[发明专利]一种PBS/CF微孔发泡材料及其制备方法

说明书

本发明属于导电高分子材料领域，公开了一种PBS/CF微孔发泡材料及其制备方法。将聚丁二酸丁二醇酯溶于氯仿中，得到PBS澄清溶液；将碳纤维超声分散于氯仿中，得到含有CF的氯仿溶液；将含有CF的氯仿溶液加入到PBS澄清溶液中，超声搅拌混合均匀后真空干燥，得到PBS/CF共混物，注塑成型，得到PBS/CF复合材料，然后以超临界CO₂为发泡剂对PBS/CF复合材料进行间歇式发泡，得到PBS/CF微孔发泡材料。本发明所得PBS/CF微孔发泡材料泡孔均一、泡孔尺寸小、泡孔强度高、导电性能好，可用于电子电气、建筑、家具等领域，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于导电高分子材料领域，具体涉及一种PBS/CF微孔发泡材料及其制备方法。

背景技术

生物可降解材料由于其环境友好性，可持续发展性和生物可降解性等优点备受人们关注，其中聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种典型的生物可降解塑料，具有优异的加工性能及生物可降解性，在取代传统石油基塑料的方面有巨大的潜力。但由于PBS的强度低、热稳定性差等原因限制了PBS在很多方面中的应用。

利用纤维增强聚合物树脂是一种行之有效的手段。其中，碳纤维(CF)是一种优异的增强体，它具有高强度、高刚性、高导电导热性、耐腐蚀、耐磨损等特点。将碳纤维作为填料改善聚合物性能的同时还能够赋予复合材料一定的导电导热性。大多数情况下碳纤维用于增强通用塑料或工程塑料，主要运用于建筑、汽车、轮船、航空航天、军工和屏蔽等领域。在碳系填充型导电塑料中，通常不单独使用CF作为导电填料，例如公开号为CN10636695A和CN104845361A中除了加入一定含量的CF外，还利用特导电碳黑或石墨烯以此增强复合材料的导电性。这主要是由于CF在传统螺杆式塑料加工过程中容易受到螺杆带来的横向剪切力而发生断裂，造成CF的增强效果不佳及其在基体中分散不均匀等问题，最终导致复合材料的性能得不到明显的提升。

微孔发泡塑料是聚合物基体内部具有均匀分散的微纳级泡孔的复合材料，它具有质量轻、比强度高、比刚性高、疲劳寿命长、隔热隔音等特点。由于这些独特而优异的性能，其具有非常广阔的应用前景，被称为“21世纪的新型材料”。目前，微孔发泡塑料普遍运用于制造包装件、薄壁罩、汽车零部件、建筑墙体、仿生材料、催化剂载体等方面。由于PBS熔体粘度低、熔体强度差等问题，在发泡领域受到极大的限制。CN101899200A公开了一种使用过氧化二异丙苯等作为交联剂提高PBS熔体粘度后采用化学发泡法制备PBS发泡材料的方法。CN102627837A公开了一种利用扩链剂和发泡剂通过熔融共混连续挤出制备PBS发泡材料的方法。我们可以看到，现有技术中PBS发泡材料的制备主要将PBS交联后进行化学发泡，降低了材料的生物降解性能，同时发泡后残留物影响产品性能和使用安全。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种PBS/CF微孔发泡材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的PBS/CF微孔发泡材料。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种PBS/CF微孔发泡材料的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将聚丁二酸丁二醇酯(PBS)溶于氯仿中，得到PBS澄清溶液；

(2)将碳纤维(CF)加入到氯仿中，超声搅拌使碳纤维在氯仿中充分浸湿，得到含有CF的氯仿溶液；

(3)将含有CF的氯仿溶液加入到PBS澄清溶液中，超声搅拌混合均匀后真空干燥，得到PBS/CF共混物；

(4)将PBS/CF共混物注塑成型，得到PBS/CF复合材料；

(5)以超临界CO₂为发泡剂对PBS/CF复合材料进行间歇式发泡，得到PBS/CF微孔发泡材料。