[發明專利]一種PHBV微孔發泡材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010322189.1
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111363326B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 閆海闊;趙玲;吳明艷
• 申請（專利權）人: 寧波致微新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L67/04
• 分類號: C08L67/04;C08J9/12
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 單燕君

本發明涉及發泡材料技術領域，特別涉及一種PHBV微孔發泡材料及其制備方法，該PHBV微孔發泡材料由PHBV組合物通過發泡工藝制備得到，所述PHBV組合物中所用PHBV的重量百分比為90～100％；所用PHBV的重均分子量為3～35萬，其中羥基戊酸酯摩爾含量為1～20mol％；所用方法采用的是二步發泡法。制備得到的發泡材料孔徑較小，孔密度較大，為PHBV的應提供了基礎。

技術領域

本發明涉及發泡材料技術領域，特別涉及一種PHBV微孔發泡材料及其制備方法。

背景技術

目前，泡沫材料已經成為我們生活及工農業生產中不可或缺的化工產品。傳統的泡沫材料主要以石油基高分子材料為主，但是，石油基高分子材料不僅是不可再生資源，而且不能被微生物自然降解，為生態環境帶來巨大的負擔，引發嚴重的白色污染問題。因此，研究可生物降解的高分子泡沫材料來解決目前存在的環境問題顯的十分重要。

聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)(簡稱PHBV)是一種完全可生物降解的聚羥基丁酸酯和聚羥基戊酸酯的共聚物，是由細菌發酵合成的熱塑性脂肪族聚酯。PHBV是以淀粉為原料，運用發酵工程技術制備的高分子材料，在此過程中消耗更少的石化資源，并且完全可生物降解，它比其他高分子更加環保，解決白色污染等實際問題意義重大，是一種石化基塑料的潛在替代品。此外，PHBV還具有良好的生物相容性、氣水阻隔性、光學活性等許多優良特性，可以在生物自毀材料、生物骨架、可降解外包裝等新舊領域得到廣泛應用。

PHBV的生物基發泡材料與未發泡的材料相比，發泡材料以其獨特的結構擁有諸多優良的性能，發泡材料具有熱穩定高、介電常數低、熱導率低、易細胞生殖等優異性能。但是目前關于純PHBV發泡材料的研究較少。

Moigne等人(European Polymer Journal,2014,vol 61:157-171)通過超臨界二氧化碳輔助擠出發泡法制備了孔隙率為50％的PHBV/有機粘土復合泡沫。Damian Szegda等人(Journal of Cellular Plastics,2014,Vol.50(2)145–162)加入碳酸氫鈉和檸檬酸及碳酸鈣成核劑的化學發泡劑對聚(3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯)進行擠出發泡，與純PHBV相比，擠出泡沫的密度降低了約60％。

PHBV材料本身的特性，例如結晶度高、球晶大的特點制約著PHBV材料的可發泡性，目前國內外尚未有文獻報道具有均勻泡孔孔徑和高孔密度的PHBV微孔發泡材料。而在將PHBV微孔發泡材料進行實際應用生產化時，其泡孔孔徑以及孔密度對實際應用具有關鍵的影響，若能控制PHBV發泡材料的泡孔平均直徑在50微米以下、且孔密度在10⁸個/cm³以上，這將為PHBV在藥物緩釋、細菌培養方面的應用鋪平道路。因此，為了便于PHBV發泡的應用，亟待開發新型PHBV可降解泡沫材料來滿足實際使用要求，并通過這種發泡材料部分或全部替代目前的發泡材料。

發明內容

本發明的目的在于解決目前PHBV材料所存在的不足，提供一種PHBV微孔發泡材料，同時，也提供了這種發泡材料的制備方法。利用所提供的方法，能夠制備得到孔徑為6～22微米、孔密度大于10⁸個/cm³的PHBV微孔發泡材料。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種PHBV微孔發泡材料，所述PHBV微孔發泡材料由PHBV組合物通過發泡工藝制備得到，所述PHBV組合物中所用PHBV的重量百分比為90～100％；所用PHBV的重均分子量為3～35萬，其中羥基戊酸酯摩爾含量為1～20mol％。

在本申請中，對于原料的選擇非常重要，這是本申請得以實現的關鍵之一。具體的，將原料的參數限制為重均分子量為3～35萬，其中羥基戊酸酯摩爾含量為1～20mol％。

進一步的，更優選的羥基戊酸酯摩爾含量為1～10mol％。