[發明專利]利用超臨界流體CO2制備輻射改性聚乳酸發泡材料的方法

有效

• 申請號: 201210403700.6
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102911392A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 牛明軍;陳金周;郭凱;謝鵬萍;張麗;王利霞;畢婷婷;袁永潔;李新法
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C08J9/12
• 分類號: C08J9/12;C08J3/28;C08L67/04
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發明屬于高分子材料加工領域，特別涉及一種利用超臨界流體CO₂發泡技術制備⁶⁰Co-γ射線輻射改性后聚乳酸微孔發泡材料的方法。

背景技術

聚合物微孔發泡材料由于內部具有大量微米級的泡孔，使其能在不顯著降低材料機械性能的同時顯著降低聚合物制品的重量，達到節約成本的目的。具有優異的減震緩沖，隔熱吸聲性能，廣泛應用于緩沖減震，消音吸聲，食品包裝，生物醫用以及一次性全降解餐飲具等領域。

聚乳酸是一種具有優異生物相容性和可完全生物降解的脂肪族聚酯類高分子材料，屬于半結晶性聚合物，熔體強度低，加工過程中易發生老化降解，如熱降解，氧化，水解等，均不利于其發泡成型。

超臨界流體CO₂具有操作可控，環境友好的特性，無毒無害無污染，在聚合物中擴散速率快，溶解度高，容易制備泡孔尺寸和密度可控的微孔發泡材料。

中國專利CN1600814A公布了聚乳酸的發泡方法與其發泡體，采用傳統壓出機，先形成發泡前驅物，再加入適量的發泡劑，壓出成型獲得聚乳酸發泡體，屬化學發泡，其生產效率低，成型過程較復雜。

中國專利CN101362833A公布了聚乳酸發泡材料的制備方法，采用無機鹽類發泡劑，偶氮類發泡劑或磺酰肼類發泡劑等化學發泡劑模壓法制備聚乳酸硬質發泡材料。由于化學發泡劑殘留或其他助劑的加入可能會造成該硬質聚乳酸發泡材料不能完全生物降解等問題。

中國專利CN101619258A公布了聚乳酸發泡材料及其制備方法，通過加入增韌劑、成核劑，采用模壓化學發泡法制備聚乳酸發泡塑料，可完全降解，但發泡制品表面性能較差，發泡性能不穩定，難以控制。

中國專利CN101838449A公布了聚乳酸發泡組合物，至少包含聚乳酸，乳化劑，發泡劑與溶劑，以噴涂，滾涂或刷涂方法涂布于聚乳酸發泡紙材上，并于加熱烘烤后形成聚乳酸發泡體，用于各種食品容器的制造。但生產工藝復雜，生產設備要求高。

中國專利CN101899167A公布了聚乳酸發泡方法，采用聚乳酸與微球，添加過氧化物交聯劑在擠出機中擠成聚乳酸片材，使聚乳酸熔體呈現發泡形態，經雙軸壓輥機得到光滑平整的聚乳酸發泡體材料，由于加入過氧化物交聯劑，易產生過度交聯或造成聚乳酸的降解使其發泡過程難以控制，泡孔尺寸不均。

中國專利CN1749319A公布了超臨界CO₂技術制備組織工程用三維多孔支架材料的方法，通過加入致孔劑，放入聚四氟乙烯的模具熱壓成型后，加入到超臨界CO₂高壓釜中，得到100-300微米的PLA三維多孔支架材料，主要應用于生物醫學工程技術領域，因PLA熔體強度較差，容易串孔，難以加工成均勻發泡的微孔材料。

中國專利CN101880404A公布了可生物降解聚乳酸發泡材料的制備方法，將聚乳酸與增韌劑PBAT共混擠出物置于超臨界狀態下的CO₂流體中溶脹，得到聚乳酸共混發泡材料，因共混物擠出過程中很難充分混合，共混物表觀熔體強度不均勻，發泡過程不穩定，且泡孔分布不均勻。

中國專利CN102321269A公布了超臨界CO₂制備介孔二氧化硅/聚乳酸發泡材料的方法，以介孔二氧化硅為成核劑，得聚乳酸與其粗混物洗滌干燥，模壓成型，置于超臨界狀態下的CO₂流體中溶脹，卸壓置于冰水浴中定型，得到介孔二氧化硅/聚乳酸發泡材料，成型過程復雜，生產效率低，泡孔密度較大。

綜上所述，目前關于聚乳酸發泡材料制備方法的專利技術中主要是采用加入化學發泡劑的方法，制備低發泡倍率的發泡材料，容易出現泡孔合并、塌陷、泡孔大小不均勻和化學發泡劑殘留等現象。在已有采用超臨界流體CO₂技術制備聚乳酸發泡材料的方法中，尚未發現利用超臨界流體CO₂技術制備⁶⁰Co-γ射線輻射改性后泡孔尺寸可控的聚乳酸微孔發泡材料的文獻報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用超臨界流體CO₂技術制備輻射改性后聚乳酸微孔發泡材料的新方法，解決由于聚乳酸熔體強度低不易發泡、泡孔尺寸難控的問題。