透质)通过SCCO2运载渗透到聚合物中,发挥小分子的功能化作用,如药物分子的运载和控制释放、聚合物接枝等。在CO2-渗透质-聚合物三元或三元以上体系中,不但CO2可以溶解到聚合物中塑化聚合物,第三组分或其它组分也会溶解于聚合物中塑化聚合物,诱导聚合物Tg退化,所以,渗透质在聚合物中溶解度、渗透质塑化作用以及CO2和渗透质协同塑化作用诱导聚合物Tg退化成了更重要的热力学性质,能通过实验方法,甚至模拟计算得到这些热力学基础数据将会很有理论指导和工程意义。在部分聚合物中,CO2或药物分子的溶解度极低,或药物分子在SCCO2相和聚合物相中的分配系数很小,对于传统测量小分子在聚合物中溶解度的方法,由于测量精度低而不能得到较精确的数据。石英晶体微天平(QCM)属于敏感检测器,具有10-6-10-9g级的质量检测能力,能够检测微观过程中的微小质量变化,传统的单池QCM已经广泛用于CO2-聚合物二元体系中测量CO2的溶解度,但在三元体系,需要对设备进行改进才能得到精确数据。本文首次建立了多功能高压双池QCM并成功测量了CO2及布洛芬(IBU)在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚丙烯酸甲酯(PMA)中溶解度。本文利用QCM研究了不同温度和压力下,N2和CO2在裸光滑和微粗糙石英晶片表面的吸附行为,并证明了本征频率变化值更能直观地表示气体小分子在晶片表面的吸附行为。在测量CO2在PMMA薄膜中溶解度过程中,临界温度和压力附近出现了一个文献中至今不能清楚解释的反常溶解度极大值,通过对PMMA膜与晶片表面界面空间形貌的表征,我们提出的“过客CO2”假设成功解释了该反常极值形成的机理。经关联本征频率变化值与聚合物膜质量之间关系,进行线性拟合后得到了CO2在聚合物中精确溶解度数据,校正了反常极值并消除了表面粗糙度对QCM测量的影响。利用多功能双池QCM及相应测量方法,本文分别得到了不同温度压力下,IBU在SCCO2中溶解度以及CO2/IBU混合物在PMMA、PAA、PMAA和PMA中溶解度,基于无限稀释理论,进一步得到了IBU在四种聚合物中独立溶解度以及IBU在各聚合物相和SCCO2相中的分配系数。利用高压可视釜研究了CO2-聚合物和IBU-聚合物二元体系中,CO2和IBU的独立塑化作用,并研究了在CO2-IBU-聚合物三元体系中,在不同CO2压力和IBU含量条件下,聚合物Tg的退化行为,结果证明了CO2和IBU对聚合物的协同塑化作用诱导Tg退化。相比起PMMA,PET是市场应用更广的聚酯塑料之一,基于SCCO2-渗透质-聚合物三元体系的研究基础,本文首次研究了在SCCO2环境中,用固体酸催化剂催化水解废弃PET。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)和滴定法证明了PET水解时的链断裂是链末端酯键和链内酯键共同断裂的结果,通过将Arrhenius方程引入动力学方程,用温度和CO2压力分别关联频率因子和表观活化能,构建了PET在SCCO2中水解的新动力学模型,并研究了温度和压力对水解反应的影响。本文提出并证明了一个有趣的机理用于解释水解过程,即SCCO2同时携带水分子和水合氢离子进入溶胀后的PET无定型区中,致使水解反应优先在PET基体的表面和体相无定型区中同时发生。