本发明专利技术属于高分子材料技术领域，公开了一种聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料及其制备方法。该方法以聚丁二酸丁二醇酯离聚物为原料，超临界CO2为发泡剂，通过间歇发泡的方式实现。本发明专利技术方法有效克服了聚丁二酸丁二醇酯熔体强度低不易发泡的难点，解决了现有产品中存在的开孔率高、泡孔尺寸大且不均匀、泡孔质量难以调控的技术问题，改善了聚丁酸丁二醇酯发泡材料的泡孔质量，使得发泡材料的泡孔尺寸和泡孔密度易于调控，制得材料密度低、发泡倍率高、泡孔尺寸小、泡孔密度大的发泡材料。本发明专利技术以超临界CO2为发泡剂，具有价格低廉、操作易于控制、无毒无污染等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料
，特别涉及。
技术介绍
由于聚合物微孔发泡材料内部具有大量微米级的泡孔，使其在显著降低聚合物制品的质量的同时不显著降低材料机械性能，有效减少塑料的用量并降低成本，具有冲击强度高、质量轻、导热系数和介电常数低等优点，广泛应用于建筑、包装、汽车、军事、航天等各个领域。超临界0)2由于其价格低廉、操作易于控制、无毒无污染等优点，成为发泡领域工业生产和科学研究的热点，成为最有应用前景的替代发泡剂，且它在聚合物基体中溶解度高、扩散速度快，易于调控发泡材料的泡孔尺寸和密度。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是源于生物基材的半结晶脂肪族聚酯，具有良好的热塑性、分子柔韧性和生物降解性能，成为最具发展潜力的脂肪族聚酯之一，但是PBS分子主链是由非极性的酯键和亚甲基结构单元组成，分子间作用力小，内聚能密度和熔体强度较低，因此存在热学和力学性能缺陷，不利于其发泡成型。添加成核剂是改善PBS发泡材料性能的一种方法。Lim等分别在〈大分子科学B部分:物理 > (Journal of Macromolecular Science Part B-Physics，2011，50:100-110)、(Journal of Macromolecular Science Part B-Physics，2011，50:1171-1184)和〈聚合物工程和科学 > (Polymer Engineering and Science，2011，51:1316-1324)上撰文，报道了用PBS与多壁碳纳米管、碳纳米纤维、有机粘土的共混材料来制备发泡材料。Zhang等在〈应用聚合物科学 > (Journal of Applied Polymer Science，2012，126:756-761)上撰文，报道了添加滑石粉为成核剂的PBS发泡材料的制备。Hu等在〈碳水化合物聚合物> (CarbohydratePolymer，2015，129:208-215)上撰文，报道了经纳米微晶乙酰化纤维素(ACNC)增强PBS的发泡材料的制备。通过扩链或使PBS接枝交联增加熔体强度也是改善PBS发泡材料性能的一种解决方法。Kamarudin 等在〈聚合物降解与稳定 > (PolymerDegradat1n and Stability，1998，62:551-557)上撰文，报道了经辐照交联的PBS发泡材料的制备方法。Lim等在〈大分子研究 > (Macromolecular Research，2008，16:218-223)上撰文，报道了经接枝和交联 PBS发泡材料的制备。Li等在〈应用聚合物科学> (Journal of Applied Polymer Science，2013，127:3586-3594)上撰文，报道了以DCP为交联剂，并添加三羟甲基丙烷三丙烯甲酯(TMPTMA)改性PBS，对改性后的PBS进行发泡。Zhou等〈聚合物工程和科学> (PolymerEngineering and Science，2011，55:988-994)上撰文，报道了将扩链剂和PBS在哈克流变仪中熔融共混，使PBS扩链，研究了扩链后的PBS的发泡性能。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料的制备方法。该方法以超临界0)2为发泡剂，用间歇发泡的方法制得，绿色环保，对环境不造成任何危害和污染。本专利技术方法有效克服了聚丁二酸丁二醇酯熔体强度低不易发泡的难点，解决了现有产品中存在的开孔率高、泡孔尺寸大且不均匀、泡孔质量难以调控的技术问题，改善了聚丁酸丁二醇酯发泡材料的泡孔质量，使得发泡材料的泡孔尺寸和泡孔密度易于调控，制得材料密度低、发泡倍率高、泡孔尺寸小、泡孔密度大的发泡材料。本专利技术另一目的在于提供上述方法制备的聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料。本专利技术的目的通过下述方案实现:—种聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料的制备方法，该方法以聚丁二酸丁二醇酯离聚物为原料，超临界0)2为发泡剂，通过间歇发泡的方式实现。所述间歇发泡的方式优选为先在90?140°C，注入超临界CO2控制压力为15?25MPa，再降温至70?110°C，快速卸压，冷却，得到发泡材料。更优选为先在90?140°C，注入超临界CO2控制压力为15?25MPa下保持0.5?8h，再降温至70?110°C保持10?30min，快速卸压，冷却，得到发泡材料。上述制备方法首先通过高温注入超临界CO2使其溶解并充分饱和，再通过降温、降压，使含有饱和气体的聚合物泡核生成并长大，最终冷却定型，获得发泡材料。上述方法具体包括以下步骤:将聚丁二酸丁二醇酯离聚物加入反应釜中，升温至90?140°C，注入超临界C02，控制压力为15?25MPa，恒温0.5?8h，快速降温至70?110°c，保持10?30min，快速卸压至常压，冷却至室温，得到聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料。所述聚丁二酸丁二醇酯离聚物的离子含量优选为I?1mol%。所述离子的种类包括磺酸根离子、苯磺酸离子和氨基离子等。本专利技术方法制备得到的聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料密度低、发泡倍率高、泡孔尺寸小、泡孔密度大。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果:(I)绿色环保:本专利技术以超临界0)2为发泡剂，具有价格低廉、操作易于控制、无毒无污染等优点。(2)聚丁二酸丁二醇酯离聚物离子基团之间存在静电引力作用，能显著提高材料的熔体强度，有效改善发泡材料的质量，获得泡孔尺寸小、泡孔密度大的发泡材料。(3)聚丁二酸丁二醇酯离聚物中含有的离子基团之间相互吸引聚集，能起到异相成核点的作用，提高发泡材料的质量。(4)聚丁二酸丁二醇酯离聚物中含有的离子基团的含量变化能影响发泡材料泡孔的尺寸和密度分布，易于调控发泡材料的性能。【附图说明】图1为实施例1?7制备得到的发泡材料的泡孔结构SEM图，其中a?g分别对应实施例1?7。图2为实施例1?7制备得到的发泡材料的泡孔直径分布图，其中(a)?(g)分别对应实施例1?7。【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和应用本专利技术。熟悉本领域的技术人员显然可以容易地对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此本专利技术不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本专利技术的揭示，不脱离本专利技术范畴所做出的改进和修改都应该在本专利技术的保护范围之内。另外，聚丁二酸丁二醇酯离聚物的制备方法有很多。含磺酸根离子聚丁二酸丁二醇酯离聚物可根据文献制备，具体如下:将 0.25mol 反丁烯二酸二甲酯和 0.25mol 亚硫酸氢钠溶于甲醇和水(50/50，v/v)溶液中，置于反应器中，在80°C下回流反应8h得到产物反丁烯二酸二甲酯磺酸钠盐，将丁二酸、1，4-丁二醇和反丁烯二甲酸二甲酯磺酸钠盐置于反应器中(其中反丁烯二甲酸二甲酯磺酸钠盐的量为I?1mol %，且包括反丁烯二甲酸二甲酯磺酸钠盐在内的羧基和羟基的比例为1:1.2)，加入0.3wt%钛酸四丁酯，在氮气保护下搅拌，升温至190°C下反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚丁二酸丁二醇酯离聚物微孔发泡材料的制备方法，其特征在于该方法以聚丁二酸丁二醇酯离聚物为原料，超临界CO2为发泡剂，通过间歇发泡的方式实现。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张水洞，汪鹏，彭响方，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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