全生物可降解微米发泡材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及可降解高分子材料技术领域，公开了一种全生物可降解微米发泡材料及其制备方法与应用，所述方法包括：将包含100重量份的聚乙醇酸、1

【技术实现步骤摘要】
全生物可降解微米发泡材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及可降解高分子材料
，具体涉及一种全生物可降解微米发泡材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前市面上大部分的发泡塑料都是石油基产品，如聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚乙烯，聚丙烯等，此类产品的优势是密度低，性能好，价格便宜，但最大的问题是难回收，不易降解，是环境中“白色污染”的主要来源。
[0003]因此开发可降解材料以替代目前使用的大部分不可降解或难回收的泡沫塑料，是解决“白色污染”的重要途径。目前常见的可降解材料主要是脂肪族聚酯，包括聚乳酸PLA、聚羟基脂肪酸酯PHA、聚苯酯PHB和聚乙醇酸PGA。其中，与PLA、PHA和PHB相比，聚乙醇酸PGA的重量单元最短，降解速度快，因而全生物可降解性能最好，是人们寄予厚望的材料。
[0004]但是，聚乙醇酸由于其本身为线性分子，在加工过程中容易发生降解，因而存在不发泡或者难发泡的问题。当原料中聚乙醇酸的含量比较高，例如大于60wt％时，得到的聚乙醇酸材料的成型性差，倍率低，泡孔不均匀，力学性能差。所以目前一般将聚乙醇酸作为辅助组分与其他聚合物共混，这样得到的产品性能主要以其他聚合物为主，难以体现聚乙醇酸高刚性、易降解的性能特点。
[0005]CN109280350A涉及一种快速成型可降解复合材料及其制备方法，按质量份，所述材料包括聚乳酸(PLA)50
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80、聚乙醇酸(PGA)20
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50、羧基化增韧剂5
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50、羧基封闭剂5
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30、增粘发泡剂1
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10、活性调节剂0.5
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2份、熔体强度调节剂0.5
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1。该方法的优点是结合了动态交联和发泡技术，制备了一种快速成型的可降解复合材料，但是，该材料中聚乙醇酸的用量比较小，聚乳酸的用量比较大，导致材料的降解速度较慢，且耐热性能差，限制了其在高温环境的使用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了克服现有技术中聚乙醇酸存在的发泡难的问题，提供一种全生物可降解微米发泡材料及其制备方法与应用。本专利技术中提供的全生物可降解微米发泡材料的制备方法，解决了聚乙醇酸发泡难的技术问题，得到的全生物可降解微米发泡材料具有成型性好，发泡倍率高，泡孔均匀且致密，质量轻且力学性能优异的特点。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种全生物可降解微米发泡材料的制备方法，所述方法包括：将包含100重量份的聚乙醇酸、1
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5重量份的熔体增强剂、0.1
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1.5重量份的抗氧剂和0.1
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1重量份的成核剂的原料混合后进行挤出超临界气体发泡或者间歇超临界气体发泡，得到全生物可降解微米发泡材料；
[0008]其中，所述聚乙醇酸的重均分子量为50000
‑
300000g/mol，240℃和载荷2.16kg下的熔融指数为20
‑
40g/10min；所述熔体增强剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的共聚物和/或多异氰酸酯类化合物。
[0009]本专利技术第二方面提供了一种由本专利技术第一方面提供的制备方法制备制得的全生物可降解微米发泡材料。
[0010]本专利技术第三方面提供了一种由本专利技术第二方面提供的可降解微米发泡材料在可降解包装、发泡板材中的应用。
[0011]通过上述技术方案，本专利技术所提供的全生物可降解微米发泡材料，以及全生物可降解微米发泡材料的制备方法和应用能够获得以下有益的效果：
[0012]1)本专利技术中提供的全生物可降解微米发泡材料的制备方法，成功突破了聚乙醇酸不发泡或发泡难的问题，得到了不同发泡倍率的样品，推进了聚乙醇酸在生物可降解包装材料领域的应用；
[0013]2)本专利技术中提供的全生物可降解微米发泡材料，具有成型性好，发泡倍率高，泡孔均匀且致密，质量轻且力学性能优异的特点。
附图说明
[0014]图1为实施例1所得全生物可降解微米发泡材料的扫描电镜图；
[0015]图2为实施例7所得全生物可降解微米发泡材料的扫描电镜图；
[0016]图3为对比例2所得全生物可降解微米发泡材料的扫描电镜图。
具体实施方式
[0017]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0018]本专利技术第一方面提供了一种全生物可降解微米发泡材料的制备方法，所述方法包括：将包含100重量份的聚乙醇酸、1
‑
5重量份的熔体增强剂、0.1
‑
1.5重量份的抗氧剂和0.1
‑
1重量份的成核剂的原料混合后进行挤出超临界气体发泡或者间歇超临界气体发泡，得到全生物可降解微米发泡材料；
[0019]其中，所述聚乙醇酸的重均分子量为50000
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300000g/mol，240℃和载荷2.16kg下的熔融指数为20
‑
40g/10min；所述熔体增强剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的共聚物和/或多异氰酸酯类化合物。
[0020]在本专利技术中，专利技术人经过研究发现，将特定性能参数的聚乙醇酸与含有甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的共聚物和/或多异氰酸酯类化合物、抗氧剂和成核剂混合后进行超临界气体发泡，可以明显改善聚乙醇酸的发泡性能，将发泡倍率提高4
‑
30倍，使得得到的聚乙醇酸微米发泡材料不仅泡孔大小均匀致密性好，而且密度小，硬度大，市场应用前景好。
[0021]本专利技术一些具体实施方式中，优选地，所述方法包括：将包含100重量份的聚乙醇酸、2
‑
4重量份的熔体增强剂、0.5
‑
1重量份的抗氧剂和0.3
‑
0.6重量份的成核剂的原料混合后进行挤出超临界气体发泡或者间歇超临界气体发泡，得到全生物可降解微米发泡材料；
[0022]其中，所述聚乙醇酸的重均分子量为100000
‑
250000g/mol，240℃和载荷2.16kg下的熔融指数为25
‑
30g/10min；所述熔体增强剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的共聚物。
[0023]本专利技术一些具体实施方式中，优选地，所述共聚物中甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的含量为6
‑
16wt％，所述共聚物的重均分子量为5500
‑
7500g/mol；进一步优选地，所述共聚物中甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的含量为8
‑
12wt％，所述共聚物的重均分子量为6000
‑
7000g/mol；
[0024]进一步优选地，所述共聚物选自苯乙烯
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全生物可降解微米发泡材料的制备方法，所述方法包括：将包含100重量份的聚乙醇酸、1
‑
5重量份的熔体增强剂、0.1
‑
1.5重量份的抗氧剂和0.1
‑
1重量份的成核剂的原料混合后进行挤出超临界气体发泡或者间歇超临界气体发泡，得到全生物可降解微米发泡材料；其中，所述聚乙醇酸的重均分子量为50000
‑
300000g/mol，240℃和载荷2.16kg下的熔融指数为20
‑
40g/10min；所述熔体增强剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的共聚物和/或多异氰酸酯类化合物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法包括：将包含100重量份的聚乙醇酸、2
‑
4重量份的熔体增强剂、0.5
‑
1重量份的抗氧剂和0.3
‑
0.6重量份的成核剂的原料混合后进行挤出超临界气体发泡或者间歇超临界气体发泡，得到全生物可降解微米发泡材料；其中，所述聚乙醇酸的重均分子量为100000
‑
250000g/mol，240℃和载荷2.16kg下的熔融指数为25
‑
30g/10min；所述熔体增强剂为含有甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的共聚物。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述共聚物中甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的含量为6
‑
16wt％，所述共聚物的重均分子量为5500
‑
7500g/mol；优选地，所述共聚物中甲基丙烯酸缩水甘油酯基团的含量为8
‑
12wt％，所述共聚物的重均分子量为6000
‑
7000g/mol；进一步优选地，所述共聚物选自选自苯乙烯
‑
丙烯腈
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甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯
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丙烯酸甲酯
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甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸乙酯
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甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、POE弹性体
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甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、苯乙烯
‑
甲基丙烯酸酯
‑
甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述多异氰酸酯类化合物选自甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯和聚异氰酸酯中的至少一种，优选所述多异氰酸酯类化合物为聚异氰酸酯；优选地，所述聚异氰酸酯25℃的粘度为100
‑
300mPa

【专利技术属性】
技术研发人员：孙苗苗，孙小杰，王荣，陈兰兰，梁文斌，李亚飞，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：