[發(fā)明專利]超臨界二氧化碳制備雙孔（Bimodal）結(jié)構(gòu)的新方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310506954.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN104558670A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙健;姬敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J9/12
• 分類號(hào): C08J9/12;C08L25/06;C08K3/04;C08K7/00;C08K9/00
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一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種利用超臨界二氧化碳一步泄壓處理多種填料填充的聚合物復(fù)合材料發(fā)泡，得到聚合物雙孔（Bimodal）結(jié)構(gòu)的材料，屬于聚合物成型制備技術(shù)領(lǐng)域。

二、背景技術(shù)

發(fā)泡材料來源于能夠形成比聚合物本身的臨界缺陷尺寸小的大量空隙，由于可節(jié)約大量聚合物原料，其中聚合物微孔發(fā)泡復(fù)合材料因高沖擊韌性、高比強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性以及低介電常數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的特性越來越引起科學(xué)界和工業(yè)界的關(guān)注。超臨界二氧化碳制備發(fā)泡是目前制備微孔發(fā)泡材料的有效方法，通過處理聚苯乙烯、聚甲基甲酰胺、聚乳酸等聚合物制備發(fā)泡材料被廣泛采用。

雙孔（Bimodal）發(fā)泡材料含有小的泡孔保持高的機(jī)械性能，大的泡孔使得材料具有低的密度和降低熱導(dǎo)系數(shù)，目前制備雙孔發(fā)泡材料的方法主要有兩部泄壓法和多發(fā)泡劑（不同成核機(jī)理）法，但是，這些過程存在一些問題，如對(duì)工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高、成核劑(不同成核機(jī)理)選擇等，使得雙孔發(fā)泡材料的制備受到一定的限制，因此如何簡單有效的制備雙孔結(jié)構(gòu)的發(fā)泡材料是備受關(guān)注的問題。

本發(fā)明通過多種填料填充聚苯乙烯、聚甲基甲酰胺等多種聚合物，利用超臨界二氧化碳處理，采用一步法，簡單有效地制備出雙孔發(fā)泡材料，工藝簡單，大大提高了效率，適用面廣。

三、發(fā)明內(nèi)容

為了制備具有雙孔結(jié)構(gòu)的發(fā)泡復(fù)合材料，本發(fā)明提供了一種填充多種填料，利用超臨界二氧化碳，制備得到雙孔結(jié)構(gòu)的發(fā)泡復(fù)合材料。

具體實(shí)驗(yàn)步驟為：

A)多種填料以一定的比例在溶劑中混合均勻后，與聚合物材料均勻復(fù)合制備聚合物復(fù)合材料；

B)連接好反應(yīng)裝置，檢查氣密性，一定厚度的聚合物復(fù)合材料放入反應(yīng)釜中，保持設(shè)定溫度和壓力一定時(shí)間；

C)反應(yīng)釜快速泄壓，樣品置于冰水浴中冷卻得到雙孔發(fā)泡材料；

D)冷卻后，取出樣品。

在上述的試驗(yàn)方法中，填料可以是碳納米管、石墨烯、粘土、納米纖維、蒙脫土、石墨等材料。

在上述的試驗(yàn)方法中，基體材料可以是聚苯乙烯、聚甲基甲酰胺、聚乳酸等聚合物。

在上述的試驗(yàn)方法中，超臨界二氧化碳或其它異質(zhì)體親核制備發(fā)泡材料體系均適用。

四、附圖說明

圖1是石墨烯和碳納米管作為填料得到的雙孔發(fā)泡SEM圖像；

圖2是石墨烯作為填料得到的單孔發(fā)泡SEM圖像；

圖3是碳納米管作為填料得到的單孔發(fā)泡SEM圖像；

圖4是氧化石墨烯和碳納米管作為填料得到的雙孔發(fā)泡SEM圖像；

圖5是氧化石墨烯作為填料得到的單孔發(fā)泡SEM圖像。

五、具體實(shí)施方式

下面介紹一下本發(fā)明的實(shí)施例。

實(shí)施例一：

石墨烯和碳納米管作為填料填充聚苯乙烯，超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料：稱取一定量石墨烯和碳納米管混合物作為填料，另外也稱取一定的石墨烯和碳納米管分別作為填料，采用超臨界二氧化碳溶脹快速泄壓發(fā)泡，冰水浴冷卻得到得到異質(zhì)體發(fā)泡材料。

圖1采用石墨烯和碳納米管作為填料得到的聚苯乙烯雙孔（Bimodal）結(jié)構(gòu)的發(fā)泡材料，圖2為石墨烯作為填料得到的單孔發(fā)泡材料，圖3為碳納米管作為填料得到的單孔發(fā)泡材料。

實(shí)施例二：

氧化石墨烯和碳納米管作為填料填充聚苯乙烯，超臨界二氧化碳制備發(fā)泡材料：稱取一定量氧化石墨烯和碳納米管混合物作為填料，另外也稱取一定的功能化石墨烯和碳納米管分別作為填料，采用超臨界二氧化碳溶脹快速泄壓發(fā)泡，冰水浴冷卻得到得到異質(zhì)體發(fā)泡材料。

圖4采用氧化石墨烯和碳納米管作為填料得到的聚苯乙烯雙孔結(jié)構(gòu)的發(fā)泡材料，圖5為氧化石墨烯作為填料得到的單孔發(fā)泡材料。