[发明专利]一种开孔聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种开孔聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料及其制备方法，该制备方法是通过将高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇混合溶解后，在酸性条件下，与甲醛反应得到开孔聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料。此种方法无需添加发泡剂、致孔剂等任意成孔功能性助剂，且具有方法新颖、路线独特、综合性能好的优点。

技术领域

本发明属于泡沫材料技术领域，具体涉及一种开孔聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料及其制备方法。

技术背景

聚乙烯醇，简称PVA，是一种侧链含有大量羟基[-OH]的水溶性和环境友好型聚合物。羟基的反应活性较高，可以很容易的和多种功能性试剂反应生成具有特殊功能作用的化合物。聚乙烯醇缩甲醛(PVF)泡沫是聚乙烯醇和甲醛在酸性条件下的缩合产物，是一类十分重要的高分子材料。PVF泡沫具有很强的吸水性，在湿润状态下有天然海绵的手感及弹性，柔软性好，开孔结构丰富，耐磨性和耐候性优异，力学性能高，化学稳定性和生物相容性好，因此在很多领域得到了广泛的应用。

目前，生产制备PVF泡沫的主要原料是高聚合度的聚乙烯醇，其聚合度在1700以上，如PVA-1799(聚合度为1700，醇解度为99％的聚乙烯醇)、PVA-2499(聚合度为2400，醇解度为99％的聚乙烯醇)等。但是，采用此类高聚合度聚乙烯醇制备PVF泡沫时，在不添加辅助发泡剂的前提下，泡沫结构容易坍塌，难以直接获得具有开孔结构的泡沫材料。

为了解决上述技术问题，传统工艺及近年的技术报道主要采用发泡剂发泡法、机械打泡法和致孔剂发泡法等三种方法制备PVF泡沫。但是上述工艺方法中，发泡剂发泡法制备PVF泡沫存在发泡剂残留的问题，这将导致泡沫综合性能的降低；机械打泡法制备PVF泡沫具有工艺复杂和生产成本较高的缺点；致孔剂发泡法制备PVF泡沫材料所使用的致孔剂通常对环境有一定的污染，此外，发泡剂的使用也具有一定的成本。

本发明的发明人在前期研究工作中，通过提高低聚合度聚乙烯醇(PVA-0588，聚合度为500，醇解度为88％的聚乙烯醇)的浓度增强分子间的相互作用下，在PVA-0588浓度为14wt％～18wt％的范围内，获得了吸水性较好的PVF泡沫(Li Y,Deng J,Zhang J.Porouspoly(vinyl formal)foam prepared using poly(vinyl alcohol)of low degree ofpolymerization[J].Polymer International,2018,(67):1438-1444)。

但是，在上述公开文献中，发现并研究了因低聚合度聚乙烯醇的物理特性，在低浓度或是与现有技术高聚合度聚乙烯醇相同浓度前提下，无法很好的形成PVF泡沫材料，仅在高浓度前提下才能成功制备。由于在体系中没有添加任何发泡作用的功能试剂，因此，在高浓度的情况下制备的泡沫材料质量密度较大，影响了其使用范围，并且高浓度低聚合度聚乙烯醇的使用大幅增大了产品的成本。此外，利用低聚合度聚乙烯醇为原料所制备的PVF泡沫材料中的泡孔多为闭孔结构，在一定程度上影响了其作为泡沫材料的使用。

因此，探索开发一种工艺简单、成本低廉的轻质PVF泡沫具有重要的现实意义和广阔的市场前景。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供一种开孔聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料及其制备方法，该制备方法是通过将高聚合度聚乙烯醇和低聚合度聚乙烯醇混合溶解后，在酸性条件下，与甲醛反应得到开孔聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料。此种方法无需添加发泡剂、致孔剂等任意成孔功能性助剂，且具有方法新颖、路线独特、综合性能好的优点。

为实现上述目的，本发明是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。

一种开孔聚乙烯醇缩甲醛泡沫材料，按重量份数计，其原料由下述成分组成：

以及非发泡、成孔的功能性助剂；