[發(fā)明專利]聚合物雙峰泡孔材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109929135A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐永艷;鄭文革;劉偉;吳明輝;黃朋科
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C08J9/40
• 分類號: C08J9/40;C08L33/12;C08L25/06;C08L67/04;C08L23/12
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 姚海波

本發(fā)明涉及一種聚合物雙峰泡孔材料的制備方法，其包括如下步驟：a)稱取第一樹脂、第二樹脂，并混合，得到共混物；b)對所述共混物進(jìn)行退火處理，得到預(yù)制品，其中退火的溫度T為150℃～260℃，退火的時(shí)間S為5min～300min；c)將所述預(yù)制品放置在高壓釜中,通入發(fā)泡氣體，進(jìn)行物理發(fā)泡，得到發(fā)泡材料，所述發(fā)泡材料包括多個(gè)第一閉孔；d)將發(fā)泡材料浸入一刻蝕溶液中，使所述發(fā)泡材料中的第二樹脂被刻蝕以形成多個(gè)第二開孔，得到聚合物雙峰泡孔材料。本發(fā)明還提供一種聚合物雙峰泡孔材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開孔聚合物泡沫材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物發(fā)泡材料是指以聚合物(塑料、橡膠、彈性體或天然高分子材料)為基體而其內(nèi)部具有無數(shù)氣泡的微孔材料，也可以視為以氣體為填料的復(fù)合材料。聚合物發(fā)泡材料具有質(zhì)輕、抗沖擊性能好、比強(qiáng)度高、隔熱、吸音、藥物緩釋等優(yōu)點(diǎn)。目前，聚合物發(fā)泡材料已廣泛應(yīng)用于包裝、家用電器、汽車零部件、體育、建筑、分離膜、吸油材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。

近年來，具有雙峰泡孔結(jié)構(gòu)的聚合物發(fā)泡材料引起了廣泛的關(guān)注。這種材料含有兩種不同泡孔尺寸。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的單峰聚合物發(fā)泡材料相比，聚合物雙峰泡孔材料具有更加優(yōu)異的性能，例如缺口沖擊強(qiáng)度提高(Bao J B，et al.Journal of CellularPlastics，2014，50(4)：381～393)、吸聲效果增強(qiáng)(Mosanenzadeh S G，et al.Journal ofApplied Polymer Science，2014，131(7)：39518(1～11))、隔熱效果更加優(yōu)異(Gong P J，et al.Carbon，2017，120：1～10)、在生物醫(yī)學(xué)中組織工程支架方面具有良好應(yīng)用前景(YuP，et al.Industrial&Engineering Chemistry Research，2015，54(23)：6199～6207)等。

目前，常用的制備聚合物雙峰泡孔材料的方法有以下四種：兩步卸壓法、雙發(fā)泡劑法、升溫降壓法和降溫降壓法。

兩步卸壓法是通過人為進(jìn)行兩步卸壓，誘發(fā)兩次壓力降，形成兩次泡孔成核。其中，第一次泡孔成核后因有一定的生長時(shí)間，會形成大孔，第二次泡孔成核會形成小孔。例如馬忠雷通過兩步卸壓法制備了含雙峰泡孔結(jié)構(gòu)的聚碳酸酯(PC)泡沫。研究發(fā)現(xiàn)，飽和溫度、飽和壓力、卸壓程序以及兩次卸壓的時(shí)間差對雙峰泡沫的形成影響很大(Ma Z L，etal.Journal of Cellular Plastics，2014，50(1)：55～79)。由于該方法在第二步卸壓后，第一步卸壓形成的泡孔仍然會長大，難以精確控制泡孔尺寸。

雙發(fā)泡劑法利用兩種發(fā)泡劑在聚合物中成核時(shí)間的差異來達(dá)到制備雙峰泡孔的目的。成核時(shí)間較早的發(fā)泡劑會形成大泡孔，另一種發(fā)泡劑會形成小泡孔。如果兩種發(fā)泡劑成核的時(shí)間間隔過長，則不易形成雙峰泡孔。這種方法的缺點(diǎn)是發(fā)泡劑的種類難以選擇，并且對于不同種類的聚合物都需要重新選擇發(fā)泡劑的種類，需要投入大量的研究。

升溫降壓法是通過一步升溫和一步降壓引發(fā)兩次氣體過飽和而形成兩次成核來制備雙峰泡孔結(jié)構(gòu)。許琳瓊等通過先升溫后降壓的方法，利用間歇發(fā)泡法制備了雙峰分布的PS發(fā)泡材料，發(fā)現(xiàn)當(dāng)升溫過程的溫差小于10℃時(shí)，不能形成雙峰泡孔(許琳瓊，黃漢雄.高分子學(xué)報(bào)，2013，(11)：1357～1362)。而降溫降壓法是通過迅速降溫導(dǎo)致釜內(nèi)壓力迅速下降，使聚合物基體內(nèi)的氣體達(dá)到過飽和誘發(fā)首次泡孔成核形成大孔，再進(jìn)行一次降壓形成小孔而制備雙峰泡孔。后兩種方法的操作更加復(fù)雜，對實(shí)驗(yàn)條件的控制更加精確，設(shè)備比較繁瑣，甚至有可能不能制備出雙峰泡孔，更難以調(diào)控雙峰泡孔的尺寸。