[發(fā)明專利]一種聚合物微納米纖維增強聚乙烯醇發(fā)泡材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910164165.5
• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109912911B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭正;謝娟;潘瑋;焦姍姍
• 申請（專利權(quán)）人: 中原工學院
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L51/06;C08L71/02;C08K5/053;C08J9/14
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 冉珊敏

本發(fā)明涉及復合材料或高分子發(fā)泡材料領(lǐng)域，特別是指一種聚合物微納米纖維增強聚乙烯醇發(fā)泡材料的制備方法。針對現(xiàn)有聚乙烯醇發(fā)泡材料機械強度低的問題，本發(fā)明以在聚乙烯醇中原位成形的甲基丙烯酸甘油酯接枝聚乙烯微納米纖維和聚乙烯醇為主要組成部分，添加發(fā)泡劑和交聯(lián)劑，制備聚乙烯醇發(fā)泡復合材料，利用復合材料可以互相取長補短、產(chǎn)生協(xié)同效應的優(yōu)點有效的提高了發(fā)泡材料的機械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復合材料或高分子發(fā)泡材料領(lǐng)域，特別是指一種聚合物微納米纖維增強聚乙烯醇發(fā)泡材料的制備方法。

背景技術(shù)

發(fā)泡材料具有輕質(zhì)、耐熱、價格低廉等優(yōu)點，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、包裝業(yè)、交通運輸業(yè)等得到廣泛應用，我國發(fā)泡材料主要集中在聚苯乙烯發(fā)泡材料、聚丙烯發(fā)泡材料、聚氨酯發(fā)泡材料和聚乙烯發(fā)泡材料。傳統(tǒng)的發(fā)泡材料在環(huán)境中不易降解，對環(huán)境造成一定污染。聚乙烯醇（PVA）是聚醋酸乙烯酯的水解產(chǎn)物，具多羥基結(jié)構(gòu)，無毒，有良好的粘接性、耐熱性、親水性，且易降解。聚乙烯醇泡沫材料具有良好的耐磨耐候性，易降解，化學穩(wěn)定性、生物相容性好，但力學性能較差，使得聚乙烯醇發(fā)泡材料未得以廣泛應用。

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的日新月異，人們對材料提出的要求也日益的廣泛和苛刻，單一組分的材料通常已難以滿足社會及生產(chǎn)的需要。將兩種或兩種以上的異質(zhì)、異形、異性的材料通過一定的工藝組合成復合材料，滿足人們在某方面性能的預期要求，已成為開發(fā)高性能材料的重要途徑。可以說材料的復合化是當今材料行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。為克服泡沫材料的性能缺陷，可加入一些纖維增強材料并使其黏結(jié)為一個整體，纖維能起到傳遞載荷的作用，可賦予泡沫材料優(yōu)良的綜合性能。當纖維的直徑小到亞微米或納米量級時，纖維就表現(xiàn)出一系列奇異的特性，如：具有極大比表面積大，導致表面能和活性增大，從而產(chǎn)生了表面效應、量子尺寸效應、小尺寸效應等。另外，納米纖維在柔性及力學性能等方面也具有驚人特性。專利201410229516.3制備了由聚乙烯醇和納米纖維組成聚乙烯醇復合泡沫材料，其將納米纖維懸浮液加入聚乙烯醇溶液中，在攪拌狀態(tài)下蒸發(fā)溶劑，冷凍成形，冷凍干燥后得到所述聚乙烯醇復合泡沫材料。但是其使用的納米纖維素的獲得則需要化學或酶預處理，需消耗大量能源。本發(fā)明聚乙烯醇復合泡沫材料添加了納米纖維，增強了泡沫材料的防水性，從而提升了泡沫的尺寸穩(wěn)定性；另一方面則增加了泡沫的抗壓縮強度和模量。

原位成纖是一種在加工過程中，兩種熱力學不相容且具有不同熔點的聚合物在其熔點以上的溫度下拉伸，分散相在拉伸流場和剪切流場的共同作用下形成具有一定長徑比的微纖，原位形成一種纖維增強材料的方法。在原位成纖增強技術(shù)的研究中，目前還沒有采用原位成纖增強聚乙烯醇發(fā)泡材料的相關(guān)研究報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高強度PVA（聚乙烯醇）發(fā)泡材料的制備方法，公開了一種聚合物微納米纖維增強聚乙烯醇發(fā)泡材料的制備方法，針對現(xiàn)有聚乙烯醇發(fā)泡材料機械強度低的問題，本發(fā)明以在聚乙烯醇中原位成形的甲基丙烯酸甘油酯接枝聚乙烯微納米纖維和聚乙烯醇為主要組成部分，添加發(fā)泡劑和交聯(lián)劑，制備聚乙烯醇發(fā)泡復合材料，利用復合材料可以互相取長補短、產(chǎn)生協(xié)同效應的優(yōu)點有效的提高了發(fā)泡材料的機械性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種聚合物微納米纖維增強聚乙烯醇發(fā)泡材料的制備方法，步驟如下：

（1）按重量份稱取PVA、丙三醇和聚乙二醇投入高速混合機中，控制混合溫度為50℃~70℃，混合均勻后在150℃~180℃用雙螺桿擠出機熔融共混并造粒得到增塑PVA顆粒；

（2）將步驟（1）得到的增塑PVA顆粒與甲基丙烯酸甘油酯接枝聚乙烯粒子按重量份投入高速混合機中，控制混合溫度為50℃~70℃，混合均勻后，在160℃～180℃用雙螺桿擠出機熔融共混擠出，同時通過牽引裝備進行4～12倍拉伸，然后將拉伸過的共混料條切粒，得到共混顆粒；