[发明专利]一种可降解闭孔发泡材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可降解闭孔发泡材料及其制备方法，属于有机高分子化合物技术领域，所述可降解闭孔发泡材料按质量份计，包括100份生物质聚酯，1～5份纤维素纳米晶和1～5份热膨胀微球，其制备方法包括混料、造粒和发泡成型三个工序。该发泡材料具有泡孔细腻均一、泡孔率高、无串孔、表面结皮、硬度高、环境友好的特点，可被加工为片材、板材以及容器等，主要用作包装材料、保温材料和缓冲材料，且制备工艺简单、能耗低。

技术领域

本发明属于有机高分子化合物技术领域，具体涉及一种可降解闭孔发泡材料及其制备方法。

背景技术

随着石化资源的日益枯竭及材料轻量化的进程，可取代石化资源的生物质聚合物材料轻量化的研究和应用日益受到重视。其中，聚丁二酸丁二醇酯由丁二酸和丁二醇经生物发酵而成，易被自然界的多种微生物分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料，具有良好的生物相容性和生物可吸收性，现阶段对于聚丁二酸丁二醇酯轻量化的研究主要集中在化学发泡法制备方面，但因聚丁二酸丁二醇酯的熔体强度较低，由化学发泡法制备的轻量化多孔材料易形成串孔，导致其力学强度较低。基于专利CN 102627837A采用交联方法改进聚丁二酸丁二醇酯的熔体强度，但H.J.Jin及N.Teramoto等人的研究(H.J.Jin,D.S.Kim,B.Y.Lee,M.N.Kim,I.M.Lee,H.S.Lee,and J.S.Yoon,J.Polym.Sci.Part B:Polym.Phys.2000，38,2240.N.Teramoto,M.Ozeki,I.Fujiwara,andM.Shibata,J.Appl.Polym.Sci.,2005，95,1473.)表明交联会抑制聚丁二酸丁二醇酯的生物降解性；基于专利CN 105061797 A引入了超临界二氧化碳发泡技术制备闭孔发泡材料，但超临界发泡时间长达数小时，时间成本较高，目前还处于实验室研究阶段；基于专利CN102618001 A采用有机溶剂溶解聚丁二酸丁二醇酯并引入纳米纤维素或纳米纤维素晶体增强聚丁二酸丁二醇酯发泡材料的力学性能，但存在有机溶剂挥发污染及有机溶剂回收利用的问题。

因此，急需一种制备工艺简单、能耗低、易降解、环境友好的闭孔复合材料及其制备方法

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于：提供一种可降解闭孔发泡材料的制备方法；(2)提供一种可降解闭孔发泡材料。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种可降解闭孔发泡材料的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：

(1)按质量份计，取100份生物质聚酯，1～5份纤维素纳米晶，1～5份热膨胀微球，混合均匀后制得共混物；

(2)将步骤(1)中制备的共混物在110～130℃，螺杆转速为10～30rpm条件下进行熔融共混造粒，制得粒料；

(3)将步骤(2)中制得的粒料在热压温度为150～180℃，压力为1～5MPa条件下发泡成型，发泡时间为5～8min，制得可降解闭孔发泡材料。

进一步，步骤(1)中，所述生物质聚酯为聚丁二酸丁二醇酯。

进一步，步骤(1)中，所述纤维素纳米晶为棉花纤维依次经碱处理后水解、离心分离和冷冻干燥得到的白色粉末。

进一步，所述纤维素纳米晶的长度为100～300nm，直径为10～30nm，结晶度为77％。

进一步，所述碱处理具体为按质量体积比25:1将棉花浸泡在质量分数为2％的氢氧化钠溶液中12h，所述质量体积比单位为g：L。

进一步，所述离心分离具体为以4000r/min的离心速度离心5min。

进一步，所述冷冻干燥具体为在真空度为25Pa，温度为-50℃条件下冻干48h。