[发明专利]聚合物双峰泡孔材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚合物双峰泡孔材料的制备方法，其包括如下步骤：a)称取第一树脂、第二树脂，并混合，得到共混物；b)对所述共混物进行退火处理，得到预制品，其中退火的温度T为150℃～260℃，退火的时间S为5min～300min；c)将所述预制品放置在高压釜中,通入发泡气体，进行物理发泡，得到发泡材料，所述发泡材料包括多个第一闭孔；d)将发泡材料浸入一刻蚀溶液中，使所述发泡材料中的第二树脂被刻蚀以形成多个第二开孔，得到聚合物双峰泡孔材料。本发明还提供一种聚合物双峰泡孔材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种开孔聚合物泡沫材料及其制备方法。

背景技术

聚合物发泡材料是指以聚合物(塑料、橡胶、弹性体或天然高分子材料)为基体而其内部具有无数气泡的微孔材料，也可以视为以气体为填料的复合材料。聚合物发泡材料具有质轻、抗冲击性能好、比强度高、隔热、吸音、药物缓释等优点。目前，聚合物发泡材料已广泛应用于包装、家用电器、汽车零部件、体育、建筑、分离膜、吸油材料、医药等领域。

近年来，具有双峰泡孔结构的聚合物发泡材料引起了广泛的关注。这种材料含有两种不同泡孔尺寸。科学研究发现，与传统的单峰聚合物发泡材料相比，聚合物双峰泡孔材料具有更加优异的性能，例如缺口冲击强度提高(Bao J B，et al.Journal of CellularPlastics，2014，50(4)：381～393)、吸声效果增强(Mosanenzadeh S G，et al.Journal ofApplied Polymer Science，2014，131(7)：39518(1～11))、隔热效果更加优异(Gong P J，et al.Carbon，2017，120：1～10)、在生物医学中组织工程支架方面具有良好应用前景(YuP，et al.Industrial&Engineering Chemistry Research，2015，54(23)：6199～6207)等。

目前，常用的制备聚合物双峰泡孔材料的方法有以下四种：两步卸压法、双发泡剂法、升温降压法和降温降压法。

两步卸压法是通过人为进行两步卸压，诱发两次压力降，形成两次泡孔成核。其中，第一次泡孔成核后因有一定的生长时间，会形成大孔，第二次泡孔成核会形成小孔。例如马忠雷通过两步卸压法制备了含双峰泡孔结构的聚碳酸酯(PC)泡沫。研究发现，饱和温度、饱和压力、卸压程序以及两次卸压的时间差对双峰泡沫的形成影响很大(Ma Z L，etal.Journal of Cellular Plastics，2014，50(1)：55～79)。由于该方法在第二步卸压后，第一步卸压形成的泡孔仍然会长大，难以精确控制泡孔尺寸。

双发泡剂法利用两种发泡剂在聚合物中成核时间的差异来达到制备双峰泡孔的目的。成核时间较早的发泡剂会形成大泡孔，另一种发泡剂会形成小泡孔。如果两种发泡剂成核的时间间隔过长，则不易形成双峰泡孔。这种方法的缺点是发泡剂的种类难以选择，并且对于不同种类的聚合物都需要重新选择发泡剂的种类，需要投入大量的研究。

升温降压法是通过一步升温和一步降压引发两次气体过饱和而形成两次成核来制备双峰泡孔结构。许琳琼等通过先升温后降压的方法，利用间歇发泡法制备了双峰分布的PS发泡材料，发现当升温过程的温差小于10℃时，不能形成双峰泡孔(许琳琼，黄汉雄.高分子学报，2013，(11)：1357～1362)。而降温降压法是通过迅速降温导致釜内压力迅速下降，使聚合物基体内的气体达到过饱和诱发首次泡孔成核形成大孔，再进行一次降压形成小孔而制备双峰泡孔。后两种方法的操作更加复杂，对实验条件的控制更加精确，设备比较繁琐，甚至有可能不能制备出双峰泡孔，更难以调控双峰泡孔的尺寸。