[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚合物超臨界流體混合發(fā)泡系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210157774.X
• 申請(qǐng)日: 2022-02-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114311487A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董桂偉;王桂龍;王召志;王鈺涵;趙國(guó)群
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B29C44/34
• 分類(lèi)號(hào): B29C44/34;B29C44/60;B29B7/74;C08J9/12;C08L23/12;C08L67/02
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明涉及一種聚合物超臨界流體混合發(fā)泡系統(tǒng)及方法，包括，超臨界流體氣源Ⅰ、超臨界流體氣源Ⅱ、氣源Ⅰ增壓控制泵、氣源Ⅱ增壓控制泵、第一高壓電磁閥、第二高壓電磁閥、反應(yīng)釜、泄壓管路，超臨界流體氣源Ⅰ依次連接氣源Ⅰ增壓控制泵、第一高壓電磁閥，然后與反應(yīng)釜的進(jìn)氣口連接，超臨界流體氣源Ⅱ依次連接氣源Ⅱ增壓控制泵、第二高壓電磁閥，然后與反應(yīng)釜的進(jìn)氣口連接，反應(yīng)釜的進(jìn)氣口與泄壓管路連接。制備的聚合物微孔材料在具有較高發(fā)泡倍率的同時(shí)內(nèi)部泡孔尺寸小、密度高。實(shí)現(xiàn)聚合物微孔材料泡孔結(jié)構(gòu)的可控可調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物微孔材料成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合物超臨界流體混合發(fā)泡系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

公開(kāi)該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

聚合物微孔材料主要通過(guò)發(fā)泡工藝獲得內(nèi)部泡孔結(jié)構(gòu)，使用超臨界流體作為物理發(fā)泡劑的聚合物微孔發(fā)泡工藝因具有發(fā)泡動(dòng)力足、發(fā)泡倍率高、泡孔穩(wěn)定性好、且無(wú)化學(xué)物質(zhì)殘留、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

目前常用的超臨界流體包括超臨界二氧化碳、超臨界氮?dú)獾龋⒖装l(fā)泡技術(shù)方法主要有間歇發(fā)泡、擠出發(fā)泡以及注塑發(fā)泡等。由于目前聚合物超臨界流體發(fā)泡工藝大都只使用一種超臨界流體發(fā)泡劑，導(dǎo)致在聚合物微孔材料泡孔結(jié)構(gòu)的綜合調(diào)控方面具有本質(zhì)性不足：如單一的超臨界二氧化碳所制備的聚合物多孔材料發(fā)泡倍率高但泡孔密度低、尺寸大，又如單一的超臨界氮?dú)馑苽涞木酆衔锒嗫撞牧吓菘酌芏雀摺⒊叽缧。l(fā)泡倍率相對(duì)較低。少數(shù)利用兩種超臨界氣體混合后進(jìn)行發(fā)泡，但所用方法與單一超臨界流體發(fā)泡的方法基本相同，并未真正的實(shí)現(xiàn)混合發(fā)泡，尚不能實(shí)現(xiàn)聚合物微孔材料泡孔結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)和控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種聚合物超臨界流體混合發(fā)泡系統(tǒng)及方法。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

第一方面，一種聚合物超臨界流體混合發(fā)泡系統(tǒng)，包括，超臨界流體氣源Ⅰ、超臨界流體氣源Ⅱ、氣源Ⅰ增壓控制泵、氣源Ⅱ增壓控制泵、第一高壓電磁閥、第二高壓電磁閥、反應(yīng)釜、泄壓管路，超臨界流體氣源Ⅰ依次連接氣源Ⅰ增壓控制泵、第一高壓電磁閥，然后與反應(yīng)釜的進(jìn)氣口連接，超臨界流體氣源Ⅱ依次連接氣源Ⅱ增壓控制泵、第二高壓電磁閥，然后與反應(yīng)釜的進(jìn)氣口連接，反應(yīng)釜的進(jìn)氣口與泄壓管路連接。

在聚合物超臨界流體微孔發(fā)泡過(guò)程中，由于所用超臨界流體的種類(lèi)和性質(zhì)不同，所制備的聚合物多孔材料的泡孔結(jié)構(gòu)及性能也不相同。以常用的超臨界二氧化碳和超臨界氮?dú)鉃槔瑢?duì)大多數(shù)聚合物材料而言，超臨界二氧化碳溶解度高、擴(kuò)散快，所制備的聚合物多孔材料發(fā)泡倍率高但泡孔密度低、尺寸大；而超臨界氮?dú)馊芙舛鹊汀U(kuò)散慢，所制備的聚合物多孔材料泡孔密度高、尺寸小，但發(fā)泡倍率相對(duì)較低。由于目前聚合物超臨界流體發(fā)泡工藝大都只使用一種超臨界流體發(fā)泡劑，導(dǎo)致在聚合物微孔材料泡孔結(jié)構(gòu)的綜合調(diào)控方面具有本質(zhì)性不足。

本發(fā)明的混合發(fā)泡系統(tǒng)及方法，能夠精確控制超臨界流體的注入分壓、混合總壓、飽和時(shí)間和發(fā)泡溫度，配合下游反應(yīng)釜的機(jī)械控制，建立穩(wěn)定可靠的聚合物超臨界流體混合發(fā)泡工藝，實(shí)現(xiàn)了聚合物微孔材料泡孔結(jié)構(gòu)的可控可調(diào)。

本發(fā)明的混合發(fā)泡系統(tǒng)及方法建立了聚合物超臨界流體混合發(fā)泡工藝，通過(guò)兩種超臨界流體發(fā)泡劑的不同分壓配比，協(xié)同發(fā)揮兩種超臨界流體發(fā)泡劑的溶解和擴(kuò)散特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)聚合物微孔材料泡孔結(jié)構(gòu)的可控可調(diào)。制備的聚合物微孔材料在具有較高發(fā)泡倍率的同時(shí)內(nèi)部泡孔尺寸小、密度高。

超臨界流體氣源Ⅰ、氣源Ⅰ增壓控制泵、第一高壓電磁閥組成了氣源Ⅰ的進(jìn)氣管路，超臨界流體氣源Ⅱ、氣源Ⅱ增壓控制泵、第二高壓電磁閥組成了氣源Ⅱ的進(jìn)氣管路。氣源Ⅰ的進(jìn)氣管路、氣源Ⅱ的進(jìn)氣管路出口分別連接反應(yīng)釜。兩種氣源分別單獨(dú)控制。增壓控制泵用于控制氣源的氣壓，高壓電磁閥控制氣源的流量。增壓控制泵優(yōu)選為高壓注射泵。